• 2005年第24卷第6期文章目次
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    • >环境矿物学
    • 无机界矿物天然自净化功能之矿物超微孔道效应

      2005, 24(6):503-510.

      摘要 (1566) HTML (0) PDF 2.87 M (1588) 评论 (0) 收藏

      摘要:孔径在0.3~2.0nm范围内的矿物结构孔道属于通常意义上的微孔道,如天然锰钾矿结构中由Mn—O八面体构建并由K等充填其中的微孔道,类似于大家熟知的沸石中由Si—O和Al—O四面体所构建并由Na和Ca充填其中的微孔道,往往具有分子筛功能。本文重点提出孔径在0.3nm以下的天然矿物结构孔道为超微孔道。由于无机离子包括水分子均小于0.3nm,自然界中大多数无机矿物超微结构孔道能成为地球物质发生离子交换的场所而表现出离子筛功能。长期以来人们并没有把约占地壳质量一半以上的长石矿物归类为孔道结构矿物,主要归咎于其孔径过于微小,有关长石孔道离子交换效应更没有引起人们足够的重视。实验研究结果表明,无论是在高温条件下,还是在低温条件下,长石矿物都能表现出一定的离子交换性,具有明显的孔道结构矿物特征。在高温条件下Na 与钾长石发生离子交换反应,能形成Na2O含量达15.9%的钠长石。在中温条件下Pb2 与钾长石发生离子交换反应,能生成铅长石物相。在常温条件下Cd2 与钾长石发生离子交换反应,能生成镉长石物相。长石矿物所体现出的良好的超微孔道效应,在对重金属污染物无害化处理包括核废料安全性处置领域具有潜在应用价值。天然矿物超微孔道在地球物质迁移与交换过程中一直发挥着鲜为人知的独特作用。极少数天然矿物微孔道分子筛效应孕育有净化分子型气体污染物的作用,而大多数天然矿物超微孔道离子筛效应却孕育有净化离子型水体污染物的作用。

    • 离子交换反应合成铅长石的实验研究

      2005, 24(6):511-514.

      摘要 (1518) HTML (0) PDF 1.16 M (2040) 评论 (0) 收藏

      摘要:对长石与Pb(NO_3)_2粉末在380℃条件下反应48h的产物进行XRD分析,显示出现了d值分别为6.54、3.42、3.32、3.27,2.57的铅长石的5个特征峰。XPS分析表明Pb4f7/2在长石矿物中的结合能为138.39~138.44eV。实验证明Pb2 与长石结构中的碱性或碱土性离子发生了离子交换反应,生成了铅长石。

    • 纳米纤维状白炭黑的孔隙特征

      2005, 24(6):515-520.

      摘要 (1419) HTML (0) PDF 2.14 M (1358) 评论 (0) 收藏

      摘要:在与传统白炭黑对比研究基础上,利用TEM、XRD、FT_IR和氮吸附法对纳米纤维状白炭黑(MLD为92.73%)进行研究,主要讨论了纳米纤维状白炭黑多孔结构的成因、孔径大小、孔分布及孔类型等特征。分析表明纤蛇纹石中氢氧镁石八面体层被酸溶蚀和硅氧四面体层的塌陷是导致这种白炭黑具有多孔纳米纤维结构的直接原因;有两种孔隙类型,即纤维上的孔隙和纤维的堆积孔隙;纤维上的孔隙包括SiO_2微粒间的孔隙、其聚结体间的孔隙、残余纳米管的管道和毛细管道;孔径2.1和3.8nm处的孔隙数量多,并且在纳米纤维(或管)上存在大量小于5nm左右的微孔。研究证明了在用于橡胶、塑料填充补强剂和催化剂载体等方面,纳米纤维状白炭黑更优于传统白炭黑。

    • 热处理Mg/Al-LDH结构演化和矿物纳米孔材料制备

      2005, 24(6):521-525.

      摘要 (1543) HTML (0) PDF 1.67 M (1824) 评论 (0) 收藏

      摘要:层状双氢氧化物(LDH)是自然界不常见的矿物,然而却是易于合成的重要材料。本文利用X射线衍射和透射电镜技术研究了Mg/Al-LDH热处理结构演化。结果表明,对于层间阴离子主要为碳酸根的Mg/Al-LDH,在400~800℃之间形成镁铝固溶体似方镁石结构氧化物。在层状双氢氧化物脱出结构水形成氧化物的过程中,产生2~3nm的纳米孔隙,但仍保留原来LDH片状晶体假象形貌,并继承原来的晶体结构取向。煅烧形成的具有似方镁石结构的氧化物可以重新水化形成新生LDH,但重新水化形成的LDH结晶度比原来的LDH结晶度低,这一过程可以导致微米和亚微米颗粒LDH趋于纳米化,并产生纳米粒间孔隙。温度高于1000℃时似方镁石结构氧化物进一步相变为尖晶石结构氧化物和方镁石复合物相,其中的方镁石可以水化为水镁石并且可以酸溶去除,相转变形成的尖晶石呈现纳米多晶并存在纳米粒间孔隙。这一发现为利用矿物相变原理制备廉价似方镁石结构纳米孔材料、LDH结构纳米孔材料和尖晶石结构纳米材料提供了新的思路。

    • 改性坡缕石粘土的全孔分布研究

      2005, 24(6):526-530.

