Pyrotin

Pyrotin, hay nhóm pyrotin hoặc pyrrhotit, là một khoáng vật đa hình sulfide sắt có công thức tổng quát FenSn+1 (trong đó n = 6..., 11 thường gặp hơn cả) hay Fe(1-x)S với x = 0,1 - 0,2 thường gặp hơn cả (trong đó FeS là khoáng vật cuối dải này có tên gọi là Troilit), hoặc FeS (FeS), hay FeFeS..
Từ nguyên.
Tên gọi pyrotin (tiếng Hy Lạp: "πυρρότης") hay tên gọi pyrrhotit (tiếng Hy Lạp: "pyrrhótes") có nguồn gốc từ tiếng Hy Lạp "pyrrhos", nghĩa là sắc hồng đỏ hay màu ngọn lửa, được nhà khoáng vật học người Đức Johann Friedrich August Breithaupt (1791-1873) đặt năm 1835.
Thành phần hóa học.
Fe = 58,22% - 63,53%, trong công thức của pyrotin hệ số nguyên tử của Fe = 1-x, với x = 0,1-0,2, pyrotin với công thức trên là một biến thể đa hình kết tinh ở hệ sáu phương, còn biến thể có công thức là FeS là troilit cũng kết tinh ở hệ sáu phương, ngoài ra FeS còn có một biến thể khác kết tinh ở hệ một nghiêng. Trong thành phần pyrotin ngoài sắt và lưu huỳnh còn có các đồng hình khác như là Cu, Ni, Co.
Cấu trúc mạng tinh thể.
Khoáng vật kết tinh ở hệ sáu phương, ô mạng cơ sở thuộc hệ nguyên thủy, nhóm đối xứng không gian, P63/MMC, các thông số ở mạng cơ sở a0 = b0 = 3,43; c0 = 5,68. Mô hình cấu trúc giống với khoáng vật nikenin (NiAs) trong đó Fe đóng vai trò của Ni, còn lưu huỳnh đóng vai trò của As - nhóm đối xứng không gian của khoáng vật.
Đặc điểm hình thái.
Đơn tinh thể pyrotin thường có dạng tấm, tháp hoặc lăng trụ, trên tinh thể thường có các hình đơn như lăng trụ sáu phương {1010}, tháp đôi sáu phương, {1011}, đôi mặt {0001} đôi khi có gắn kết song tinh. Các dạng tập hợp phổ biến của pyrotin là tập hợp hạt, khối đặc xít, có khi ở dạng xâm tán.
Tính chất.
Nó có màu vàng thau với sắc nâu hồng, cho nên nhìn toàn bộ có màu vàng kim hơn xỉn, vết vạch màu đen xám, ánh kim loại mạnh, khoáng vật cát khai không hoàn toàn theo {1010}, tách khai theo {0001}, giòn, độ cứng 3,5-4,5; tỉ trọng 4,7-4,8. Khoáng vật có từ tính khá mạnh - đôi khi vì tính chất này mà người ta gọi pyrotin là pyrit từ tính.
Dấu hiệu nhận biết.
Đặc trưng của pyrotin là màu vàng thau, có sắc nâu tối, và có từ tính mạnh, trong số khoáng vật sulfide của Fe. Khoáng vật tan trong HCl sinh ra khí H2S.
Tính chất từ.
Ô mạng FeS lý tưởng như ô mạng của troilit thì không có từ tính. Các tính chất từ thay đổi theo hàm lượng sắt. Càng nhiều sắt, pyrrhotit sáu phương là phản sắt từ. Tuy nhiên, khi thiếu sắt ở dạng một nghiêng, Fe7S8 là Feri từ Sắt từ được quan sát rộng rãi ở pyrrhotit vì thế được gán cho sự có mặt của sự tập trung tương đối lớn các khuyết sắt (lên đến 20%) trong cấu trúc tinh thể. Các khuyết này hạ thấp tính đối xứng của tinh thể. Tuy nhiên, các dạng một nghiêng của pyrrhotit nhìn chung giàu khuyết hơn các dạng sáu phương đối xứng hơn, và do đó có từ tính hơn. Nhiệt độ lên đến 320 °C thì pyrrhotit mất từ tính, nhưng nó cũng bắt đầu phân hủy thành magnetit. Sự từ hóa bão hòa của pyrrhotit là 0,12 tesla.
Nguồn gốc tạo quặng và mỏ đặc trưng.
Pyrotin thành tạo chủ yếu trong quá trinh nội sinh, liên quan tới các thành tạo đá magma base. Trong các đá magma base, pyrotin thường cộng sinh với pentlandit, chalcopyrit.
Ngoài nguốn gốc nêu trên pyrotin còn được tạo thành trong quá trình biến chất trao đổi liên quan tới các thành tạo skarn. Các khoáng vật cộng sinh của pyrotin ở nguồn gốc này có: pyrit, chalcopyrit, magnetit, arsenopyrit, galen, sphalerit...
Trong quá trình nhiệt dịch, pyrotin được tạo thành ở giai đoạn nhiệt dịch, nhiệt độ cao đến trung bình, cộng sinh cùng pyrit, galennit, sphalenit, asenopyrit...
Pyrotin còn có thể được thành tạo ở quá trình biến chất trầm tích nhưng ít gặp.
Mỏ khoáng đặc trưng của pyrotin: Norinsca (Nga), Tripxa (Nam Tư), Busvend (Nam Phi). Ở Việt Nam, có ở Nam Đông Thừa Thiên Huế, Ba Trại-Hà Tây, Kim Bôi-Hòa Bình.
Biến đổi thứ sinh.
Trong quá trình nhiệt dịch, pyrotin kết tinh ở giai đoạn sớm cho nên nó có thể bị thay thế bởi các khoáng vật thành tạo muộn hơn như marcasit, pyrit, đôi khi có thể bị thay thế giả hình. Trong điều kiện lộ ra trên mặt đất, pyrotin dễ bị oxy hóa, một phần tạo sunfat sắt tan theo nước, một phần oxy hòa tiết tạo quặng sắt nâu (limonit).
Công dụng.
Cùng với pyrit, pyrotin là quặng tinh chế lưu huỳnh để sản xuất axít sulfuric.