饱和状态下硫酸复盐的反应研究

文章研究了饱和状态下硫酸盐之间存在的部分反应,是非饱和态下较难发现的。该反应存在一定规律,值得进一步探讨与研究。该反应可以为复合肥料的生产提供研究资料,特别是硝硫基复合肥中使用大量的硝铵磷、硫酸钾、硫酸铵、硫酸锰、硫酸镁等原料,复合肥中硫酸盐是以硫酸复盐的形式存在而非以简单化合物混合而成,会影响到复合肥产品强度与储存的稳定性。

生物炭对磷石膏中磷的固化作用

磷石膏中的磷在雨水淋滤作用下浸出,将污染堆场附近水体。本研究采用生物炭固化磷石膏中的磷,以减少其对周遭水体的污染。主要通过模拟固化实验和对照浸出实验,分析生物炭用量、反应时间和温度、初始pH值对固化效果的影响,通过XRD、SEM-EDS分析固化后的生成物。实验结果显示,在生物炭用量为25 mg时,单位固化量达到最大值13.20 mg/g;在反应温度T=293 K、初始pH=7条件下,反应平衡时间72 h时浸出液的磷平衡浓度C_(e)=1.40 mg/L;温度提升有助于提高生物炭的固化效果,当T=308 K时,浸出液的磷平衡浓度C_(e)=0.167 mg/L;碱性条件有利于固化反应持续进行,在pH=11条件下,浸出液的磷平衡浓度C_(e)=0.153 mg/L。实验结果表明生物炭对磷石膏中的磷具有明显的固化效果。磷石膏中的二水硫酸钙溶解后,Ca^(2+)与表面带负电的生物炭结合,在生物炭显微结构的凹陷处,化学吸附溶液中的磷酸根生成了絮状、团簇状的羟基磷灰石(HAP)沉淀,从而使浸出磷得到有效控制。

罗布泊盐湖罗北凹地杂卤石沉积、分布特征及成因分析

采用岩石薄片鉴定、X射线衍射分析、扫描电镜以及元素地球化学等分析测试手段,对罗布泊盐湖罗北凹地杂卤石的沉积和分布特征进行了研究。结果显示,罗北凹地杂卤石主要发育于含盐系中上部,或以质地较纯的层状杂卤石岩产出,或与钙芒硝/石盐/白钠镁矾共同产出。杂卤石有交代和原生两种成因类型:前者是罗北凹地杂卤石产出的主要类型,是罗布泊硫酸盐型盐湖自身蒸发析出产物,在盐湖演化中后期交代钙芒硝或者石膏形成;后者可能为富钙卤水补给富钾镁盐湖形成。罗北凹地杂卤石的分布具有在南北方向上南厚北薄、在东西方向上中间厚两侧薄的特点,对应的KCl含量也同样具有南高北低、中间高两侧低的特点,它们的分布特征明显受控于区域构造活动,构造导致的沉降区有利于杂卤石聚集成矿。本区杂卤石矿埋藏浅、规模较大,可作为后备钾盐资源。

硫酸盐溶液浓度对钢纤维混凝土侵蚀性影响的试验研究

随着工业经济的迅速发展,硫酸盐侵蚀已经成为水工混凝土的重要破坏形式。文章以室内试验的方式,研究了硫酸盐溶液浓度对钢纤维混凝土侵蚀性的影响。结果显示,硫酸盐溶液会对钢纤维混凝土产生比较明显的侵蚀作用,且硫酸盐溶液浓度越大,对钢纤维混凝土的侵蚀作用越强。

山东微山稀土矿床成矿流体的演化及对成矿的制约

山东微山稀土矿是我国三大轻稀土基地之一,产出有大量金属硫化物。本文在金属硫化物中富含银,且达到工业品位。流体包裹体研究表明,矿床内存在四类包裹体:含子矿物包裹体、含CO2包裹体、含SO42-包裹体,以及盐水溶液包裹体。盐水溶液包裹体与含CO2包裹体的热力学特征存在较大差异,激光拉曼分析表明包裹体中的子矿物主要为硅酸盐、硫酸盐和碳酸盐矿物,重晶石产出含SO42-溶液包裹体,盐水溶液包裹体含有H2S,少量盐水溶液包裹体同时存在SO42-,HS-。硫同位素表明金属硫化物成矿流体属于碳酸盐热液分异流体同其他来源流体混合的产物。以上资料表明,微山矿床成矿流体经历了硅酸盐岩浆期、碳酸岩岩浆-热液过渡期、碳酸岩热液期、金属硫化物低温热液期,在不同期次内挥发分的富集和存在形式不同,导致碳酸岩岩浆-热液过渡期发生稀土矿化,低温热液期发生银矿化。因此,微山矿床属于与碱性岩有关的稀土-金(银)矿床。