      摘要 (1545) HTML (0) PDF 1.70 M (1964) 评论 (0) 收藏

      摘要:为改善坡缕石粘土的表面性能和提高其实用价值,采用酸浸、酸浸 加热、酸浸 加热 甲醛浸渍3种方法处理天然坡缕石粘土,并通过扫描电镜(SEM)、傅立叶变换红外光谱(FT_IR)、X荧光光谱(XRF)、BET_比表面积分析(BET_SSA)及全孔分布等分析手段来评估坡缕石粘土的处理效果。结果表明与未经处理的原土相比,经过3种方法处理,坡缕石粘土内部细长而致密有序的晶束被打断、破碎和分散,微晶表面粗糙度增大;杂质特别是碳酸盐的去除效果显著,比表面积是原土的2倍多,总孔容积几乎增加1倍,中孔容积从0.092cm3/g增加到0.15cm3/g左右,平均孔径减小2~3nm;处理后坡缕石粘土的假孔分布峰值在17nm,比原土假孔分布峰值22nm减小约5nm,而且4个样品中的孔几乎都在介孔2~50nm范围内,大孔和微孔很少。但3种处理方法对于坡缕石粘土的处理结果没有太大的差异。

    • 几种氧化锰矿物的合成及其对重金属的吸附和氧化特性

      2005, 24(6):531-538.

      摘要 (1668) HTML (0) PDF 2.66 M (1338) 评论 (0) 收藏

      摘要:以改进或优化的方法合成土壤中常见的几种氧化锰矿物,对其形貌、结构、组成和表面性质进行表征,研究其对几种重金属的吸附和对Cr(Ⅲ)的氧化特性及与其结构和表面性质的关系。结果表明,合成的水钠锰矿、钙锰矿、锰钾矿和黑锰矿均为单相矿物,具有典型的形貌特征。水钠锰矿、钙锰矿和锰钾矿的PZC较低,分别为1.75、3.50和2.10,其表面可变负电荷量的大小顺序为水钠锰矿≥锰钾矿>钙锰矿;黑锰矿的PZC较高,表面可变负电荷量远低于其他3种矿物。供试矿物中,水钠锰矿对Pb2 、Cu2 、Co2 、Cd2 和Zn2 等重金属的吸附能力最强,黑锰矿的吸附能力最弱,除黑锰矿吸附更多的Cu2 外,供试氧化锰矿物对Pb2 的吸附量最大。氧化锰矿物对重金属的吸附受重金属的水解常数和矿物的表面负电荷的影响较大,它们均影响氧化锰矿物表面诱导水解作用及吸附离子形态。供试氧化锰矿物对Cr(Ⅲ)氧化能力和氧化过程中Mn2 释放量不同,受矿物结构、氧化度、表面性质以及结晶度等因素影响,氧化能力顺序为水钠锰矿>锰钾矿>钙锰矿>黑锰矿,最大氧化量分别为1330.0、422.6、59.7和36.6mmol/kg。

    • 天然黄铁矿除Cr(Ⅵ)中Cr2S3物相的发现

      2005, 24(6):539-542.

      摘要 (1648) HTML (0) PDF 1.03 M (1961) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用天然黄铁矿处理含Cr(Ⅵ)废水实验,在反应中与反应后黄铁矿表面和胶体沉淀物中明显出现Cr2p的XPS能谱峰,能拟合出574.7~575.1eV、576.6~576.9eV和578.2~578.7eV3个峰位,分别代表Cr2S3、Cr2O3和CrO3物相。在实验过程中新发现Cr2S3沉淀物相,表明在常温常压下的水溶液介质中也能产生铬的硫化物物相。充分利用这些含铬物相,能使天然黄铁矿包括天然磁黄铁矿在还原Cr(Ⅵ)的同时,无需加碱就可将Cr(Ⅲ)沉淀转移到胶体沉淀物中,处理后的上清液中全Cr含量低于1.5mg/L的国家允许排放标准。天然黄铁矿自身溶解出的重金属含量很低,不影响处理后的出水水质。开发利用Cr2S3等含铬沉淀物相,便于推广应用天然黄铁矿和磁黄铁矿还原Cr(Ⅵ)同时沉淀Cr(Ⅲ)的一步法除铬新工艺。

    • 镍钛改性膨润土对铬的吸附性能研究

      2005, 24(6):543-546.

