红土中游离氧化铁作用的试验研究

红土是一种广泛分布的具有高孔隙比、高含水率、高强度和低压缩性的区域性特殊土.红土中存在有大量的游离氧化铁.游离氧化铁含量的多少,以及其存在形态的不同都将对红土的工程地质性质产生很大影响.通过人为地向原扰动红土中加入游离氧化铁的方法,对恒温60℃养护80 d后的试样进行物理、力学、化学试验,试验发现,在控制其他条件一定的前提下,红土中游离氧化铁含量越高,土颗粒的团聚度越高,土的强度也越高,并通过扫描电镜图片从微观的角度定性的验证了这一结论,阐述了游离氧化铁对红土产生结构连结作用的机理.     

碳酸盐岩红土中氧化铁矿物的穆斯堡尔谱学研究

本文在高梯度磁选法分离红土中氧化铁矿物基础上，运用穆斯堡尔谱学方法对红土中氧化铁矿物进行了系统研究，并建立起红土中氧化铁矿物分析流程和研究方法体系。研究表明，红土中氧化铁矿物主要有针铁矿、赤铁矿和磁赤铁矿。氧化铁矿物沿红土剖面分布的规律性，记录了成土环境和古气候的周期性变化特征，具有重要的环境指示意义。     

贵州岩溶地区红土中方解石表面化学的X射线光电子谱（XPS）研究

应用Ｘ射线光电子谱（ＸＰＳ）技术，研究了贵州岩溶地区红土中方解石及氧化铁矿物表面化学特征及吸附机理。方解石及氧化铁矿物表面ＸＰＳ图及碳元素结合能区域的高分辨ＸＰＳ分析表明，方解石及氧化铁矿物表面和整体之间在化学成分、状态和结构方面存在明显差异。矿物表面的这种非均匀性特征，是矿物表面化学反应的重要动力学起因。方解石及氧化铁矿物等地表矿物表面对元素的选择性吸附和解吸作用的表面化学反应是造成岩溶环境中许多元素迁移、富集及污染的重要机理。     

CaF2强化红土镍矿自还原过程中金属相聚集长大行为

针对高镁高硅型中低品位红土镍矿,采用煤基自还原-细磨-磁选工艺制备镍铁粉,研究了内配碳比对红土镍矿中铁、镍氧化物自还原的影响,CaF_2对红土镍矿自还原过程中氧化物的还原、金属相的析出及聚集长大的影响规律。研究表明在CaF_2作用下通过降低内配碳比可抑制氧化铁的还原,从而获得镍品位较高的镍铁粉,但相应牺牲镍的回收率;CaF_2能与红土镍矿中高熔点的硅酸盐脉石通过固相反应生成低熔点的透闪石(Ca_2Mg_5(Si_4O_(11))_2F_2),使硅酸盐矿物结构由岛状转变为链状,提高硅酸盐矿物反应活性,促进镍、铁氧化物的还原;通过降低红土镍矿脉石相的熔化性温度,CaF_2能明显强化红土镍矿自还原过程中金属相的析出、聚集和长大,促进镍铁与脉石的有效分离,从而大幅度提高镍铁粉中镍和铁的品位及金属元素的回收率。     

干湿循环下花岗岩残积土胶结物溶蚀-微结构演化规律与力学行为

花岗岩残积土中的游离氧化铁粒间胶结作用使其具有高结构性和水敏性. 因此，在干湿循环过程中，粒间胶结氧化物被溶蚀，残积土表现出结构崩解重组和复杂的剪切变形特性. 为进一步研究干湿循环过程中花岗岩残积土中游离氧化铁溶蚀造成的土体组构变化及其对力学性能弱化的影响，进行一系列的宏微观试验以揭示不同干湿循环次数（0、1、2、4）下残积土的复杂力学特性. 研究结果表明，随着干湿循环次数的增加，花岗岩残积土的应力-应变关系将由弱应变硬化型逐渐转变为应变软化状态. 微观分析表明游离氧化铁会促使黏土颗粒胶结形成团聚体，随着干湿循环的进行其含量逐渐降低最终趋于稳定. 此外，原状残积土粒度分布（PSD）曲线呈现明显的双峰，然后在干湿循环或去除氧化铁后转变为单峰曲线. 反复干湿循环会削弱残积土的胶结结构特性，进而导致土体出现明显的软化特征. 在剪切过程中，残积土首先表现出剪切收缩特性，随后出现明显的扩张趋势. 随着干湿循环次数增加，残积土的有效黏聚力逐渐减小，但有效内摩擦角呈现逐渐增加的趋势. 干湿循环过程中花岗岩残积土复杂的力学性能特点是不可逆的体积收缩和胶粒含量的变化以及微裂缝发展之间的耦合效应.     

