苯甲羟肟酸体系烧绿石与方解石分离及机理研究

方解石是影响碳酸盐型烧绿石浮选回收的重要因素。目前在实际应用中主要采用反浮选除去碳酸盐类矿物,然后以选择性较差的阳离子为捕收剂直接浮选烧绿石,但存在流程较复杂、回收率不高的问题。以油酸和苯甲羟肟酸为捕收剂,通过单矿物试验研究不同捕收剂对烧绿石和方解石浮选的影响,探索正浮选流程下烧绿石和方解石浮选分离的可行性,并通过浮选溶液化学、红外光谱分析、络合物化学分析等方法探究苯甲羟肟酸体系下药剂在两种矿物表面的作用机理。单矿物试验结果表明,在最佳的pH条件下,油酸、苯甲羟肟酸对烧绿石和方解石都具有较好的捕收能力,但苯甲羟肟酸的选择性要优于油酸,可作为潜在捕收剂。在pH=6时,Pb^(2+)可以扩大苯甲羟肟酸对烧绿石和方解石的可浮性差异,使两者能够有效分离,同时Pb2+的存在可以降低苯甲羟肟酸的用量。动电位和红外光谱结果表明,苯甲羟肟酸在烧绿石和方解石表面发生了化学吸附作用;螯合剂产物分析结果表明,苯甲羟肟酸在矿物表面以苯甲氧肟酸和金属离子活性点作用形成的五元环螯合产物为主,Pb^(2+)的加入可以增加矿物表面的活性点,有助于苯甲羟肟酸在矿物表面的化学吸附。与方解石相比,苯甲羟肟酸在烧绿石表面的吸附强度更大,从而实现两者的分离。

(Sr_(0.1)Th_(0.2)Nd_(0.3)La_(0.2)Gd_(0.2))_(2)Zr_(2)O_(7)高熵烧绿石固化体的制备及化学稳定性

以金属硝酸盐为原材料,通过溶胶-喷雾热解-高温烧结法制备了(Sr_(0.1)Th_(0.2)Nd_(0.3)La_(0.2)Gd_(0.2))_(2)Zr_(2)O_(7)高熵烧绿石固化体。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、Raman光谱对固化体结构进行表征,通过MCC-1浸出实验方法分析了固化体化学稳定性。研究结果表明:高熵烧绿石固化体为纯相高熵烧绿石结构,最佳烧结温度为1500℃。随着烧结温度增加,固化体晶粒和密度明显增加。浸出实验结果显示:La、Gd、Zr、Nd元素42 d归一化浸出率为10^(-6)g/(m^(2)·d)量级,Sr、Th元素的42 d归一化浸出率分别为10^(-5)g/(m^(2)·d)和10^(-3)g/(m^(2)·d)量级,固化体表现出良好的化学稳定性。

鄂西北杀熊洞铌-稀土矿床烧绿石矿物学及地球化学特征及其形成机理

位于南秦岭武当地区的杀熊洞铌-稀土矿床是我国典型的碳酸岩-碱性岩型铌-稀土矿床,虽已有不少研究,但对于该矿床中铌的富集、结晶及后期流体改造矿物学方面的研究仍较为薄弱,制约了铌富集机理的精细刻画。采用偏光显微镜、光学阴极发光和背散射电子进行了详细的岩相学观察,查明了矿物的结构、组分和共生关系,并用电子探针分析了2类烧绿石的成分,探讨了铌富集机理。研究表明:杀熊洞碳酸岩-碱性岩杂岩体发育有一套完整的蚀变辉石岩-正长岩-碳酸岩岩性组合,三者在空间上紧密共生。杀熊洞杂岩体中铌矿物主要为烧绿石,主要在岩浆演化最晚期的碳酸岩相中结晶,为碱性岩浆演化晚期富集的产物。烧绿石包括原生(Pcl1)和蚀变(Pcl2)两种类型,前者呈自形、粒度大、发育震荡环带,被认为是直接从碳酸岩熔体中结晶的岩浆烧绿石;而后者则为原生烧绿石被热液交代后形成,其形状不规则,在背散射电子(BSE)图像中表现为不均匀的亮白色。利用电子探针对两类烧绿石进行了原位成分分析,两类烧绿石的B、Y位置分别以Nb、F元素为主导,而A位置以Ca为主导,Na次之,因此将大部分烧绿石定名为氟钙烧绿石,少数定名为氟钠烧绿石。两类烧绿石的Nb与F均存在较好的线性正相关关系,说明氟作为挥发分,可能对Nb在碱性岩浆-热液体系中的富集起到了关键的作用,与前人实验模拟结果一致。另一方面,两者也存在一定成分差别,与原生烧绿石相比,蚀变烧绿石具有明显较低的Nb 2O 5、CaO、Na 2O、F等以及较高的UO 2、Ta 2O 5、SrO、SiO 2等含量,这些差异说明交代烧绿石的流体具有更富Sr、Si和U但贫Na和Ca的特征。此外,在交代过程中,局部存在明显的铌活化与丢失。