      摘要 (1710) HTML (0) PDF 1.08 M (1921) 评论 (0) 收藏

      摘要:以钠基膨润土为原料,制备镍钛交联改性膨润土、镍钛有机复合改性膨润土,并应用于含铬模拟废水的处理。探讨了改性膨润土的用量、pH值、吸附时间等最佳使用条件,比较了原土、交联改性土、有机复合改性土对铬的吸附效果。结果表明改性土的吸附效果明显优于原土,在最佳实验条件下,交联改性土、有机复合改性土对Cr(Ⅵ)的去除率分别达到了87%和96%。两种改性土对铬吸附行为均符合Langmuir吸附等温方程,饱和吸附量和Lang-muir常数分别为3.1827mg/g、8.5543mg/g和3.5007、1.2738。

    • 利用黄钾铁矾类矿物形成过程预处理高浓度含硫废水

      2005, 24(6):547-550.

      摘要 (1405) HTML (0) PDF 1.06 M (1935) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用黄钾铁矾类矿物形成过程对某高浓度工业含硫废水进行预处理,除去一定量的SO42-,使溶液中低价态的硫继续转化成SO42-,再进行氧化处理。采取二次沉淀除去溶液中更多的SO42-,大大降低了该水样的COD值。通过实验得出沉淀的最佳工艺条件为pH值为2.50~3.20,氯化铁晶体(FeCl3.6H2O)最佳投入量为50g/L。经过两次黄钾铁矾类矿物沉淀过程,该废水COD的去除率达到85.29%,结合H2O2的氧化处理,COD去除率可达96%。为高浓度含硫废水进入生化处理前的预处理提供了实验依据。

    • 针铁矿及其前体吸附亚砷酸根离子的反应及预处理方法的影响

      2005, 24(6):551-555.

      摘要 (1359) HTML (0) PDF 1.79 M (2242) 评论 (0) 收藏

      摘要:观察了针铁矿及其前体对溶液中亚砷酸根离子的吸附过程和吸附性能。3种吸附剂分别为氢氧化铁凝胶、经微波真空干燥的凝胶和80℃烘干的凝胶,它们均转变成了针铁矿。氢氧化铁凝胶与亚砷酸钠溶液混和后,溶液的pH值在6min内从9.71上升到10.36,原因是亚砷酸根离子置换了针铁矿和氢氧化铁中的氢氧根;40min后开始持续下降,和亚砷酸根离子与吸附剂之间的缩合反应有关。pH值的转折点并不意味着吸附反应的结束,但代表了反应类型的转变。这两种类型的反应受温度和气体溶解组分的影响不大。吸附剂经超声波处理后,改善了其在介质中的分散性,吸附效率因此普遍提高,但也造成了固体微粒难以分离的问题。经真空微波处理的凝胶对砷阴离子的吸附率优于另外两种吸附剂,去除率分别提高了53.18%和17.22%。其主要原因可能是凝胶中的水分子在微波辐射场作用下的高频振动,使其内部在干燥脱水过程中保持了较高的孔隙度;此外,吸附剂的表面活性在微波处理过程中亦有可能得到了改善。

    • 五氯苯酚在矿物表面吸附——实验、表面反应模式及其环境意义

      2005, 24(6):556-562.

      摘要 (1585) HTML (0) PDF 2.00 M (2132) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用批量平衡技术研究了石英、高岭石、伊利石、蒙脱石和铁氧化物对五氯苯酚(PCP)吸附的pH关系等温线和浓度关系等温线,发现所有矿物的pH关系等温线都表现出典型的峰形曲线特征,峰位在pH=5~6之间,依矿物不同而不同。基于矿物表面羟基位化合态和PCP的化合态考虑,提出一种包含表面络合反应和表面静电吸附反应的模式,对pH关系等温线计算拟合发现有很好的相关性。模式计算还表明,石英和层状硅酸盐矿物对PCP吸附以表面络合反应为主,而氧化铁矿物则包含表面络合反应和表面静电吸附反应,但以后者占主导,其反应平衡常数比前者大1~3个数量级。高岭石和氧化铁矿物的浓度吸附等温线可用Langmuir方程很好拟合,最大吸附量的大小顺序是赤铁矿>纤铁矿>针铁矿>高岭石>石英>蒙脱石≈伊利石,并可以用矿物表面羟基位浓度和反应机制加以解释。PCP在矿物表面可观的吸附量说明矿物表面吸附对憎水性可离解有机化合物(HIOCs)在天然水相体系和沉积中的迁移转化过程起着相当重要的作用。

    • 纳米镍-铁去除四氯乙烯的影响因素

      2005, 24(6):563-567.

