砷的特性

砷是一种灰色金属，化学符号为 As。作为一种纯金属，砷是半金属，非常脆。砷会迅速与空气发生反应，褪色并氧化成氧化砷。加热时，砷会升华形成硫化亚铁。它是一种可与其他金属进行强化的合金，但纯金属的质地较软。砷不会熔化，而是在高温下直接升华为气体。它的导体性能很差。砷是有毒的。砷主要用作木材的杀虫剂处理剂。纯粹的砷在地球上非常罕见，不过砷通常与其他元素结合在一起，成为全球各地发现的各种矿物。砷通常存在于表1 所列的矿物中。

矿物名称	化学式	比重	作为 ％
毒砂	硫砷铁	6 . 19克/立方厘米	46 。 01
红花石	(钴，铁)砷2	7 . 48克/立方厘米	72 。 04
格劳科多特	（ CO ，铁）砷	6 . 22克/立方厘米	45 。 37
方钴矿	辅佐官3	5 . 95克/立方厘米	76 。 09
雄黄	屁股	3 . 60克/立方厘米	70 。 03
雌黄	作为2 S 3	3 . 49克/立方厘米	60 。 90

表1 ：含砷元素的矿物

砷的用途

砷在古代被用作毒药、强化青铜的合金，甚至被用作美白皮肤的外用药。尽管在历史上被广泛使用，但出于健康和环境方面的考虑，现代的使用受到了限制。如今，砷被视为国内冶金应用中的“关键矿物”，服务于国防、能源和电信技术（Fortier 等人， 2018 ）。它主要用作保护木材（经过压力处理的木材）的杀虫剂和各种农用化学品。砷化合物用于制造电子、光伏、电信、航空航天研究和生物医学应用的半导体元件。这种元素还可用作合金来硬化汽车电池中的铅，并与其他金属制成合金以减少腐蚀并提高强度。

砷地质学

砷在地壳中很常见，与其他元素结合形成多种矿物。含砷矿物可能形成于火成侵入岩或变质岩中。温泉、某些火山环境和接触变质区域等热液环境可能含有含砷矿物。砷也可能形成于火成伟晶岩中。砷通常与金属或硫化物矿床（例如金矿石和铜矿石）有关。

矿物系统	存款类型	地质省
砷化物	灰岩中岩浆后毒砂	Blue Ridge

表2 ：弗吉尼亚州的潜在砷矿物系统、矿床类型（Hofstra 和 Kreiner， 2020 ）和地质省

工业中的砷

砷通常是铜、金、铁和铅的冶炼副产品。砷主要在中国和摩洛哥开采（美国地质调查局，2020 ）。美国的国防储备中没有砒霜供应，100 ，依赖从中国、摩洛哥、日本和比利时等多个国家进口。自1985 以来，美国已不再生产砷。与砒霜的开采和生产有关的问题包括将砒霜释放到土壤和水中，造成严重的健康问题。

在弗吉尼亚州，虽然许多硫化物矿床中可能都含有砷，但历史上只有一座砷矿产出。在该联邦发现和开采的砷与其他硫化物或金属矿物和元素有关，例如黄铁矿、金、铜、铁、钴和镍。这些硫化矿石可以在矿脉中找到，或不规则地分布在整个变质火山岩或岩浆岩中。

弗洛伊德县

早在1882 ，人们就在弗洛伊德县发现了砷（Hess 和 Graton， 1911 ）。直到1902在哈夫维尔附近建造了布林顿矿后，才开始生产（Hess 和 Graton， 1911 ；Luttrell， 1966 ）。砷主要存在于林奇堡片麻岩中，以毒砂形式存在，与黄铁矿共生，呈透镜状脉状和浸染状。矿体厚度为3至14英尺，深度达120英尺。1902年，矿场内建起了一座加工厂，在1903年至1917年间，该矿生产了高达100吨的砷 (Luttrell, 1966 ; Young, 1956 )。这里生产的砷被用来制造杀虫剂（Hess and Graton， 1911 ）。该加工厂于1919被拆除，自此以后再也没有进行采矿（Luttrell， 1966 ）。