三氧化二铁还原焙烧试验

焙烧岗位生产操作规程辽宁省营口久源实业有限公司硫铁矿的沸腾焙烧硫铁矿焙烧的基本理念焙烧的目的和意义本岗位生产的目的是将原料工段处理后得到的成品硫铁矿加入沸腾炉内，与天然空气混合进行沸腾焙烧，制取含一定SO2浓度的炉气，降温后送往净化岗位。

沸腾炉是否稳定运行，是整个制酸系统能否正常操作的关键。

因此人们常说沸腾炉是生产硫酸的“龙头”。

要抓好龙头，就必须学习矿石焙烧的基本原理，掌握沸腾炉的各种规律，以保证沸腾炉能长期稳定运行，使炉气中的SO2浓度高而稳，SO3低，不出硫蒸汽，气量不波动，出炉灰渣残硫低。

可以归纳成为一句话来要求，就是：炉气质量一高（SO2浓度高），二稳定（SO2浓度和炉气量稳定），三低（灰渣残硫低，SO3和硫蒸汽含量低）。

沸腾焙烧过程的原理硫铁矿，其主要化学成分是FeS2，来源主要有三个：1，普通硫铁矿；2，与有色金属共生的硫铁矿；3，与煤共生的硫铁矿。

硫铁矿在焙烧时，其中硫与空气中的氧化合生产SO2，通常称为炉气，铁与空气中的氧化合生成氧化铁，通常称为矿渣。

一．硫铁矿焙烧的主要化学反应：硫铁矿的焙烧过程由若干化学反应构成。

第一步：二硫化铁受热分解为一硫化铁和单质硫：2FeS2(固) = 2FeS (固) + S2 + Q (2—1)第二步：单质硫和一硫化铁的燃烧，硫被氧化成二氧化硫，一硫化铁被氧化成二氧化硫和三氧化二铁(或四氧化三铁)：S2(气)+2O2(气)=2SO2(气)+Q (2---2)4FeS(固)+7O2(气)=4SO2(气)+2Fe2O3(固)+591.41千卡（2—3）3FeS(固)+SO2(气)=3SO2(气)+Fe3O4(固)+416.65千卡（2—4）当炉内过剩空气较多时，FeS的燃烧反应式按式（2—3）进行，所得矿渣主要成份的Fe2O3, 呈红色；当炉内过剩空气较少时，反应式则按（2—4）进行，所得矿渣主要成份是Fe3O4, 呈黑色。

综合以上四个反应式便得到下面两个总的反应式：4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2+790.52千卡（2—5）3FeS2+8O2=Fe3O4+6SO2+566千卡（2—6）所有，硫铁矿焙烧是放热反应，一般靠本身的反应热维持焙烧温度。

钢铁冶⾦学（炼铁部分）钢铁冶⾦学(炼铁部分)第⼀章概论1、试述3种钢铁⽣产⼯艺的特点。

答：钢铁冶⾦的任务：把铁矿⽯炼成合格的钢。

⼯艺流程：①还原熔化过程（炼铁）：铁矿⽯→去脉⽯、杂质和氧→铁；②氧化精炼过程（炼钢）：铁→精炼（脱C、Si、P等）→钢。

⾼炉炼铁⼯艺流程：对原料要求⾼，⾯临能源和环保等挑战，但产量⾼，⽬前来说仍占有优势，在钢铁联合企业中发挥这重⼤作⽤。

直接还原和熔融还原炼铁⼯艺流程：适应性⼤，但⽣产规模⼩、产量低，⽽且很多技术问题还有待解决和完善。

2、简述⾼炉冶炼过程的特点及三⼤主要过程。

答：特点：①在逆流（炉料下降及煤⽓上升）过程中，完成复杂的物理化学反应；②在投⼊（装料）及产出（铁、渣、煤⽓）之外，⽆法直接观察炉内反应过程，只能凭借仪器仪表简介观察；③维持⾼炉顺⾏（保证煤⽓流合理分布及炉料均匀下降）是冶炼过程的关键。

三⼤过程：①还原过程：实现矿⽯中⾦属元素（主要是铁）和氧元素的化学分离；②造渣过程：实现已还原的⾦属与脉⽯的熔融态机械分离；③传热及渣铁反应过程：实现成分与温度均合格的液态铁⽔。

