利用尾矿砂制备镁铁氢氧化物实验研究

以金川铜镍矿尾矿酸浸液为原料,根据矿物沉淀pH值区间的不同,分步分离Fe、Mg的沉淀物以及有价金属Al、Co、Ni、Cu的混合沉淀物,进而制备具有高附加值的Fe(OH)3和Mg(OH)2,同时富集Co、Ni、Cu等有价金属。结果表明,当溶液pH值为3.8时可沉淀分离出主要成分为施威特曼石(schwertmannite)的氢氧化铁前驱体,pH值达到9.8时沉淀富集出Al、Co、Ni、Cu的混合氢氧化物,随即得到只含有Mg离子的溶液。在60℃条件下,将施威特曼石在pH值为12的NaOH溶液中老化36h,可以得到Fe(OH)3。同时,以NaOH调节只含有Mg离子的溶液至pH值为12.4时可获得Mg(OH)2。本研究为金属矿山尾矿的资源化综合利用提供了新的思路与方法。     

地下水化学组成对Fe2+氧化产生羟自由基的影响

羟自由基(·OH)是自然环境中氧化活性最强的物种,对物质转化具有重要影响.前期研究发现地下水接触O₂可产生·OH,其中Fe2+氧化起主导作用,但地下水化学组成对Fe2+氧化产生·OH的影响尚不清楚.通过室内模拟实验,探究了地下水中常见组分(Ca2+、Mg2+、腐殖酸(HA)和磷酸根)对Fe2+氧化产生·OH的影响.结果表明,pH 6.5时0.357 mM Fe2+在5 h内氧化完全,产生约1.8 μM的·OH;Ca2+(1~6 mM)、Mg2+(1~4 mM)对Fe2+氧化和·OH产生无明显影响;HA(10~30 mg/L)促进Fe2+氧化和·OH产生,促进效果随pH降低而增强;磷酸根(0.01~0.03 mM)抑制Fe2+氧化,对·OH产生的影响为先抑制后促进.      

硼掺入Mg(OH)2形式及机理

采用pH=9.5～13.0的无镁合成海水进行了Mg(OH)₂沉积时B的掺入实验,证实了B(OH)₃优先掺入Mg(OH)₂的硼同位素分馏特征。在所研究的pH范围内,Mg(OH)₂沉积的δ11B均高于无镁合成海水的δ11B,它们之间的硼同位素分馏系数α沉积/海水为1.017 7~1.056 9,平均为1.032 9±0.009 32(SD)。硼同位素的这种分馏特征与无机碳酸盐沉积时的硼同位素分馏存在明显差异,表明B掺入Mg(OH)₂沉积具有不同的机理。B在Mg(OH)₂沉积上的吸附以及B(OH)₃与Mg(OH)₂的沉积反应同时存在并相互制约是其主要特征,造成了B(OH)₃优先掺入的总结果,这并不意味B(OH)₃在掺入的分数上占有优势,相反在所研究的pH范围内,Mg(OH)₂沉积的B(OH)₃/B(OH)-₄大都小于1,因此吸附作用决定了Mg(OH)₂沉积中B浓度的变化特征。采用这种模型能很好地解释沉积中B浓度、B在沉积和海水间的分配系数Kd以及沉积与海水间的分馏系数α随海水pH的变化特征。石珊瑚中Mg(OH)₂的普遍存在和Mg(OH)₂中B(OH)₃的优先掺入也许会影响珊瑚的硼同位素组成与海水pH的定量对应关系,给δ11B作为古海水pH的代用指标带来一定的不确定性。     

含钙铝铁水解聚合产物的矿物学研究Ⅱ:热分解特性

分别以NaOH和Ca(OH)2作为碱化剂,合成了聚合氯化铝铁(PAFCNa,PAFCCa),比较样聚合氯化铝(PACNa,PACCa)、聚合氯化铁(PFCNa,PFCCa),制成低温干燥样进行热分解检测.热重分析证明,PAFCCa中的含水量高,主要是配位水与结晶水.当n(Al)/n(Fe)>5:5后,PAFCCa的含水量平均为42.3%.按Ca6Al2(SO4)3(OH)12·26H2O分子式计算,钙矾石的结构水(含OH水)含量为43.06%,两者含水量相当接近.TG-DTG热分析结果支持XRD对PAFCCa中存在含Ca3Al2(OH)12柱体的类钙矾石结构体的认定.PAFC-Ca根据其DTG曲线上的125℃和180℃两个脱水速率(肩)峰可以判别其中有无钙矾石结构体,以及相对量的多少.     