钆钛烧绿石重离子辐照损伤模拟分析

本研究通过模拟高能Kr^(+)离子注入Gd_(2)Ti_(2)O_(7)基体来模拟重离子辐照损伤过程。模拟结果说明,注入粒子能量小于1.3 MeV时主要为原子核阻止作用占据优势,大于1.3 MeV时核外电子阻止作用占据优势。注入粒子能量大部分以电离方式损失。2~10 MeV能量的Kr^(+)离子入射时,损伤区深度为550~2350 nm,产生的空位总数约为1273~2479个。

高熵稀土萤石型氧化物陶瓷研究进展

萤石型氧化物具有高熔点、低热导率、抗烧结等优异性能,是目前研究最为广泛且具有很高应用前景的高熵材料结构体系。烧绿石结构可以认为是一种有序缺陷萤石结构,因此本文将烧绿石结构归入萤石型系列。国内外高熵稀土萤石型氧化物结构体系可以分为四类:AO_(2)型、A_(2)B_(2)O_(7)型、A_(2)B_(2)O_(6)O′型、双相RE_(2)Zr_(2)O_(7)型,对各个结构体系的研究现状进行了综述,对高熵稀土萤石型氧化物的发展方向进行了展望。

安哥拉Huila省Bonga碳酸岩型铌矿床烧绿石地球化学组成、演化及其与岩浆-热液作用过程的关系

安哥拉Bonga碳酸岩型烧绿石矿床是一个重要的铌矿床,烧绿石是碳酸岩中主要的含Nb矿物。Bonga碳酸岩中发育了5种类型(阶段)的烧绿石(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ)。其中烧绿石Ⅰ为岩浆(原生)烧绿石,其余为热液交代形成的烧绿石。烧绿石Ⅰ与氟磷灰石共生,以富Nb贫Ta、Ca、Na占A位和F占满Y位为特征,烧绿石的结晶和Nb、Ta等高场强元素的含量受碳酸岩浆中挥发分F和H2O的控制。Bonga环带烧绿石发育,多为原生的岩浆震荡环带烧绿石遭受了后期低温热液作用改造而成,具有岩浆振荡环带结构和热液烧绿石的化学特征。高温的热液过程中岩浆烧绿石被烧绿石Ⅱ交代,以F和Na含量的降低,Ca含量基本不变,A空位急剧增多为特征。而在稍低的温度下,经热液作用交代形成了烧绿石Ⅳ(A空位高,其他占位元素少)。最晚阶段富Sr的烧绿石Ⅲ(Sr含量较高)和烧绿石Ⅴ形成于相对低温的热液作用过程中,与石英、菱锶矿等热液矿物共生,Sr可能来源于对岩浆碳酸盐矿物的热液交代作用。在整个热液作用过程中,Bonga的烧绿石可能存在以下元素替换机制:3Nb5++2Ca2+→2Si 4++Fe3++2(U,Th)4+;2Nb5++Na++2Ca2+→Si 4++Fe3++2(U,Th)4++A□。在更低温、氧化的条件下,烧绿石蚀变形成大量的含铌金红石和少量的易解石,此过程中释放出Ce和Th等,形成独居石、氟碳钙铈矿、氟碳铈矿、Sr-REE磷酸盐矿物和方钍石等。此外,还发现了含铌针铁矿,显示Bonga烧绿石中的Nb在表生条件下发生了迁移。

烧绿石型复合氧化物结构及离子导电性

本文结合这两年来作者的研究工作,综述了烧绿石型复合氧化物的结构及离子导电性研究进展。系统介绍了烧绿石型复合氧化物的结构特点,分析了其传导机理、离子传导特性及国内外研究现状、应用前景和发展趋势。

富烧绿石人造岩石固化模拟锕系废物

采用国际上较少研究的烧绿石为主要矿相 ,针对分离的锕系核素进行人造岩石固化研究。设计并制备了对模拟锕系元素包容量为 4 6 8%的富烧绿石人造岩石固化体。对其物理性能、抗浸出性能、耐辐照性能和微观结构进行的研究结果表明 :富烧绿石人造岩石固化体具有很好的性能。