3、画出⾼炉本体图，并在其图上标明四⼤系统。

答：煤⽓系统、上料系统、渣铁系统、送风系统。

4、归纳⾼炉炼铁对铁矿⽯的质量要求。

答：①⾼的含铁品位。

矿⽯品位基本上决定了矿⽯的价格，即冶炼的经济性。

②矿⽯中脉⽯的成分和分布合适。

脉⽯中SiO2和Al2O3要少，CaO多，MgO 含量合适。

③有害元素的含量要少。

S、P、As、Cu对钢铁产品性能有害，K、Na、Zn、Pb、F对炉衬和⾼炉顺⾏有害。

④有益元素要适当。

Mn、Cr、Ni、V、Ti等和稀⼟元素对提⾼钢产品性能有利。

上述元素多时，⾼炉冶炼会出现⼀定的问题，要考虑冶炼的特殊性。

⑤矿⽯的还原性要好。

矿⽯在炉内被煤⽓还原的难易程度称为还原性。

褐铁矿⼤于⾚铁矿⼤于磁铁矿，⼈造富矿⼤于天然铁矿，疏松结构、微⽓孔多的矿⽯还原性好。

⑥冶⾦性能优良。

冷态、热态强度好，软化熔融温度⾼、区间窄。

现在大多数人认为氧化铁红是按含量定价格的，但我个人认为其实应该是色相定价更加合理。

但是色相好的往往是含量高的，可能给人造成一个含量越高色相就越好，当然价格就更高的假像。

所以说，色相好的产品价格是不低的。

市面上的氧化铁现在大至分为三大类：合成氧化铁红，天然氧化铁红，还有一种是合成氧化铁红里渗加天然氧化铁来降低成本的，我也将之分为一类。

其中合成氧化铁红的色相最好，着色率最高。

相对应的理化指标也最好。

至于“溶解性”这个问题，我不知道你是用在哪个方面的？氧化铁红是可以溶解在水性和油性的液体当中，成为一种悬浊夜状态的夜体。

在经过一定的时间和会自动沉淀。

有些经过后处理的氧化铁红沉淀的时间会长一点，但价格也是相当高的。

不知道这些对你有没有帮助。

如果还有需要可以发邮件给我：shm5990@品用途：用于油漆, 橡胶, 塑料, 建筑等的着色氧化铁红分类：有天然的和人造的两种。

天然的称西红。

是基本上纯粹的氧化铁。

红色粉末。

由于生产方法和操作条件的不同，它们的晶体结构和物理性状都有很大的差别，色泽变动于橙光到蓝光至紫光之间。

遮盖力和着色力都很大。

密度5-5.25。

有优越的耐光、耐高温性能，并耐大气影响、耐污浊气体、耐一切碱类。

在浓酸中只有在加热情况下才逐渐被溶解氧化铁红（Iron Oxide Red）又称铁氧红、铁丹、锈红化学性质：分子式(Formula)：Fe2O3分子量(Molecular Weight)：159.69CAS No.：1332-37-2有天然的和人造的两种。

天然的称西红。

是基本上纯粹的氧化铁。

红色粉末。

由于生产方法和操作条件的不同，它们的晶体结构和物理性状都有很大的差别，色泽变动于橙光到蓝光至紫光之间。

遮盖力和着色力都很大。

密度5-5.25。

有优越的耐光、耐高温性能，并耐大气影响、耐污浊气体、耐一切碱类。

在浓酸中只有在加热情况下才逐渐被溶解1、在各类混凝土的预制件和建筑制品材料中（如彩色水泥、彩色水泥地砖、彩色水泥瓦、仿琉璃瓦、混凝土地砖、彩色灰浆、彩色沥青等）作为颜料或着色剂，直接调入水泥中应用。

硫酸锰热解制备Mn2O3以及用热解尾气浸出低品位软锰矿的实验研究申武，廖兵，孙维义，丁桑岚, 苏仕军*（四川大学建筑与环境学院，四川成都，610065）摘要：用硫酸锰(MnSO4)高温热解的方法制备了三氧化二锰，并考察了热解制备过程中产生的尾气浸出低品位软锰矿的可行性。