硫酸盐镁盐复合侵蚀后混凝土的微观形貌特征

混凝土结构通常受土壤环境水中硫酸盐和镁盐溶液的侵蚀。为了探究硫酸盐和镁盐复合溶液侵蚀后纯水泥混凝土和掺矿粉微粉高性能混凝土的抗侵蚀性能,该研究设计了3个水胶比和2个矿粉掺量,经加水拌合、成型试件1050个,养护28 d后将其分别浸泡于硫酸盐和镁盐溶液中,侵蚀至规定龄期后测试其抗蚀系数、微观形貌。结果表明:水胶比为0.50时,混凝土界面中的孔隙多、孔径大,最大孔径为372.5μm,即使水胶比降低到0.35时,其孔结构的改善也不明显。当纯水泥混凝土试件在SO42-2 500 mg/L和Mg2+1 400 mg/L的硫酸盐镁盐中侵蚀4个月后,其孔隙中充满了Ca SO4·2H2O、3Ca O·Al2O3·3Ca SO4·32H2O(AFt)、Mg(OH)2和Mg O·Si O2·H2O等侵蚀产物,致使混凝土内部产生裂缝,边角处开始出现剥落,甚至变得酥松,表面浆体脱落严重,粗细集料分离等现象。当侵蚀时间超过2月时,其侵蚀系数随侵蚀龄期的延长呈降低的趋势,且均在0.85以下,说明32.5级普通硅酸盐水泥抗硫酸盐镁盐侵蚀的能力是有限的。矿渣微粉掺入后,混凝土界面的孔隙不仅极少,而且孔径也较小,最大孔径分别约为水胶比为0.50时的1/7和1/8,同时也减少了易被侵蚀的水化产物Ca(OH)2的含量,使混凝土界面结构密实程度增加,水胶比越低越明显。在高浓度的硫酸盐和镁盐(SO42-20 250 mg/L和Mg2+2 800 mg/L)的双重强侵蚀12个月后,试件边缘仍未发现侵蚀产物以及Mg SO4·7H2O、Na2SO4·10H2O和Mg2(OH)3Cl·4H2O等晶体,其抗蚀系数仍在0.85以上,未有降低的趋势,表明矿渣微粉的掺入能显著改善32.5级普通硅酸盐水泥所配制高性能混凝土的抗侵蚀性能。该研究可为混凝土在农业灌溉工程(坝基础、闸基础和渠道等)和大棚混凝土基础工程的使用提供数据支撑与理论基础。

东疆红山Cu-Au矿床氧化带中铜叶绿矾和高铁叶绿矾的首次发现及其矿物学特征

叶绿矾族矿物是硫化物矿床氧化带的特殊产物，被认为是硫化物矿床的“标志矿物”，分布在氧化带的上部，并与其他高铁硫酸盐共生。特定的地质环境和矿床类型发育有不同的叶绿矾族矿物。新疆哈密红山高硫化物型浅成低温Cu-Au矿床火山机构和次火山岩相控矿作用十分明显，形成于中生代，其成因类型为浅成低温热液型金矿-斑岩铜矿之间过渡的“紫金山式”金铜矿床。其氧化带呈漏斗状产于原生硫化物矿体的上部，延深约50～60m，以硫酸盐矿物为主。利用X射线粉晶衍射、湿法化学和差热分析，在红山氧化带发现了铜叶绿矾、高铁叶绿矾，这两种叶绿矾族矿物均系在中国首次发现。铜叶绿矾湿法化学分析结果为[w（B）／%]H2O 30．87，SO3 36．76，Na2O 0．03，Fe2O3 23．40，CuO 6．27，MgO 0．01，Al2O3 0．01，不溶物0．28，CaO 0．03，总计97．66；其XRD特征谱线为：6．03（100），7．39（95），9．04（65）。高铁叶绿矾湿法化学分析结果为[w（B）／％]：H2O 28．15，SO3 37．02，K2O 3．88，Fe2O3 27．75，Na2O 1．30，MgO 1．86，不溶物0．24，总计100．20；其XRD特征谱线为：9．07（100），6．04（89），5．59（50）。红外和热分析实验进一步验证了化学分析数据的可靠性，并对这些硫酸盐热反应机制和相变过程作了解释。目前该类硫酸盐矿物已作为新型环保资源直接制酸用于湿法炼铜。

