硫矿是一种基本化工原料。在自然界，硫是分布广泛、亲合力非常强的非金属元素，它以自然硫、硫化氢、金属硫化物及硫酸盐等多种形式存在，并形成各类硫矿床。中国硫资源十分丰富，储量排在世界前列。中国在目前及今后相当一段时期内，仍将以硫铁矿和伴生硫铁矿为主要硫源。国外硫当前主要来自天然气、石油和自然硫。

基本应用

硫矿的直接应用是生产硫磺和硫酸，二者的用途非常广泛。大部分硫酸用来生产各类化肥，硫的应用领域还在不断扩大。

原料特点

自然界中含硫矿物分布非常广泛，种类也很多，以单质硫和化合态硫两种形式出现，硫的主要工业矿物和化合物有：黄铁矿、自然硫、白铁矿、磁黄铁矿、有机硫、H2S及有色金属硫化物中的硫。/n/n单质硫有三种同质多复相体－α硫、β硫和γ硫。在自然条件下，硫铁矿供应，只有α硫极为稳定，称为自然硫。

矿物性质

自然硫

自然硫是指斜方晶系的α硫。分子式为S，理论含硫量为100%，此外，自然硫中通常含有一些杂质，火山岩自然硫往往含有少量砷、碲、硒和钛，沉积型自然硫常夹杂有方解石、粘土、有机质和沥青等。

自然单质硫一般为针状和板状晶体，常呈不规则块体产出。晶形很少见，通常呈致密块状，粉末状、粒状、条带状和被膜状。

自然硫为淡黄色、棕黄色，有杂质时颜色带红、绿、灰和黑色等。莫氏硬度为1～2，比重为2.05～2.08；性脆，解理不完全，断口贝壳状，具弱导电、传热性。条痕为白—黄白色，透明—半透明状，树脂—金刚光泽；燃烧时发青蓝色火焰，并有刺鼻硫磺味。耐腐蚀。在360℃和更高温度条件下硫与氧强烈作用，生成二氧化硫。在约400℃时硫与氢作用形成硫化氢，温度继续升高时则离解，在1 690℃时完全分解成水和硫。硫与苛性碱液与氨溶液一起加热形成多硫化物或硫代硫酸。硫不溶于水，较易溶于有机溶剂和二硫化碳。硫作为氧化剂和还原剂出现，是化学上很活泼的元素。

黄铁矿

黄铁矿又称硫铁矿，分子式为FeS2，其硫理论含量为53.45%，铁理论含量为46.55%。自然界产出的黄铁矿常含有钴、镍、砷、硒、锑、铜、银和金等多种金属元素。有些硫化物还可含非常微量的碲、锗等稀散元素。 黄铁矿属等轴晶系，常见晶形为立方体及五角十二面体。

黄铁矿颜色多为浅黄铜色，表面常带有褐色、黄褐色，细粉状黄铁矿集合体常呈绿黑色。硬度6.0～6.5，比重4.9～5.2。性脆，条痕为褐黑或绿黑色。强金属光泽，不透明，具弱导电性。具热电性，有的变种具检波性，断口参差不齐，偶见贝壳状断口。

白铁矿

白铁矿(FeS2)与黄铁矿相同，二者属于同质二象复体，为斜方晶系，晶体常呈板状产出。集合体呈结核状、球状、钟乳状、皮壳状等。

白铁矿为浅黄铜色，略带浅灰或浅绿色调，新鲜面近似锡白色，条痕暗灰绿色，金属光泽。不透明，硬度为5.0～6.0，比重4.6～4.9，性脆，解理不完全，断口为参差状，具弱电性。

磁黄铁矿

磁黄铁矿［Fe1-xS］为六方或单斜晶系两种同质多象变体，常呈致密粒状块体，晶体很少见，晶形呈板状。 磁黄铁矿新鲜面是古铜棕色，表面常具暗褐色、暗棕色，不透明。金属光泽。条痕灰黑色。硬度4，性脆，比重4.58～4.70。具磁性，但强弱不一。具导电性，断口为参差状至贝壳状。