热解实验表明，850℃是硫酸锰热解制备三氧化二锰的最佳温度。

硫酸锰在850℃热解所得三氧化二锰产品的锰含量为68.93%。

产品的XRD和FTIR表征结果表明，热解产物为单一相的立方体结构三氧化二锰。

尾气测定结果表明硫酸锰热解制备三氧化二锰时释放出的尾气中含有SO2和SO3, 两者摩尔比约为7:1。

浸出实验结果表明利用热解尾气浸出软锰矿是可行的。

在温度为60℃，初始硫酸浓度为0.1mol/L时，尾气中SO x（SO2和SO3）的吸收率达到99.73 %，软锰矿的锰浸出率达到94.37 %。

该工艺不仅可以避免液相制备方法中废水的问题，还可以使得热解制备过程产生的尾气和低品位软锰矿同时得到资源化利用。

关键字：三氧化二锰；硫酸锰；热解尾气；软锰矿；资源化Preparation of Mn2O3 by Thermal Decomposition of MnSO4 Combined with Reductive Leaching of Low-grade PyrolusiteUsing the Decomposition GasSHEN Wu, LIAO Bing, SUN Wei-yi, DING Sang-lan, SU Shi-jun *（College of Architecture and Environ., Sichuan Univ., Chengdu 610065, China）Abstract: Dimanganese trioxide (Mn2O3) was prepared by thermal decomposition of manganese sulfate (MnSO4). Decomposition gas released during the Mn2O3 preparation was used to leach pyrolusite ore and the feasibility of the process was observed. The thermal decomposition of MnSO4 showed that 850℃was the best temperature for Mn2O3 preparation. Characterization results with XRD and FTIR showed that the decomposition product at 850℃was single phase cubic Mn2O3 with manganese content of 68.93%. SO2 and SO3 were both observed in the decomposition gas with mole ratio of about 7, indicating the majority of SO2 in the decomposition gas. The extraction experiment showed that the extraction of pyrolusite using decomposition gas was entirely feasible. At 60℃and with 0.1mol/L initial H2SO4, the SO x absorption efficiency and Mn extraction rate reached separately 99.73 % and 94.37 %. The presented technology can not only avoid the wastewater problem which always involves in liquid-phase methods, but also realize the simultaneous resource recovery of decomposition gas and low-grade pyrolusite.Keywords: Mn2O3; MnSO4; thermal decomposition gas; pyrolusite; resource recovery三氧化二锰在现代工业上应用广泛1，可以作为催化剂分解去除CO[1]、丙烷、丙烯[2]、NO[3]和H2S[4]等有害气体，也可以作为原料制备软磁铁氧体[5]。

硫铁矿焙烧方程式
一、硫铁矿焙烧方程式的基本情况
硫铁矿的主要成分是FeS₂，硫铁矿焙烧的方程式为4FeS₂ + 11O₂ = 2Fe₂O₃+ 8SO₂。

这就像是一场神奇的化学魔术，FeS₂
和O₂这两个小伙伴一见面，在一定的条件下就变成了Fe₂O₃和SO₂呢。

这个反应是工业上制取硫酸的重要步骤哦。

二、从化学原理看这个方程式
1. 化合价变化
在FeS₂中，铁元素是+2价，硫元素是 - 1价。

在反应过程中，铁元素被氧化成+3价，硫元素被氧化成+4价。

氧气中的氧元素从0价被还原成 - 2价。

这就像是一场元素之间的价值交换游戏，每个元素都在反应中找到了自己新的“身价”。

2. 反应条件
这个反应通常需要高温条件。

就像我们做饭的时候，有些菜需要高温爆炒才能做出来美味一样，硫铁矿和氧气的这个反应也需要高温这个“大火力”来推动。

三、这个方程式在工业生产中的意义
1. 硫酸生产的前端工序
在工业制取硫酸的过程中，首先就是硫铁矿的焙烧得到二氧化
硫。

如果没有这个反应，后面制取硫酸的流程就没办法进行啦。

就像盖房子，如果没有打好地基，上面的楼层就没法盖起来一样。

2. 对资源利用的影响
硫铁矿是一种重要的矿产资源，通过焙烧反应，我们可以把它转化为有价值的工业原料。

这不仅实现了资源的有效利用，还能创造出很多的经济价值呢。

含铁氰化渣中铁的浸出性能和热力学研究符剑刚;刘彩云;陈钰;康希越;吴凯【摘要】以含铁氰化渣为原料进行了酸浸试验，考察了浸出酸用量系数、浸出温度和浸出时间对铁浸出率的影响。