康古尔塔格金矿床氧化带矿物初步研究及意义

氧化带分上、下两亚带,上亚带为矿床硫化物充分氧化、水解形成,主要为铁、锰的氧化物及氢氧化物,自然元素,碳酸盐,氯化物及硝酸盐;下亚带为硫化物氧化形成的硫酸溶液与中酸性火山岩围岩中的Na、K、Ca、Mg、Al等元素形成的各种硫酸盐。通过X射线粉晶衍射分析,部分矿物经化学分析,确定上亚带有自然金、针铁矿、钙锰矿、石英、方解石、石盐、氯铜矿、钾硝石、钠硝石、钙硝石等,下亚带有钠铁矾、磷锶铝矾、钠明矾石、白钠镁矾、羟铝铜铅矾、无水芒硝、斜钾铁矾、斜钠明矾、费羟铝矾、石膏、硬石膏等,其中钠明矾石、羟铝铜铅矾、斜钾铁矾、钙硝石、斜钠明矾、费羟铝矾属国内首次发现。氧化带有大量硫酸盐,为寻找硫化物矿床提供重要信息,氯铜矿广泛分布和自然金的发现揭示有可能找到金铜硫化物矿床。

川南筇竹寺组页岩储集空间类型及发育影响因素

川南地区下寒武统筇竹寺组是我国南方下古生界海相页岩气重要目的层系,由于时代较老、演化程度较高、埋深较大,勘探程度及成效均不及龙马溪组,对其储层特征的研究远不够深入,随着近期在井研-犍为地区取得重大突破,展示了筇竹寺组良好的勘探前景。为探明筇竹寺组页岩主要储集空间类型及对页岩气储集的不同贡献,以钻井资料为基础,依据多种分析测试方法,对川南地区筇竹寺组海相页岩孔隙类型与分布、孔隙定量表征进行研究,并探讨了页岩中微观储集空间的成因及发育影响因素。结果表明,川南下寒武统筇竹寺组页岩微观储集空间分为有机孔、无机孔和微裂缝3大类,主体以粘土矿物层间无机孔为主,富有机质页岩段有机孔发育比例明显增高,孔隙类型与分布特征的差异主要受TOC、Ro和成岩作用的控制。

李时珍石——一种Zn硫酸盐新矿物

李时珍石是一种Zn硫酸盐新矿物,发现于我国青海省锡铁山铅锌矿床氧化带,化学分子式是ZnFe_2^(3+)(SO_4)_4·14H_2O。该矿物产于硬石膏裂隙或孔洞中,与粒铁矾、叶绿矾、自然硫、石膏、黄铁矿、石英等共生。晶体习性板状或板柱状。淡玫瑰紫色,玻璃光泽。硬度3.5,解理{010}近于完善。实测密度D_m=2.206(4)g/cm^3,计算密度D_c=2.201g/cm^3。偏光镜下无色,无多色性,2V(-)-47°;黄光中的折射率:α——1.522(2),β——1.568(1),γ——1.578(4)。空间群P(?),晶胞参数:a=6.477(1),b=15.298(3),c=6.309(1),α=90.20°(1),β=101.11°(1),γ=93.97°(1),V=611.9(1)(?)~3,Z=1。DTA曲线在119—156和740℃处有2个主要强吸热峰,在214,246,296和802℃处有4个弱吸热峰。TG曲线表明矿物在加热时,分阶段脱失结晶水,到310℃时,总失重量为30%。红外光谱在3351—3035和1131—997cm^(-1)处有2个主要吸收带;在1658—1651,667—537和484cm^(-1)处有3个次要吸收带。不同温度下测量的穆斯堡尔谱,由-Fe^(3+)离子的宽阔不对称单峰组成。

表生硫酸盐矿物的电子显微分析

绝大多数表生矿物颗粒细小,物相混杂,不稳定,易溶于水。运用扫描电子显微术,电子探针微束分析及X射线粉晶衍射等综合方法准确鉴定了湖北省杨家堡地区多种表生硫酸盐矿物。这一研究不仅有矿物学、矿床学意义,而且在研究方法上也是一次成功探索。

