图5 P在炼铁过程和炼钢过程中的转化与迁移
与上述过程相似的是As的价态与亲铜/硫和亲石性质。在Goldschmidt的分类表中,As被归为亲铜/硫元素,但在Railsback的周期表中,只有As3 会形成硫化矿物,而As5 更接近亲石元素。这在铜冶金的造锍熔炼(类似于诺兰达工艺)和转炉吹炼过程中得以证实。如图6所示,造锍熔炼过程主要涉及两个相:锍相(Cu2SFeS)和炉渣相(SiO2-Al2O3-CaO-FeO)。起初,大部分 As都倾向于留在锍中,这说明As确实是一种亲铜/ 硫元素。然而,随着吹炼过程的进行,As被氧化为As5 [式(1)]后从锍相迁移进入炉渣相,甚至以烟尘的形式进入炉气。As的这些行为表明,As不仅是一种亲铜/硫元素,它还会随着化合价的改变转变为亲石元素。地学周期表将As按照As3 和As5 单独列出,其准确性更好。
图6 As在铜锍转炉吹炼过程中的转化与迁移
在Goldschmidt的分类表中,Mo是亲铁元素,而 W是亲石元素。与之不同的是,在Railsback的周期表中,只有Mo4 与W4 被标记为“S”,而Mo6 和W6 却没有。其中的原因可能是Mo主要以辉钼矿(MoS2)形式存在,而W主要以钨酸盐[CaWO4或(Fe,Mn)WO4]形式存在。但即使在W和Mo都是 6价的条件下,Mo也比 W更具有亲硫性。Helz等和Mohajerin等曾提出一种Mo的成矿过程,即在深海中(即厌氧条件下)以及H2S存在的情况下,会在Fe2 的共同作用下形成Mo-S-Fe化合物(图7)。基于这种元素与元素间亲和性的差异,在W冶炼领域有一种从W溶液中去除Mo的方法,其原理如图8所示。该过程首先在W溶液中加入S2−或HS−作为硫化剂,从而将转化为
甚至