热力学分析结果表明，氰化渣中的铁氧化物在高温、浓酸条件下以可溶性铁离子形式进入浸出液。

试验结果表明：在硫酸浓度45％、硫酸用量系数（硫酸理论用量的倍数）1．5、盐酸用量0．1 mL／g、体系沸点温度下、液固比3∶1、浸出时间4 h的最佳条件下，铁浸出率为96．53％；然后采用胶体分散法制备聚合硫酸铁回收浸出液中的铁。

浸出渣氰化浸出试验结果表明，金浸出率达到98．82％，为实现氰化渣的综合利用提供了一种新的处理工艺。

%The test on acid leaching of cyanide tailings was conducted to investigate effects of H2 SO4 dosage, leaching time and temperature on the iron leaching rate. The thermodynamic analysis indicated that the iron oxide in the cyanide tailings can be leached into the leaching solution inthe form of soluble iron ions at high temperature with the concentrated acid. It is found that the leaching process with H2 SO4 at the concentration of 45% and in an amount of 1.5 times the theoretical value, with HCl at the dosage of 0. 1 mL/g, liquid and solid ratio of 3∶1, at the temperature of boiling point of the system for 4 h, can result in the leaching rate of Fe upto 96.53%. The Fe in the leaching solution was then recovered by the polymeric ferric sulfate solution that was prepared by dispersing Fe(OH)3 colloid, and the residue was taken for a cyanide leaching test, resulting in the leaching rate of Au up to 98. 82%. It is concluded that such newprocess can provide an alternative way for the comprehensive utilization of cyanide tailings.【期刊名称】《矿冶工程》【年(卷),期】2016(036)002【总页数】5页(P75-79)【关键词】氰化渣;铁回收;酸浸;金【作者】符剑刚;刘彩云;陈钰;康希越;吴凯【作者单位】中南大学化学化工学院，湖南长沙410083;中南大学化学化工学院，湖南长沙410083;中南大学化学化工学院，湖南长沙410083;中南大学化学化工学院，湖南长沙410083;中南大学化学化工学院，湖南长沙410083【正文语种】中文【中图分类】TF803.21随着黄金工业的快速发展，易于直接氰化提取的金矿资源日渐枯竭，难处理金矿资源已成为今后中国黄金生产的主要原料[1-5]。

2009年第4期 NO.4,2009总 第 2 7 卷 毕 节 学 院 学 报 Vol.27(总 第 105 期) JOURNAL OF BIJIE UNIVERSITY General No.105拜耳赤泥高温焙烧后磁选提取铁精粉工艺探索周 军1，梁 杰1，2（1、贵州大学材料科学与冶金工程学院，贵州 贵阳 550003；2、毕节学院，贵州 毕节 551700）摘 要：从探索高温焙烧拜耳赤泥后通过磁选提取铁精矿粉的工艺条件入手，试验以某氧化铝厂的拜耳法赤泥为原料，以某钢铁厂的喷吹煤粉作为固体还原剂，将两者按一定比例混合制团后在高温条件下进行还原焙烧，继而磁选出铁精矿。

通过精矿和尾矿分析，确定适宜的工艺参数。

关键字:铁精矿粉；拜耳赤泥；煤粉；还原焙烧中图分类号：TG146.2 文献标识码：A 文章编号：1673-7059（2009）04-0088-041 引言赤泥是氧化铝冶炼工业生产过程中排出的固体粉状废弃物。

全世界每年排放赤泥约6000 万吨，我国仅山东铝厂、山西铝厂、贵州铝厂、中州铝厂、平果铝厂五大铝厂年排出的赤泥量就达600万吨，累积赤泥堆存量高达 5000 万吨，而其利用率仅为15% 左右，如此大量的碱性赤泥，堆存不但需要一定的基建费用，而且占用大量土地，污染环境，并使赤泥中的许多可利用成分得不到合理利用，造成资源的二次浪费。

［1］对于当前赤泥大量堆放的现状，赤泥的综合利用目前主要包括两个方面的工作：一是提取赤泥中的有用组分，回收有价金属；二是将赤泥作为大宗材料的原料，整体加以综合利用。