从低品位红土镍矿中高效回收镍铁

以低品位红土镍矿(w(Ni)=1.52%,w(Fe)=14.08%)为原料,采用一步还原焙烧-磁选工艺制取镍铁合金。考察反应温度、反应时间、还原煤量和复合添加剂对红土镍矿焙烧效果的影响。研究结果表明:在还原煤为20%、复合添加剂为12%、焙烧温度为1 200℃、通N2保护条件下焙烧180 min,原矿中的大部分氧化镍和少量氧化铁得到选择性还原;焙砂水淬急冷后常规磁选,得到Ni质量分数为10.74%,Fe与Ni的质量分数之比为4.5,Ni回收率为86.23%的镍铁精矿,达到从红土镍矿中高效回收镍铁的目的。     

昆明某工程区不同埋深下红土的物理特性研究

随着西部地区的开发与建设,更深层次的研究红土的特性从而更好地应用于实践工程中去,已经成为众多科研学者的研究课题。本文对云南省昆明市某工程区的不同深度下的原状土进行了试验研究。通过基本的室内土工试验测出红土的基本物理参数;不同压力等级下的高压固结试验,研究各级压力等级下土的压缩固结特性;通过剪切试验得出土的黏聚力与内摩擦角来探究土体的强度。试验研究表明:云南省昆明市红土具有含水率较高、孔隙较大、压缩性较低和强度较高的物理特性。在试验基础上系统总结了不同埋深红土的物理特性及力学特点。     

红粘土颗粒之间结构连结的胶体化学特征

从胶体化学的角度阐明游离氧化铁在红粘土中的赋存状态，指出它们之间的相互作用机理是胶体化学吸附作用；并分析其对红粘土中粘土矿物颗粒的胶结作用及产生结构强度的原因。     

红土镍矿镍和铁的综合回收试验

多米尼加某红土镍矿属强烈氧化的含镍酸性铁矿石,矿石中主要含有褐铁矿、石英、氧化铝和氧化镁等矿物.采用硫酸常压浸出-黄钠铁矾沉铁工艺对该红土镍矿进行湿法回收工艺研究.研究结果表明:镍、铁的浸出率分别为91.95％和67.96％;经黄钠铁矾法沉淀分离和焙烧工艺能够获得Fe品位为55.56％的氧化铁产品,且镍和铁的总回收率分别达到89.39％和67.46％.     

甲烷作用下硅镁型红土镍矿还原焙烧试验

对某低品位硅镁型红土镍矿(镍和铁质量分数分别为0.82%和9.67%)在甲烷气氛下进行还原焙烧-磁选试验。利用气相色谱仪,验证了甲烷在实际还原过程中被裂解成了氢气和炭黑。热力学计算表明:试验温度为873~1 173 K时,氧化镍分别与H_2、C、CO反应,均被还原为金属镍。氧化铁与C、CO发生反应,均被还原为金属铁,而氧化铁与H_2发生反应,产物为氧化亚铁。MgSiO_3与Mg_2SiO_4相比,更容易与硫酸钠(Na_2SO_4)发生反应。研究了还原温度、还原时间和添加剂用量对红土镍矿还原焙烧的影响,综合考虑镍、铁品位和回收率,确定了最优试验条件:还原温度为800℃,还原时间为90 min,添加剂Na_2SO_4质量分数为20%。     

膨润土改性天然粘土防渗材料的研究

膨润土具有很好的防渗和吸附性能．在华北黄土和华南红土中加入一定量的膨润土，以增强衬层材料的防渗性能．研究了膨润土加入量对土样抗压强度和压实土样渗透系数的影响，压实含水率、压实干密度等因素对压实粘土渗透性能的影响．实验原理为Darcy定理．实验结果表明：对于黄土，膨润土合量为6％—7％时，抗压强度最大．选择大于强度最优含水率2％的压实含水率有利于提高黄土及其改性粘土的防渗功能．对于红土，加入8％的膨润土对其抗压强度有很大的改善，抗渗性能有着较大的提高，渗透系数只相当于原土的1／30．选用24％左右的压实含水率可以使红土(及其改性粘土)的抗压性能与防渗性能同时优化．     

玄武岩残积土的崩解性试验

论述了残积土的崩解性,并对两种不同风化程度下的玄武岩残积土进行了室内崩解试验,试验在原状土、烘干、风干三种条件下进行。试验结果表明,原状土样崩解速度较慢,风干土样崩解速度最快,烘干1h土样次之。同时,土样本身的矿物成分、颗粒大小、含水率等是影响土样崩解的重要因素,棕红色土样由于含有游离态氧化铁等因素,崩解速率大于黄褐色土样。     

金属彩光云母铁珠光颜料的制备

以云母为基材，用液相沉积法在其表面包膜透明氧化铁薄膜，控制反应条件，制得高性能的古铜、红棕、酒红、紫红等金属彩光云母铁珠光颜料，探讨了影响包膜氧化铁薄膜的各种因素，获得最佳工艺参数。     