常温0～1GPa压力下重晶石的拉曼光谱研究

利用碳化硅压腔装置研究了高压下重晶石的S—O对称伸缩振动9ν87和对称弯曲振动4ν52及4ν62的拉曼光谱变化特征。实验结果表明：在常温和0~1 GPa压力范围内重晶石稳定,其拉曼谱峰随压力升高向高波数方向移动,二者的关系表达式分别为：9ν87=0.004 4p＋987.42,4ν52=0.002 3p＋452.6,4ν62=0.001 8p＋462.42,而且伸缩振动受压力的影响比弯曲振动大。重晶石的987 cm-1拉曼谱峰强度约为石英464 cm-1拉曼谱峰的六倍,可作为压腔中良好的压力标定物。实验得到压力与重晶石987 cm-1峰偏移量的关系为：p（MPa）=223.16×（Δpν）987-90.35（987 cm-1〈pν〈992 cm-1）。不同硫酸盐矿物间的d1ν/dp差异反映了[SO4]基团中S—O键的可压缩性及其化学键的强度。

现代海底热液区重晶石的地球化学特征及其影响因素

重晶石是海底热液活动产物之一,其化学元素及Sr、S、O同位素组成可以有效地揭示热液流体的演化过程。本文通过分析研究全球23个热液区中重晶石的化学元素和Sr、S、O同位素组成,探讨了热液区重晶石的元素富集特征,以及沉积物、岩浆、微生物对重晶石的影响因素。结果表明:高温比低温使Sr更容易进入重晶石晶格,重晶石晶型和元素组成特征指示了不同的成矿条件;板状重晶石具有较高的SrO/BaO比值,反映了较高温的成矿条件;柱状重晶石具有较低的SrO/BaO比值,反映了较低温的成矿条件。研究推测Ca类质同象替代Ba的程度可能也受温度的影响。重晶石中的^(87)Sr/^(86)Sr、δ^(34)S、δ^(18)O值变化范围较大,分别为0.70373~0.71749、3.7‰~36.1‰、3.3‰~18.8‰,表明不同热液区成矿流体受沉积物、岩浆作用、微生物作用等多种因素的影响。受沉积物来源影响的Sr、S使重晶石的^(87)Sr/^(86)Sr值及δ^(34)S值偏高,温度和热液-沉积物反应程度是主要控制因素;受岩浆来源的SO2的歧化作用和后期H_(2)S的氧化作用影响重晶石的δ^(34)S值,扩张中心的演化程度是岩浆影响重晶石δ^(34)S值的主要控制因素;微生物还原作用伴随着S、O同位素分馏,直接影响重晶石的δ^(34)S和δ^(18)O值,沉积环境条件和初级生产力是主要控制因素。

六偏磷酸钠溶液处理硫酸钙矿石所生成膜层的剖面分析

本文用变角ＸＰＳ对用不同浓度的六偏磷酸钠水溶液处理后的硫酸钙矿石反应层进行了剖面分析研究。研究结果发现：反应层集中在矿石表面以下０─１０．０ｎｍ范围内，整个反应层内组成基本相同，而且在４．０─７．０ｎｍ范围内硫与磷的相对原子百分比变化不大。

西安市大气降尘中石膏的成因与环境意义

运用X射线粉末衍射、红外光谱、扫描电镜、激光粒度仪和硫同位素分析等方法对西安市11个采样点大气降尘中石膏等矿物进行研究,表明石膏矿物是在大气环境中形成.西安市大气降尘中石膏含量范围0～20%,平均6.3%, 多为μm级自形微晶.降尘中硫同位素组成与其硫含量负相关;同时,降尘硫含量(平均SO2含量6%)远远高于源区物质(平均0.94%),说明其主要来自大气气相硫.结合降尘微形貌特征与SO2含量的关系分析,降尘中的SO2含量不仅受粒度控制,还与大气降尘的种类和性质有关.降尘对空气中SO2的'捕捉作用' 具有不均匀性,可以影响和改变城市大气中S元素的分布、传输路径和沉积方式.加强对大气降尘环境矿物学研究, 查清大气降尘矿物成分及其组合的时空变化,对探索含硫污染物的演化轨迹和评价含硫污染物的环境危害性具有重要意义.