［2］从赤泥中回收有价金属，国内外学者虽进行了探索性试验研究。

某些企业在从赤泥中提取有价金属方面已经取得了不少的成就。

如：通过还原焙烧后磁选，能有效地回收铁；磁选尾矿经酸处理后进行焙烧、浸出，从浸出液中萃取钪，钪以Sc2O3的形态产出，Sc的萃取率为90.6%，进一步制取氧化钪，可获得Sc2O3为99.95%的产品；萃取钪的余液经碱中和生成沉淀提铝，氧化铝的回收率为85%，钠以硫酸钠的形态产出。

专题2 误差分析与控制一、出题点解读只要实验数据与理论数据不同，就属于误差分析范畴。

误差分析一般分为两类题型1、有气体参与的反应误差来自于空气：装置内外的空气都有可能是误差的来源➢该装置如果从实验安全出发，反应前通入气体是为了➢但是从实验数据角度出发，➢但是上图中实验设计同样有两处缺点：①。

②③➢此装置若考察金属冶炼，实验结束后继续通气体目的是防止金属再次被氧化；但是若考察的是金属成分检验，则答案就应该是使产生的二氧化碳全部被石灰水吸收，数据更准确误差来自于气体本身的性质在电解水试验中，氧气的水溶性好于氢气，并且因为氧气性质活泼，所以可能会被电极材料部分消耗。

2、其他可能导致误差的来源➢➢➢➢欢迎大家继续补充二、精选试题（共10大题）1．在“空气中氧气含量的测定”实验探究中，甲同学设计了如下实验方案：在燃烧匙内盛过量红磷，点燃后立即插入集气瓶内，塞紧橡皮塞，待红磷火焰熄灭，集气瓶冷却至室温。

打开铁夹，水注入集气瓶。

（实验装置如图所示）回答下列问题：（1）通过该实验还能得出氮气的性质有、。

（2）若实验操作规范，该实验得出的结论是。

（3）该方法测定的结果偏小的可能原因是（填序号）。

①红磷量不足②装置气密性不好③弹簧夹没有加紧④没有冷却到室温某学习小组的同学对甲同学的实验方案开展进一步探究：［提出问题〕①可用于“空气中氧气含量测定实验”的药品只能是红磷吗？什么样的药品可以作为该实验的反应物？②可用于“空气中氧气含量测定实验”的装置除了课本中提及的，还有其它装置吗？③改进装置和药品，能使一些在一般条件下不能用于测定空气含量的物质也能测定氧气的含量吗？［作出猜想］猜想1一定还可用其它的物质测定空气中氧气含量，如镁条。

猜想2可用于“空气中氧气含量测定实验”的装置不止这一种，但都须满足一定的条件。

［査阅资料］刘小源同学査阅资料获知：（1）“镁在空气中燃烧不仅与氧气反应，还与氮气和二氧化碳反应”；（2）铁丝在潮湿的空气中会生锈；（3）“引火铁”（极细的铁粉）是一种准纳米材料，这种铁粉具有很髙的反应活性，它在空气中受热很容易燃烧；（4）白磷与红磷的化学性质有相似之处，白磷在40℃左右便能燃烧，红磷在240℃才能燃烧。

铬铁矿还原焙烧预处理工艺铬铁矿还原焙烧工艺在冶金领域中应用广泛，是生产铬铁和含铬合金的主要方法。

此工艺是将铬铁矿粉与碳质还原剂进行混合，在1000℃以上的高温炉中进行碳热还原反应，从而使稳定的尖晶石结构得到完全破坏。

本研究在传统还原焙烧工艺的基础上，以热力学计算为指导，对不同焙烧条件的还原产物进行综合分析，探索是否存在铁氧化物选择性还原，铬元素富集的可能。

此外，本研究还重点分析了预处理工艺对于铬铁矿中尖晶石结构转变行为的影响规律。

1热力学分析传统的还原焙烧工艺是将铬铁矿的尖晶石结构彻底破坏，令所有的金属元素在高温炉中还原为金属态。

本研究为确定各类尖晶石结构在还原焙烧过程中的稳定性进行了如下热力学分析。

由于Boudouard反应的存在，铬铁矿的还原焙烧往往受固体碳单质和气体一氧化碳的共同作用，通过数据查阅和计算整理，得出相关反应的热力学参数列于表1和表2，并绘制了关系图，如图1和2所示。