广西涠洲岛沉凝灰岩土壤微形态研究

用常规方法分析广西涠洲岛１号剖面（离火山口水平距离约２００ｍ）和２号剖面（离火山口水平距离约１６００ｍ）沉凝灰岩母质发育的土壤的理化性状，用不饱和聚醛树脂－丙酮混合液浸渍固化原状土样，切片后在偏光显微镜下观察土壤微形态特征。结果表明，两个剖面土壤的微形态特征明显不同，而且与同地带的砖红壤的微形态特征也有很大差异。据此及土壤的其他性状，我们认为将涠洲岛陆岛上的土壤全部划归为砖红壤是不合适的，建议将１     

磁性氧化铁/SO2-4生物质基固体酸催化剂合成及特性

利用聚乙二醇法和亚硫酸钠法制备磁性氧化铁颗粒,通过负载法合成磁性氧化铁/SO2-4生物质基固体酸催化剂,从磁性氧化铁颗粒的不同制备方法入手分析催化剂的合成及特性.以表面酸量、磁响应性能及催化水解微晶纤维素所得还原糖得率(DNS法)为指标考察催化剂的活性;利用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、拉曼光谱仪(Raman)、扫描电子显微镜(SEM)、振动样品磁强计(VSM)表征催化剂结构.结果表明:磁性氧化铁颗粒的合成方法对制备催化剂活性和结构有较大影响.其中,用亚硫酸钠法制备磁性颗粒合成的催化剂表面酸量大(1.13mmol/g),还原糖得率高达30%,且制备工艺周期适中(2970min),催化剂的碳含量较高,负载的磁性氧化铁颗粒较多且与碳材料结合程度高,比表面积较大,孔道结构丰富;通过VSM分析可知:聚乙二醇法合成的催化剂为铁磁性材料,亚硫酸钠法合成的催化剂为亚铁磁性材料.     

改进Ferrozine法测定溶液中的二价铁、三价铁及总铁

铁元素是自然界中常见的微量元素之一,其在溶液中存在亚铁离子、三价铁离子两种价态。为了准确地定量测定亚铁、三价铁及总铁的含量,探索出一种改进的菲啰嗪(Ferrozine)法。二价铁和Ferrozine反应生成紫色络合物,其在562 nm处有最大吸收峰。利用该特点,可以直接测定二价铁含量,以盐酸羟胺为还原剂,将三价铁还原为二价铁后,即可测定总铁含量,进一步计算出三价铁含量。结果表明:该方法能准确测定游离二价铁及总铁,测定结果和ICP-AES法的结果吻合,同时三价铁计算结果和黄血盐测定三价铁的结果吻合;并且该方法可用于预测分散在水相的四氧化三铁纳米颗粒的铁含量,与ICPAES法相比,校正系数约为0.85。因此该方法适用性广,操作简单而经济,结果准确。     

氧化铅锌矿石工艺特性研究

多种分析测试手段研究表明,碳酸盐岩型氧化铅锌矿石组成和嵌布关系极为复杂,尤其是铅,锌矿物,氧化铁矿物,粘土矿物共生和氧化铁矿物对锌的选择吸附是氧化铅锌矿难于用浮选方法富集分选的主要原因。     

洞庭盆地红土地层中网纹的成因探讨

在野外考察的基础上,运用化学全量分析、X射线衍射分析、红外光谱分析和扫描电镜微形貌分析等实验方法和手段,对洞庭盆地第四系红土地层中网纹的元素地球化学、矿物组合特征和微形貌特征进行了系统研究,对洞庭盆地红土地层中2种主要的网纹类型——蠕虫状网纹和根状网纹的成因进行了探讨。认为：土壤孔隙空间的形成和化学元素的迁移是网纹产生的2个必要条件。蠕虫状网纹孔隙空间的产生是由于地层静压力和地下水位季节性变化造成的,而根状网纹的孔隙空间则是植物根系腐烂分解后提供的。地下水和地表水强烈的淋溶作用使土壤中硅、铝、铁、锰等元素的迁移能力增强,土壤胶体粒子之间的化学反应,使得这些孔隙空间在后期逐渐被次生黏土矿物和石英所充填,最终,在洞庭盆地第四系红土地层中形成大量的蠕虫状和根状白色网纹。     

Thermal oxidation of SiAlON powders synthesized from coal gangue

The oxidation behavior of different SiAlON phases (β-SiAlON, X-phase SiAlON and 12H powders) synthesized from coal gangue in air atmosphere was investigated using isothermal thermogravimetry (TG) and field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM). The effect of ferric oxide impurities in coal gangue was studied. The results show that ferric oxide contributes to the growth of SiAlON crystalline during the synthesis process. In the oxidation experiment, the existence of ferric oxide decreases the oxidation resistance of SiAlON. The reason is that the impurity causes the formation of a liquid phase at a higher temperature. At 1423–1623 K, the oxidation of SiAlON powders is diffusion controlled and it can be described by Chou’s model. A fair agreement is found between theoretical calculations and the experimental data.