主要元素

主要有益伴生元素

中国硫铁矿床中，除部分沉积变质型矿床矿石组分比较单一、以硫铁矿为主、其他有用组分较少外，大多数矿床都含有多种有益组分。据统计，在硫铁矿矿石及其氧化矿石内含有的有益伴生组分将近有15种，有：铜、金、银、镓、碲、钴、镉、锗、铊、锰等，有利于硫铁矿床的综合开发利用。

主要有害组分及影响

硫铁矿在制硫酸时的主要有害组分有：砷、氟、铅、锌、碳、钙、镁、碳酸盐等。

砷：在硫酸生产中，砷会使触媒中毒，生成氧化砷结晶，使转化率下降，并堵塞管道，造成清理困难，还容易使人中毒；排出的污水中含砷会造成环境污染。

氟：焙烧时大部分以氟化氢存在，小部分为四氟化硅。氟化氢能使触媒粉碎；四氟化硅能使触媒结块，导致触媒阻力升高，转化率降低。在酸洗流程中，生成的氢氟酸，会腐蚀砖衬里和磁环；在水洗流程中，因氟的溶解度大，大部分随污水排出，会污染饮用水和影响农作物生长。

铅锌；焙烧过程中熔点较低，易使焙烧炉产生结疤现象。

碳：含量较多时，在焙烧过程中发热很高，炉温不易控制，还要消耗较多的氧，生成一氧化碳或二氧化碳，影响转化。

钙、镁碳酸盐：硫铁矿石中的钙、镁碳酸盐脉石(白云石、方解石)使硫铁矿在焙烧过程中分解出二氧化碳气体，稀释了炉气中二氧化硫的浓度。同时，氧化钙和氧化镁还吸收部分二氧化硫形成硫酸钙和硫酸镁，降低了硫的利用率，使设备的生产能力下降。而且新形成的钙、镁硫酸盐残留在硫铁矿石的烧渣中，影响综合利用。

在制造二硫化碳人造纤维时，硫铁矿石中的沥青和砷是有害杂质。

在造纸工业中，制亚硫酸盐纸浆的硫不能含硒，因为硒会使纸发黑。

在制造火柴和炸药时，硫中不能含微量的二氧化硅杂质，因为二氧化硅会妨碍燃烧。

主要用途

硫矿物最主要的用途是生产硫酸和硫磺。硫酸是耗硫大户，中国约有70%以上的硫用于硫酸生产。化肥是消费硫酸的最大户，消费量占硫酸总量的70%以上，尤其是磷肥耗硫酸最多，增幅也最大。

硫酸除用于化学肥料外，还用于制作苯酚、硫酸钾等90多种化工产品；轻工系统的自行车、皮革行业；纺织系统的粘胶、纤维、维尼纶等产品；冶金系统的钢材酸洗、氟盐生产部门；石油系统的原油加工、石油催化剂、添加剂以及医药工业等都离不开硫酸。随着中国经济的发展，近年来各行业对硫酸的需求量均呈缓慢上升趋势，化肥用项是明显的增长点。

高品位硫铁矿烧渣可以回收铁等；低品位的烧渣可作水泥配料。烧渣还可以回收少量的银、金、铜、铝、锌和钴等。

硫磺除为生产硫酸的原料之外，还广泛用来生产化工产品，如硫化铜、焦亚硫酸钠等。另外，在食糖生产中，要把硫磺氧化为二氧化硫气体用于漂白脱色。在农药生产中也直接或间接使用硫磺；粘胶纤维生产中需用二硫化碳作溶剂；硫化金属矿浮选用的药剂要以二硫化碳为原料；除以上应用外，消费硫磺的行业还有火柴制造、水泥枕轨处理、医药、火药等。