      摘要 (1667) HTML (0) PDF 1.54 M (1870) 评论 (0) 收藏

      摘要:氯代烃是地下水中最常检出的有机污染物之一,传统的处理方法需要很长时间与大量经费。本文利用批实验的研究方法以四氯乙烯(PCE)为目标污染物,研究纳米镍铁在去除PCE过程中的影响因素。实验结果表明,暴露后的纳米镍铁脱氯速率比不暴露时速率降低约4倍;反应温度是影响反应速率的重要因素之一,每升高10℃,反应速率常数kSA提高2~3倍;在一定范围内,镍/铁质量比越高,越利于脱氯反应的快速进行,镍/铁的质量比为8%左右时,对氯代烃脱氯速率最快;反应液中的溶解氧不利于纳米颗粒对氯代烃的降解。

    • 不同层间堆垛密度的HDTMA^+柱撑蒙脱石对对硝基苯酚的吸附实验研究

      2005, 24(6):568-572.

      摘要 (1417) HTML (0) PDF 1.46 M (1922) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文以阳离子表面活性剂(十六烷基三甲基溴化铵,HDTMAB)为柱撑剂,在不同浓度条件下(0.5~2.5CEC)制备了层间季铵盐离子呈单层平卧、双层平卧和倾斜双层排列的HDTMA 柱撑蒙脱石,并研究了具有不同层间结构的HDTMA 柱撑蒙脱石对对硝基苯酚的吸附能力以及溶液pH值、温度、对硝基苯酚初始浓度等因素对HDTMA 柱撑蒙脱石吸附性能的影响。实验结果表明,HDTMA 柱撑蒙脱石对对硝基苯酚的吸附能力随着介质溶液pH值的升高而升高,这主要受对硝基苯酚在不同pH条件下的离子化程度影响;HDTMA 柱撑蒙脱石对对硝基苯酚的吸附能力随着介质溶液温度的升高而降低,说明吸附反应是一个放热过程。同时,从单层平卧→双层平卧→倾斜双层,HDTMA 柱撑蒙脱石对对硝基苯酚的吸附能力明显提高。钠基蒙脱石和低堆垛密度(单层平卧、双层平卧)的HDTMA 柱撑蒙脱石对对硝基苯酚的吸附等温线呈S型,而高堆垛密度(倾斜双层)的HDTMA 柱撑蒙脱石对对硝基苯酚的吸附等温线呈Linear型,表明前者以表面吸附为主,后者以分配作用为主。

    • 丝光沸石岩/水镁石在臭氧化染料废水体系中的增效作用机理研究

      2005, 24(6):573-577.

      摘要 (1469) HTML (0) PDF 1.25 M (2103) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文针对有机染料废水臭氧化后水体严重酸化、导致臭氧化效率显著降低的问题,提出利用矿物材料改善臭氧化水体酸度,进一步提高臭氧化效率的思路。一方面采用高比表面积丝光沸石岩加载铜的氧化物作为吸附剂提高臭氧化效率,同时引入天然矿物水镁石,解决有机染料废水臭氧化后水体严重酸化的难题,进一步提高臭氧化效率。实验结果表明,Cu_丝光沸石岩/水镁石岩(复配方案为Cu_丝光沸石岩与碱性矿物质量比分别为2∶1和1∶1)可以改善染料废水臭氧化后水体的pH值,提高臭氧化效率。其中复配方案为1∶1的水体COD去除率与单独臭氧化相比提高近30%。经详细分析对比,提出矿物材料体系染料废水臭氧化反应中存在Cu_丝光沸石岩表面吸附作用反应机理、与水镁石溶解有关的碱催化机理及Mg2 与有机酸根络合反应机理。

    • ZnS柱撑高岭石-蒙脱石混层矿物纳米复合材料的制备及其光降解伊红-B的研究

      2005, 24(6):578-582.