广州夏季硫酸盐巨粒子的分布特征

作者分析了１９８７年８—９月在广州观测的硫酸盐巨粒子资料。主要结果是：（１）干直径大于２μｍ的硫酸盐巨粒子平均浓度１．２个·Ｌ－１，平均含盐量３．０μｇ·ｍ－３，其中干直径大于４μｍ的特大粒子平均为０．６个·Ｌ－１，均低于南海西沙永兴岛的结果。（２）浓度谱是典型的准单调下降型幕函数递减谱，其谱型参数与永兴岛的结果甚为接近；质量谱在单对数坐标中为较为平直的分布，表明各谱段粒子对含盐量均有贡献。（３）微量化学法的观测对象仅局限于干直径大于２μｍ的结晶态盐粒子，而不能识别亚微米粒子，也不能识到沉积在非水溶性气溶胶凹槽中的盐类以及粘附在絮状气溶胶上的盐类。

烟气脱硫石膏综合利用问题的探讨

分析烟气脱硫石膏性能,探讨脱硫石膏的综合利用前景,总结了脱硫石膏在综合利用的过程中应考虑的问题.

矿物宝石精品鉴赏 重晶石(barite)

矿物名称:重晶石化学式:BaSO4矿物学特征:重晶石的颜色多样,常见白色、蓝色、黄色、橙色、褐色等;斜方晶系,常见板状晶体,可呈花瓣状集合体;硬度3-3.5,不溶于水和盐酸,无磁性和毒性,玻璃光泽、透明-半透明,两组完全解理。成因和产地:沉积形成的重晶石呈透镜状或结核状,产于浅海沉积地层中。风化作用原生含钡矿物风化后形成的含钡水溶液遇到其他硫酸盐,亦可反应形成次生重晶石。中低温热液作用中形成的重晶石常与方铅矿、浅色闪锌矿等硫化物以及萤石、方解石、石英等共生。中国湖南、广西、青海、江西所产的重晶石矿床多是热液单矿物矿脉。全球重晶石资源仅集中在中国、哈萨克斯坦、土耳其、印度、伊朗、美国等少数国家。

东天山红山Cu-Au矿床氧化带首次发现的副针绿矾巨晶及其多型针绿矾

一种艳丽的蓝紫色矿物巨晶在我国新疆哈密地区红山铜-金矿床氧化带中、上部大量出现,经详实的野外地质观察和室内测试,如 X-射线单晶及粉晶衍射测定、湿法化学分析、热分析、穆斯堡尔谱和红外光谱测试等,确认其为一罕见硫酸盐矿物—副针绿矾(Paracoquimbite,Fe_2(SO_4)_3·9H_2O),是继智利丘基卡马塔巨型斑岩铜矿区1935年报道后,在世界上的又一次发现,在我国尚属首次。该矿物晶体如此之硕大(单晶粒度可达8cm～12cm),远大于智利首次发现的晶体(1.95cm),在国内外和自然界亦堪称首例,与副针绿矾密切共生者为针绿矾,二者呈多型关系。本文副针绿矾湿法化学分析结果为(wt%):SO_3 42.55,Fe_2O_3 28.19,H_2O 28.72,CaO 0.02,MgO 0.01,Al_2O_3 0.03,Na_2O 0.02,总计99.54,其 XRD 特征谱线为:4.61(100),8.89(83),3.38(67);针绿矾湿法化学分析结果为(wt%):SO_342.31,Fe_2O_3 28.61,H_2O 28.98,MgO 0.01,Al_2O_3 0.01,总计99.92,其 XRD 特征谱线为:8.27(100),5.46(76),2.77(76)。红外光谱分析判定了不同基团及同一种基团在不同结构环境下振动模式或频率的差别。穆斯堡尔谱分析确定了副针绿矾和针绿矾中铁的氧化态、配位数以及结构中存在共价键(π键),其穆斯堡尔谱共有特征是四极矩分裂值较小,均由单一吸收峰组成。各种实验分析数据完全吻合,保证了副针绿矾和针绿矾研究的准确性和可靠性。在同一标本上连续切片,通过连续系统的电子探针分析,对针绿矾与副针绿矾互为多型的成因机理做了初步探讨。红山矿区氧化带中除与该矿物副针绿矾共生者外,尚有其它多种硫酸盐矿物亦为我国首次发现。目前上述诸多矿物已作为湿法冶铜及制酸工业的新型资源,副针绿矾巨大晶体的发现兼有一定的实用价值和收藏价值。