白云鄂博的碳锶铈矿

在对白云鄂博碳酸岩中稀土矿物的研究中,发现了锶-稀土含水复碳酸盐矿物。根据电子探针分析结果,其化学成分相当于碳锶铈矿(Ancylite-Ce)、钙碳锶铈矿(Calcioancylite),前者Sr>Ca,后者Ca>Sr。计算得到的化学式分别为:(Sr0.62,Ca0.18)0.8(Ce0.5,Nd0.36,La0.17,Pr0.02,Sm0.02)1.2(CO3)2(OH1.04,F0.14)1.2H2O、(Ca0.73,Sr0.28,Ba0.17)1.2(Ce0.46,Nd0.15,La0.15,Pr0.04,Sm0.01)0.8(CO3)2(OH0.75,F0.06)0.8H2O,简化为:(Sr,Ca)2-xCex(CO3)2.(OH,F)2-x.H2O,接近理论化学式(Sr,Ca)Ce(CO3)2(OH)H2O,但附加阴离子除OH—外,还含有少量F-。两者均为几微米至十几微米的微小晶体,呈浸染状产出,且仅见于晚期方解石或方解石—白云石交生体中。     

有机溶剂辅助微波消解-电感耦合等离子体质谱法测定多种原油中微量金属元素

建立了二氯甲烷溶剂辅助微波消解-电感耦合等离子体质谱法测定原油中V、Cr、Fe、Ni、Cu、Zn、Mo、Co、Pb等16种微量金属元素。研究表明,用CH2Cl2分散原油样品,以浓HNO3-H2O2为消解体系,采用CEM微波消解系统消解样品,各元素线性关系良好,相关系数≥0.9995;检出限可达ng/L;方法精密度较高,相对标准偏差(RSD,n=3)<5.0%;回收率为92%～110%。以w(Ni)/w(V)与w(Fe)/w(V)比值为变量参数对不同原油样品进行聚类分析,表明国内与国外不同地区原油样品中各金属元素含量差异较大。     

含钙铝铁水解聚合产物的矿物学研究Ⅰ:形态和物相

用X射线粉晶衍射分析技术结合热重分析、红外光谱及电镜观察对合成的含钙聚合氯化铝铁(PAFCCa)及其合成前体含钙聚合氯化铝(PACCa)、含钙聚合氯化铁(PFCCa)的低温干燥样进行了表征.XRD衍射结果表明,Ca(Ⅱ) 分别与Al(Ⅲ)、Fe(Ⅲ)都能形成结晶化合物,在PACCa中结晶化合物主要是Ca3Al2(OH)12,在PFCCa中结晶化合物主要是Ca4Fe14O25,在PAFCCa中形成Al-Ca-Fe三相结晶化合物铁取代的氯钙矾石结构体,其组成是(Ca6(Al,Fe)2[(OH)4Cl2]3·20H2O).热重分析、红外光谱与电镜观察都支持了XRD的衍射结果.     

天然硅酸盐熔体中水的溶解度与结构种(Species)计算

本文在前人工作的基础上,应用回归分析方法,给出并讨论了φ与λ_(Ab)λ_(λ_(Or))λ_(Ar)参数对无水熔体成分的回归方程和OH/[OH H_2O(m)]与H_2O(wt%)的函数关系.将其用于已知天然硅酸盐熔体中水的溶解度与结构种的计算,并对相应方程的实用性进行了验证.     

土样矿物成分对固化土抗压强度增长的影响

通过人工制备物理力学性质相同而矿物成分不同的土样,考察相同水泥掺量的固化土抗压强度随土样矿物成分的变化,测定相应固化土孔隙液中主要离子浓度,并进行热力学计算,结果表明土样矿物成分,特别是蒙脱石,影响固化土孔隙液中Ca(OH)2的浓度,进而影响固化土抗压强度。在相同的水泥掺量作用下,含蒙脱石的固化土孔隙液中Ca(OH)2不饱和,随着土样中蒙脱石含量的减少,固化土孔隙液中Ca(OH)2浓度增加,水泥水化生成的胶凝性水化物的量也相应地增多,固化土抗压强度增量也随之提高;当固化土孔隙液中Ca(OH)2浓度达到饱和,土样矿物成分基本不影响固化土抗压强度。并在此基础上使用碱性外掺剂调整固化土孔隙液中Ca(OH)2浓度,试验结果表明：使用碱性外掺剂可以改变固化土孔隙液中Ca(OH)2浓度,减小甚至消除土样矿物成分对固化土孔隙液Ca(OH)2浓度的影响,提高固化土抗压强度。     

碱性岩中新矿物的比较晶体化学

在科拉半岛和北乌拉尔的碱性岩中近来发现了五种新矿物.莫斯科大学结晶学系在近三年的时间里测定了这些矿物的结构.本篇评论概述了这些矿物的结构测定结果.Grumantite(Na[Si_2O_4(OH)].H_2O),产于Lovezero碱性岩块,其结构中存在一种新型的间断骨架,这种骨架是四面体络合基(T_2O_5)的非典型的结构形式.它的形式与(OH)-基的存在有关,羟基使得每个配位四面体内的平均负电荷减少.Clinobehoite[Be(OH)_2],产于北乌拉尔的脱硅伟晶岩内,与其他Be矿物:硅铍钙石、锂铍脆云母及富铁高岭石共生.它的结构由三层Be四面体层组成的结构单元层之间以氢键相连而构成.在Clinobehoite的红外光谱中明确地揭示出不同类型的氢键的存在.