      摘要 (1588) HTML (0) PDF 1.66 M (2004) 评论 (0) 收藏

      摘要:以硫尿和乙酸锌为前驱物,通过离子交换和溶液热反应的方法在有机高岭石蒙脱石混层矿物(高蒙混层矿物)层间原位合成了ZnS纳米粒子,得到ZnS柱撑高岭石蒙脱石混层矿物纳米复合材料。X射线粉末衍射分析(XRD)表明高蒙混层矿物的d001从原来的0.98nm被柱撑到1.95nm,表明层间被插入了直径小于1nm的ZnS纳米颗粒。扫描电镜(SEM)观察发现,原高蒙混层矿物的有序片层结构部分被破坏,在被剥离的片层上面均匀覆盖了ZnS颗粒聚集体,粒径在25nm左右。透射电镜(TEM)显示,ZnS颗粒聚集体是由3~5nm的颗粒堆积而成,夹杂在被剥离的高蒙混层矿物层中。选区电子衍射(SAED)和能量散射谱(EDS)测定表明形成的ZnS属于六方晶系,结晶度较低。光降解伊红_B(eosion_B)实验表明该纳米复合物具有极高的反应活性,紫外可见吸收光谱(UV_Vis)跟踪反应历程,表明降解过程中没有其他中间产物生成,20min之内降解率达到99.1%。本方法制备的ZnS柱撑高蒙混层矿物纳米复合材料与前人制备的ZnS纳米粒子相比具有更高的催化活性,方法更简单,原料较便宜,可重复利用。

    • 中国高放废物深地质处置的缓冲材料选择及其基本性能

      2005, 24(6):583-586.

      摘要 (1726) HTML (0) PDF 1.21 M (2115) 评论 (0) 收藏

      摘要:人类的许多生产、生活活动均可能产生不同活度的放射性废物,其中高放废物的安全处置倍受全球科学家和广大公众所重视。目前深地质处置被国际上公认为处置高放废物的最有效可行的方法。借鉴国外成熟的技术和经验,我国采用多重工程屏障系统(包括废物固化体、废物容器及其外包装和缓冲/回填材料)和适宜的围岩地质体共同作用,来确保高放废物与生物圈的安全隔离。膨润土由于具有极低的渗透性和优良的核素吸附等性能而被国际上选作缓冲材料的基础材料。经过全国膨润土矿床筛选,我国高放废物深地质处置库缓冲材料的研究以产自高庙子膨润土矿床深部的钠基膨润土作为基本组成材料。本文介绍了高庙子膨润土矿床的地质特征以及高庙子钠基膨润土的基本特征。该膨润土与国外同类型材料相比具有蒙脱石含量高(75%左右)、杂质矿物相对较少的特点,该材料的系统和深入研究对于开发我国缓冲回填材料技术、确保高放废物的安全有效处置有重要意义。

    • 氧化物及复合添加剂对硫酸钙高温稳定性的影响

      2005, 24(6):587-590.

      摘要 (1600) HTML (0) PDF 967.77 K (1929) 评论 (0) 收藏

      摘要:在硫酸钙高温分解行为的研究基础上,探讨了氧化物SiO_2、Fe_2O_3、ZnO和SiO_2_Fe_2O_3、CaCO_3-Al_2O_3复合添加剂对硫酸钙分解的影响。结果表明ZnO、SiO_2、SiO_2-Fe_2O_3均有利于固硫,这分别与反应过程中形成能起包覆作用的Ca_2SiO_4和耐热含硫物相Ca2Fe2S2O3有关;复合添加剂CaCO3_Al2O3固硫效果更佳,当CaCO3∶Al2O3∶CaSO4摩尔比为3∶3∶1时,固硫作用最理想,1400℃时CaSO4的分解率从87.5%降低到21.2%,这与形成大量高温耐热物相硫铝酸钙有关。

    • 铜陵矿山酸性排水及固体废弃物中的重金属元素

      2005, 24(6):591-597.

      摘要 (1567) HTML (0) PDF 2.08 M (1558) 评论 (0) 收藏

      摘要:在调查中国铜陵凤凰山铜矿和新桥硫铁矿两种不同类型矿山固体废弃物特征的基础上,研究了矿山尾矿和废石产生酸性排水的可能性及其差异以及矿山固体废弃物中重金属元素的赋存形式。结果表明,凤凰山铜矿的尾矿基本不产生矿山酸性排水,而新桥硫铁矿采矿废石产生矿山酸性排水,并且凤凰山铜矿的尾矿和新桥硫铁矿采矿废石中重金属元素的赋存形式也有差异,前者重金属Cu、Pb、Zn、Cd、As、Hg主要赋存于硅酸盐态中,而后者在还原态中有较高的含量,这反映了在地表条件下尾矿中大量重金属元素已经发生了迁移,而采矿废石已经开始氧化,且酸性排水的存在更有利于废石中重金属元素的迁移和扩散,进而导致矿区周围环境的污染。

    • 芽孢杆菌HBS4还原亚硒酸钠为单质硒的实验研究

      2005, 24(6):598-602.