硫矿选矿

自然硫的选矿实例不多，主要组成矿物有：自然硫、石膏、石英、玉髓等。另外对自然硫矿石炼制硫磺后的尾渣，约含硫15%，加煤油83.35g/t选矿，可获含硫61.23%的粗精矿，回收率72.08%。

矿业简史

中国对硫矿的应用已有数千年历史，是世界最早利用硫的国家之一。

中文硫的名称由公元前6世纪所谓的“石流黄”演变而来。西汉和东汉时期对硫的特性已有熟悉。公元808年《太上圣祖金丹秘诀》中有以硫、硝等为主要成分的黑炸药。明代李时珍的《本草纲目》中，对硫的名称、产地、性质及药用功能等进行了系统研究。明末宋应星所着《天工开物》中，较具体记述了用黄铁矿作原料烧取硫磺的技术，这比欧、美国家采用黄铁矿制硫至少要早200年。清代因军火需要，硫的出产及销售由国家统管，一些省硫磺的库存量达数百吨，可见硫磺出产已有一定规模。

1894～1900年间开始研究天然硫地质。日本横山壮次朗等人曾对中国台湾的大屯、宜兰庄和龟山等地的天然硫矿进行了研究，在本世纪30～40年代，中国学者谭锡畴、李春昱、王曰伦等人分别对四川甘孜观音阁、青海门源大梁、云南保山三台坡等少数天然硫矿点进行过地质调查。赤敕川安彦等人先后对黑龙江省五大连池、青海湟源等地的天然硫厂进行了地质调查。

1917年，梁津对福建霞浦县东溪村矿点的调查讲演和福建矿物志中对崇安、政和、霞浦和宁德等硫铁矿的记载是最早的硫铁矿地质资料。1923～1928年，王臻善对山东招远、河北宣化胡庄、浙江松阳、丽水及青田等地的黄铁矿进行了地质调查。1930～1933年王晓青、田奇在湖南长沙、湘潭、郴县，1932年徐瑞麟、蒋溶在广东云浮双柏，1933年侯德封、王曰伦、张兆瑾在福建厦门、龙岩等地所做的地质矿产调查中，对黄铁矿资源进行了不同程度的研究和报道。1945年，陈秉范在《中国硫矿志》中首次对中国硫铁矿资源作了全面的阐述，并提出了硫铁矿矿床分类法，指出了硫铁矿主要产于川、鄂、豫、湘等省。

新中国成立后，中国硫矿地质工作获得迅速发展，接踵探明了安徽向山、内蒙古东升庙、炭窑口、广东大降坪等大、中型矿床和为数众多的中小型矿床与有色金属伴生的硫铁矿矿床。另外，在天然硫和酸性自然气普查评价方面取得了很大成就。

因为中国硫铁矿资源特别丰硕，分布广泛，加之中国石油多为低硫油，酸性自然气仅在四川威远一带的气田中，因此中国硫源的开发与世界以油、气中硫和天然硫为硫源有较大差别，中国一直以硫铁矿为主要开发对象，且在近期内不会有根本性变化。为知足农业对化肥及其他部分的需要，“六五”、“七五”期间，新建和扩建了广东云浮、内蒙古炭窑口、安徽向山、四川周家、湖南七宝山、城步及山西阳泉等一批大、中型矿山，硫铁矿出产能力大大增加。目前，已形成广东、四川、安徽、内蒙古、山西五大硫铁矿出产基地，其中出产能力为300万t/a的广东云浮硫铁矿是中国最大的硫铁矿矿山。

为知足农业对化肥及其他部分的需要，“六五”、“七五”期间，新建和扩建了广东云浮、内蒙古炭窑口、安徽向山、四川周家、湖南七宝山、城步及山西阳泉等一批大、中型矿山，硫铁矿出产能力大大增加。目前，已形成广东、四川、安徽、内蒙古、山西五大硫铁矿出产基地，其中出产能力为300万t/a的广东云浮硫铁矿是中国最大的硫铁矿矿山。