FeS2 là sắt disulfide, có cấu trúc lập phương đặc trưng là AB2, tương tự như NaCl. Nguyên liệu được sử dụng để sản xuất axit sunfuric chủ yếu là pyrit, thường chứa coban, niken và selen.
Sắt disulfide được sử dụng quan trọng trong cao su, giấy, dệt, thực phẩm, diêm và các ngành công nghiệp và nông nghiệp khác. Đặc biệt trong công nghiệp quốc phòng, nó được sử dụng để sản xuất các chất nổ và chất tạo khói khác nhau.
Axit sunfuric được điều chế từ quặng pyrit, xỉ có thể được sử dụng để luyện gang và luyện thép. Nếu xỉ chứa hàm lượng lưu huỳnh cao và hàm lượng sắt thấp, nó có thể được sử dụng làm nguyên liệu phụ cho hỗn hợp xi măng.
Quặng sắt sunfua có thành phần chính là FeS2, hàm lượng sắt là 46,6% và hàm lượng lưu huỳnh là 53,4%, có màu vàng xám, trọng lượng riêng khoảng 4,95-5,10.
Đồng thời, quặng này thường chứa nhiều kim loại quý khác như đồng, niken, kẽm, vàng, bạc, … đồng thời, pyrit thường tồn tại cùng với đồng, chì, kẽm, molypden và các mỏ sunfua khác, chứa vàng và coban., molypden và selen nguyên tố hiếm, v.v., có thể được tái chế toàn diện.
Trong công nghiệp, bã thải từ quá trình sản xuất axit sunfuric từ pyrit thường được dùng làm nguyên liệu cho luyện gang thép. Thành phần hóa học chính của cặn là Fe2O3, thường chứa 40% đến 55% sắt và 1,5% đến 2,0% lưu huỳnh.
Xỉ axit sunfuric được dùng làm nguyên liệu cho quá trình luyện kim loại, chủ yếu sử dụng hàm lượng sắt trong đó để giảm giá thành sản phẩm vật liệu thô thiêu kết. Lượng xỉ axit sunfuric trong vật liệu nung kết thường dưới 10%. Xỉ axit sunfuric được xử lý để tăng độ mịn, tăng hàm lượng sắt, giảm hàm lượng lưu huỳnh, có thể được sử dụng làm nguyên liệu cho thức ăn viên.
Sắt disulfide là vật liệu bán dẫn có độ rộng vùng cấm gián tiếp không độc hại và thân thiện với môi trường, có trữ lượng dồi dào trong tự nhiên, với độ rộng vùng cấm là 0,95 eV. Nó rất gần với 1,1 eV theo yêu cầu của vật liệu pin mặt trời lý tưởng và có khả năng hấp thụ ánh sáng tuyệt vời với hệ số hấp thụ 105 cm-1.
FeS2 có độ rộng dải cấm phù hợp, hệ số hấp thụ ánh sáng cao và có thể được sử dụng để sản xuất pin năng lượng mặt trời màng mỏng cực kỳ mỏng (dưới 200 nm). Nó rẻ và giàu tài nguyên, không độc hại, có khả năng tương thích tốt với môi trường, thích hợp cho sản xuất quy mô lớn được coi là loại vật liệu điện cực mặt trời có tiềm năng phát triển lớn.
Do đó, vật liệu làm catốt của pin thương mại đều sử dụng FeS2 tự nhiên, nhưng do hàm lượng tạp chất cao và kích thước hạt lớn của FeS2 tự nhiên nên hiệu suất điện hóa thực tế của sản phẩm khác xa giá trị lý thuyết và cần phải xử lý thêm để cải thiện hiệu suất xả của nó.
FeS2 tổng hợp nhân tạo có độ tinh khiết cao, kích thước hạt nhỏ, việc giảm kích thước hạt làm tăng đặc điểm động học của Li xen vào FeS2 tạo thành LixFeS2. Vì FeS2 tự nhiên nên ngày càng có nhiều nhà nghiên cứu dành nhiều tâm huyết cho việc nghiên cứu tổng hợp FeS2.
Phương trình hóa học liên quan:
FeS + 6HNO3 → 3NO + Fe(NO3)3 + 2H2O + H2SO4
FeS2 + 8HNO3 → Fe(NO3)3 + 5NO + 2H2SO4 + 2H2O
CÙNG MỤC
Cân bằng phản ứng FeS + O2 = Fe2O3 + SO2 (và phương trình FeS2 + O3 = Fe2O3 + SO2)- Cân bằng phản ứng Br2 + H2O + H2S = H2SO4 + HBr (và phương trình H2S + O2 = H2O + S)
- Cân bằng phản ứng H2O + NH3 + FeCl3 = NH4Cl + Fe(OH)3 (và phương trình H2O + NH3 + FeSO4 = (NH4)2SO4 + Fe(OH)2)
- Cân bằng phản ứng H2O + Na2O = NaOH (và phương trình NaOH + SiO2 = Si(OH)4 + Na2O)
- Cân bằng phản ứng CaO + CO2 = CaCO3 (và phương trình P2O5 + CaO = Ca3(PO4)2)
- Cân bằng phản ứng NaHCO3 = Na2CO3 + H2O + CO2 (và phương trình NaHSO4 + NaHCO3)