      摘要 (1599) HTML (0) PDF 1.75 M (2022) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用从油藏中分离的芽孢杆菌HBS4在兼性厌氧情况下作用于剧毒物质亚硒酸钠,36 h后1~11mM的样品中均出现了大量红色颗粒沉淀物.生物显微镜观察发现,在很多细菌内部出现一颗到多颗红色的圆形颗粒,排列方式有单链、双链、弧线和无规则排列,并且在细胞周围释放有游离态的红色颗粒.XPS测试红色沉淀物发现四价硒全部还原为零价硒.实验还发现添加葡萄糖对单质硒的产量有很大的促进作用.

    • 海泡石吸附纳米TiO2对·OH基产生的影响

      2005, 24(6):603-606.

      摘要 (1525) HTML (0) PDF 1.18 M (2032) 评论 (0) 收藏

      摘要:用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对海泡石结构和形貌以及吸附纳米二氧化钛的海泡石的形貌进行了观察;采用BET法(以氮气为吸附气体)测定海泡石吸附纳米二氧化钛的比表面积的变化,用电子自旋波谱仪ESR对海泡石吸附纳米二氧化钛产生羟基自由基(·OH)的能力进行表征。研究结果发现,海泡石对纳米二氧化钛有较好的吸附、分散作用,在自然光条件下可产生·OH,且在355nm波长照射条件下产生·OH的能力增强。这不仅解决了纳米材料团聚、不易分散的问题,而且增强了纳米材料的光催化性能。

    • 黄钾铁矾的形成条件研究及其环境意义

      2005, 24(6):607-611.

      摘要 (2075) HTML (0) PDF 1.68 M (2421) 评论 (0) 收藏

      摘要:黄钾铁矾的化学合成实验表明,调整合适的pH值及介质浓度,常温常压下可以实现黄钾铁矾的快速形成。影响黄钾铁矾形成的主要因素包括pH值、温度及硫酸铁介质的浓度。常温下,当pH值在2.60~3.10时,24h内即有黄钾铁矾沉淀出现,2d内则有大量黄钾铁矾生成;在90℃左右时,形成黄钾铁矾的溶液pH值范围增大至1.20~3.10,而且在该范围内,pH值越大越利于黄钾铁矾的形成。高硫酸铁浓度有利于黄钾铁矾的形成,硫酸铁浓度较高(大于0.05M)时,形成较纯的黄钾铁矾矿物;而低浓度时,生成的黄钾铁矾常常含有水绿矾及胶体状的红色无定形羟基硫酸铁杂质。黄钾铁矾的沉淀过程可以用来治理矿山及工业废水,去除其中的S、Fe及As、Cr、Hg、Pb等有毒有害元素。常温常压下黄钾铁矾快速形成的实现为在产生酸性废水的矿山废石堆上形成黄钾铁矾类矿物胶体隔离防渗层提供了良好的潜在应用前景。

    • 不同插层方法对蛭石层间有机离子排布及层间距的影响

      2005, 24(6):612-616.

      摘要 (1242) HTML (0) PDF 1.36 M (2025) 评论 (0) 收藏

      摘要:以两倍蛭石阳离子交换容量的十六烷基三甲基溴化铵为插层剂,利用热液搅拌法、球磨法、煮沸法、熔融搅拌法4种不同的方法对蛭石进行插层处理。通过X射线粉晶衍射分析发现,十六烷基三甲基铵离子在蛭石层间具有倾斜双层、倾斜单层、双层平卧的排布模式。此外,随着处理方法中温度、机械力的由弱到强,十六烷基三甲基铵离子在蛭石层间的排布模式由多样向单一转变,插层层间距也有增大的趋势。

    • 微波辐射制备高岭石/聚丙烯酰胺插层复合物

      2005, 24(6):617-621.

      摘要 (1566) HTML (0) PDF 1.56 M (1844) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文将微波技术引入到制备高岭石/有机物插层复合物的研究中,以DMSO为前驱体,研究了微波辐射对高岭石的有机插层、取代、原位聚合作用.发现微波能加快插层和置换反应,极大地缩短反应时间.微波辐射下插层时间为30 min时,插层率即可达到75%以上,置换反应50 min,置换率达到77%以上.同时发现微波在反应中对高岭石具有剥片效果.采用X射线衍射、FT-IR光谱、TG、TEM等技术对插层复合物及微波作用机理进行了探讨.

    • 金云母-蛭石间层矿物的酸浸取物与酸蚀机理研究

      2005, 24(6):622-628.