其中，在2000℃以下不与固体碳和一氧化碳发生还原反应，是铬铁矿中最为稳定的尖晶石结构。

表1 固体碳还原铬铁矿相关反应及其热力学参数表2 一氧化碳还原铬铁矿相关反应及其热力学参数由表1、表2、图1和图2可知，铬铁矿还原焙烧过程中，各物相的稳定性顺序为。

高温有利于尖晶石结构的破坏，(以℃计)在600℃左右即可发生还原反应，当温度升至1400℃时除外其他尖晶石相均可分解。

经分析还可发现，铬铁矿中含铁物相稳定性较含铬物相低，909℃时可出现金属态铁，但温度需达到1105℃才会出现金属态铬，并以碳化物的形式存在。

由此说明，从热力学角度讲，对尖晶石纯物质而言，通过控制还原焙烧温度，存在选择性破坏含铁尖晶石相，分离其中铁元素的可能。

此种预处理方式。

一方面能够起到铬铁预分离的效果，提高铬铁矿的m(Cr)/m(Fe)，实现铬铁矿资源的综合利用，另一方面也会对铬铁矿中的铬元素适度富集。

图 1 铬铁矿尖晶石相焙烧反应关系图图2 铬铁矿还原所得氧化物和金属相焙烧反应关系图2实验方法2.1实验原料南非是铬铁矿资源储备的第一大国，也是中国最大的铬铁矿进口国，因此本实验选取南非铬铁矿为原料，其成分如表3所示。

铜冶炼尾矿还原焙烧选金属铁粉工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。

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为了暴露被砷黄铁矿包裹的细粒浸染金，为了消除砷矿物对金的氰化浸出率的影响，含砷金矿石常用以下几种预处理方法。

1.焙烧氧化法将砷金矿放在一段（或二段）焙烧炉中或回转窑中，在650～800℃下进行焙烧。

在较低温度、弱氧化气氛中脱砷，在较高温度、氧化气氛中脱硫。

我国回转窑（7吨/日）焙烧含砷金矿，砷挥发率达99%以上，硫挥发率达80%左右，砷的回收率可达90%。

2.加压氧化法在加压容器中，往砷金矿的酸性（或硷性）矿浆中通入氧气（或空气），砷、硫被氧化成砷酸盐及硫酸盐，从而使砷硫矿物包裹的金粒被表露，便于氰化浸出。

加压氧化时温度为170～190℃，压力为1500～2000千帕，处理时间为2小时。

经这种方法处理后金的浸出率可从5～74%提高到87～99%。

3.细菌氧化法细菌浸出在25℃常温下进行，分三个步骤：1）细菌培养基培养铁硫杆菌，制备pH值1.5～2.5的硫酸细菌浸出液；2）细菌催化，氧化脱除砷、硫；3）预处理后所得矿渣再进行氰化。

预处理溶液将细菌活化后再利用。

南非利用此方法浸出-75微米砷黄铁矿，在pH值为1.7时，经7周预处理，其矿石氰化浸出率由原来的8.6%提高到89.8%。

4.其它方法添加催化剂加速砷矿物分解的化学氧化工艺；利用导电性较强的碱（NaOH）溶液作介质，使矿浆在电极作用下进行电氧化预处理工艺；利用硝酸的强氧化性将砷和硫氧化成亚砷酸和硫酸的硝酸氧化工艺……。

上面各种方法中，焙烧氧化法应用较广泛，而加压氧化法投资较高，细菌氧化法在投资和生产成本上都比较低，但是细菌繁衍需要适宜条件，加上反应时间较长，因此影响了该法的工业应用步伐。

从含砷的金矿石中回收金近年来，人们对含有大量砷、硫和碳的金矿石的处理比较重视。

但是，从这类矿石中回收金有很多困难。

苏联曾研究了两种类型相似的矿石；（1）含硅铝酸盐基质的硫化物-碳酸盐的矿石，（2）含硅酸盐和硅铝酸盐基质的硫化矿石。

第-类矿石中碳酸盐占18%，硫化物（黄铁矿和砷黄铁矿）占6%。