      摘要 (1654) HTML (0) PDF 2.19 M (1431) 评论 (0) 收藏

      摘要:对采自新疆尉犁蛭石矿的金云母蛭石间层矿物样品进行了酸处理实验研究。在样品化学成分和XRD分析的基础上,研究了样品酸处理后酸浸取物的化学组成、含量及结构变化特征;分析讨论了金云母蛭石间层矿物在酸处理过程中不同阳离子浸出率的变化规律和酸蚀机理。结果表明,层间可交换性阳离子的氧化物CaO和Na2O的酸浸取率最高,层间不可交换性阳离子的氧化物K2O次之,八面体中阳离子的氧化物MgO、Fe2O3和Al2O3具有较高的酸浸取率,而四面体阳离子的氧化物Si O2的酸浸取率最低;金云母蛭石间层矿物中蛭石晶层含量高的样品酸浸取率高,金云母蛭石间层矿物的耐酸蚀性能不如金云母。

    • FeCl3膨胀石墨层间化合物制备及电导性能研究

      2005, 24(6):629-632.

      摘要 (1567) HTML (0) PDF 1.02 M (1987) 评论 (0) 收藏

      摘要:在N2保护下用熔盐法合成了FeCl_3膨胀石墨层间化合物(简称FeCl_3-EGICs)。研究表明,在FeCl3过量、360℃、12h的条件下可得到纯一阶产物;460℃、12h为纯二阶。293K时,一阶FeCl3_EGICs的电导率为7.513×106S·m-1,二阶为6.87×106S·m-1,分别是原料膨胀石墨的3.7倍和3.4倍。在293K至分解温度范围内,FeCl3_EGICs具有金属电导特性,其电阻与温度间呈线性关系,随温度升高电阻增大,其机理为声子散射。

    • 金川铜镍矿山尾矿砂酸溶性实验研究

      2005, 24(6):633-637.

      摘要 (1441) HTML (0) PDF 1.47 M (1990) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究金川铜镍矿山酸性废水溶解尾矿砂实现综合治理废液与废固的可能性,进行了尾矿砂在硫酸中的溶解实验。结果表明,尾矿砂在硫酸浓度大于3mol/L、温度保持90℃以上并在液固比6.0下强力搅拌,能够较好地溶解于硫酸中,生成无定形二氧化硅;300℃的马弗炉焙烧4h有助于尾矿砂中绿泥石的溶解,对透闪石的溶解影响不大。尾矿砂中橄榄石、蛇纹石和透辉石较容易被硫酸溶解,透闪石、斜长石则比较难溶解,这与尾矿砂中矿物性质有密切关系。

    • 利用卢氏县钾长石制备碳酸钾的实验研究

      2005, 24(6):638-642.

      摘要 (1613) HTML (0) PDF 1.35 M (2075) 评论 (0) 收藏

      摘要:以河南省卢氏县钾长石制备雪硅钙石后的提钾母液为研究对象,成功地制备了电子级碳酸钾.母液经酸化、除杂、浓缩后,当溶液密度增加到1.444 1 g/mL时,通过加入乙醇降低KHCO3溶解度的方法制得了碳酸钾.化学分析结果表明产品达到了GB/T1587-2000Ⅱ型碳酸钾的要求.

    • 利用高铝粉煤灰合成β-Sialon粉体的实验研究

      2005, 24(6):643-647.

      摘要 (1508) HTML (0) PDF 1.66 M (2135) 评论 (0) 收藏

      摘要:在N2气氛中以粉煤灰为原料,采用碳热还原氮化工艺制备了β-Sialon粉体,研究了碳含量、合成反应温度、保温时间和氮气流量等因素对生成物物相的影响。在添加适量Al2O3、C含量23%、氮气流量2L/min、合成温度1450℃、保温时间为6h的条件下,可获得Z=3的纯晶相β-Sialon粉体,粒度均一,形态规则。β-Sialon粉体粒径在1~3μm之间,形态与结晶程度受合成条件影响。在不同的制备条件下,所合成的产物为β-Sialon和Al N、β-SiC、Si3N4、Al6Si2O13、O’-Sialon、α-Al2O3、Si O2等的混合物。并对高铝粉煤灰合成β-Sialon的反应过程进行了分析。

    • 新疆库车坳陷侏罗系碎屑岩中粘土矿物粒径研究

      2005, 24(6):648-652.

      摘要 (1467) HTML (0) PDF 1.84 M (2056) 评论 (0) 收藏

      摘要:选取库车坳陷侏罗系阿合组—齐古组的碎屑岩样品,采用跟进与离心相结合的方式将岩样进行5级分离,对分离后岩样SEM(EDS)分析观察到不同粒径粘土矿物的形貌特征。在20~2μm范围内的样品中,可见片状碎屑粘土矿物;在<2μm的样品中可见自生粘土矿物,以集合体形式存在。对不同粒级的粘土XRD分析表明,该区碎屑岩的主要粘土矿物类型为伊利石、高岭石、绿泥石和伊蒙混层,伊蒙混层主要出现在<0.2μm范围内。高岭石的含量随着岩样粒度的变粗呈现上升的趋势,而伊利石则相反。在气候温暖潮湿的早侏罗世和中侏罗世早期,高岭石的含量相对高;在气候干旱的中侏罗世晚期及晚侏罗世,高岭石的含量减少,伊利石则呈现相反趋势。区分不同成因的粘土矿物可以为进一步研究这一地区的沉积环境、成岩演化历史提供有力依据。

    • 甘肃灵台黄土-红粘土序列中坡缕石的分布及其古气候意义

      2005, 24(6):653-658.

      摘要 (1581) HTML (0) PDF 2.27 M (1354) 评论 (0) 收藏

      摘要:坡缕石是典型的干旱、强蒸发环境的指示矿物,黄土-红粘土序列中坡缕石的分布对古气候和古环境重建具有重要的指示意义。本文对灵台任家坡剖面中黄土、古土壤和红粘土代表性样品进行了场发射扫描电镜和高分辨透射电镜观察,结果发现,在3.6Ma以前沉积的红粘土中存有大量的自生坡缕石,而在3.2Ma以来沉积的红粘土及其上覆黄土古土壤序列没有坡缕石。剖面样品扫描电镜原位观察形貌特征和微观结构显示,坡缕石属于成壤作用自生矿物,系由伊蒙矿物在富镁孔隙液作用下转化形成。灵台剖面中坡缕石消失的层位与红粘土磁化率升高和粉尘通量及沉积速率增加的层位相一致。坡缕石在剖面中的分布指示3.6~3.2Ma前后是东亚季风的重要转型期,东亚古气候格局发生改变,由连续干暖的夏季风占主导向干冷冬季风和暖湿夏季风高频强波动交替环境演化。

    • 蒙脱石脱水作用与地面沉降关系的研究展望

      2005, 24(6):659-665.

      摘要 (1480) HTML (0) PDF 2.41 M (1318) 评论 (0) 收藏

      摘要:粘土矿物在地面沉降中的作用、粘土矿物的脱水作用对地面沉降的影响等日益成为评价和防治地质、工程、水文、环境等问题的关键,也一直是相关领域的研究难题而逐渐引起高度重视。本文回顾了蒙脱石层间水性质、层间水化膨胀和脱水收缩的影响因素,提出蒙脱石层间的固溶体特征,在总结蒙脱石脱水作用与地面沉降关系研究成果的基础上,提出了用蒙脱石脱水作用研究地面沉降的思路。最后讨论了用蒙脱石的脱水作用研究地面滞后沉降及沉降趋势预测的可能性。

    • 黄铁矿表面溶解——不容忽视的研究领域

      2005, 24(6):666-670.

      摘要 (1573) HTML (0) PDF 1.61 M (1944) 评论 (0) 收藏

      摘要:矿物表面反应存在于结晶、溶解、成岩成矿、蚀变和风化等一系列地质过程中,在环境科学和材料科学也有着重要的应用,因此,表面矿物学已成为国际地学研究的热点。本文概括了近年来黄铁矿等硫化物表面反应的研究进展,指出了黄铁矿的表面溶解研究存在的问题,并重点阐述了黄铁矿表面溶解研究在诸多方面的重要意义,包括黄铁矿表面溶解研究的理论意义、黄铁矿的表面溶解对矿山环境评价的意义、尾矿堆中绝大多数黄铁矿处于酸性还原环境、黄铁矿表面溶解控制着海洋中硫的循环。本文还报道了笔者通过实验所获得的黄铁矿溶解反应动力学的初步研究结果。

    • 天然有机质与矿物间的吸附及其环境效应的研究进展

      2005, 24(6):671-680.

      摘要 (1447) HTML (0) PDF 3.60 M (1414) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文综述了天然有机质与矿物间吸附行为的研究进展.具体介绍了天然有机质与矿物间的吸附机理,包括配位交换、范德华力、静电引力、疏水作用、离子交换及阳离子桥;阐述了不同分子大小及亲疏水性组分的天然有机质在矿物上的吸附行为;讨论了影响吸附行为的环境条件(pH,离子强度)及天然有机-矿物体系对全球碳循环、重金属和有机污染物产生的环境效应,并提出了研究展望.

    • 环境矿物材料治理镉(Cd^2+)污染研究进展

      2005, 24(6):681-685.

      摘要 (1363) HTML (0) PDF 1.56 M (1929) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来,环境矿物材料以其经济、有效、无二次污染等特点,在重金属废水处理和土壤修复方面显示出了众多优势,可替代传统的镉污染处理方法。本文综述了国内外环境矿物材料在处理镉污染方面的研究进展,并对今后应用环境矿物材料治理镉污染提出了一些建议。

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