富烧绿石型人造岩石固化模拟锕系元素废液的研究

采用与钙钛锆石 (Zirconolite)性能相近的烧绿石 (Pyrochlore)为主要矿相 ,制备了对锕系元素废液有不同包容量 (37%～ 5 0 % )的人造岩石固化体 ,测定了其物理性能。应用X射线衍射(XRD)、扫描电镜能谱分析 (SEM /EDS)研究了其矿相组成、微观结构和相组分分析 ,并采用产品一致性测试 (PCT)粉末浸泡法研究其抗浸出性能。研究结果表明 ,富烧绿石人造岩石是固化锕系元素废液并最终进行地质处置的理想固化体。

立方烧绿石Gd_2Zr_2O_7的高温高压合成

为探索高温高压固相反应法合成Gd2Zr2O7烧绿石的可能性,以Gd2O3和ZrO2的混合粉体为原料,在5.2GPa压力、1473～1873K温度范围内进行了实验研究。通过XRD对合成样品进行了结构表征,结果证实,在5.2GPa和1873K条件下,保温保压30min,成功地合成出单一物相的、具有立方烧绿石结构的Gd2Zr2O7化合物。这种新的合成方法对于开展武器级多余钚和含钚高放废物固化具有重要的科学价值和实际意义。

Ca、Ce双掺杂烧绿石型复合氧化物的合成及离子导电性能研究

O引言烧绿石结构(A2B2O7)非常近似于萤石结构,在一定程度上可以认为是缺阴离子的萤石结构,但是在未掺杂的烧绿石结构中,氧离子空隙是有序的,不会由此造成电子导电,一些氧离子可以离开自己的晶格位置占据空穴位置,产生离子导电[1].此外,烧绿石结构还是一种开放式结构,可以通过其他离子的掺杂,为氧原子、质子或电子的迁移提供空穴,或增大空穴浓度,从而提高离子导电能力[2].

电子探针在新疆拜城碱性花岗岩烧绿石研究中的应用

本文利用电子探针对新疆拜城碱性花岗岩中的烧绿石进行了研究。通过背散射图像分析可知拜城碱性花岗岩中烧绿石多为不规则粒状,颗粒直径在30～150μm,与氟碳铈镧矿、萤石、磁铁矿等伴生;利用元素面扫描得出碱性花岗岩烧绿石中Nb、Ta、U、La、Ce、F等稀有、稀土元素的分布情况;并对碱性花岗岩中烧绿石进行了定量分析,表明本区产出的烧绿石Na、Ca等元素主要被U、REE、Th等元素替代,烧绿石中SiO2和U3O8含量呈正相关;在黑云钠闪石英二长岩中产出的烧绿石CaO,TiO2,ZrO2,U3O8的含量相对多,而在霓石钠闪石英二长闪长岩中产出烧绿石Ce2O3的含量相对多。

烧绿石结构La_2Ti_(2-x)Co_xO_7的制备及可见光分解水性能

采用溶胶-凝胶法制备了烧绿石结构的光催化剂La_2Ti_(2-x)Co_xO_7(x=0,0.05,0.10,0.20),通过XRD、FT-IR、BET、UV-Vis漫反射光谱等测试手段对催化剂的晶体结构、比表面积以及漫反射光谱进行了表征,采用光催化反应装置和气相色谱仪对产氢速率进行了测定.研究结果表明,La_2Ti_2O_7只在紫外光下有吸收,而Co对La_2Ti_2O7的B位掺杂能使其在可见光区有明显的吸收;La_2Ti_2O_7的Co掺杂不仅提高了其在紫外光照射下分解水制氢的能力,而且可使其在可见光照射下分解水制氢;在La_2Ti_(2-x)Co_xO_7(x=0-0.20)系列中,La_2Ti_(1.9)Co_(0.1)O_7分解水制氢能力最强.

富烧绿石在模拟处置条件下的浸出行为研究

研究了包容46 8%模拟锕系废物的富烧绿石在5种模拟处置介质:纯花岗岩,花岗岩+水泥,花岗岩+Fe3O4,纯膨润土,膨润土+Fe3O4中的浸出行为。并用X射线衍射仪(XRD)和带有X射线能谱仪的扫描电镜(SEM/EDS)对浸泡后的样品表面进行了分析。实验结果显示,在模拟条件下,包容46 8%模拟锕系废物的富烧绿石的质量浸出率相当低,浸泡182d后,其质量浸出率基本保持在1×10-7g·cm-2·d-1;在含有膨润土和花岗岩+水泥介质的体系中,样品表面有新的矿相生成;膨润土和水泥介质有阻滞元素浸出的作用;Fe3O4的存在促进了元素的浸出;除钛离子在样品表面贫化外,其余5种离子Ba,U,Ca,Zr,Al在浸泡过程中呈富集态或稳定态,表明模拟地质介质可以较好地阻滞富烧绿石中元素的浸出。

喷雾热解合成An_2Zr_2O_7(An=La、Nd)烧绿石及结构分析

锆基烧绿石An2Zr2O7以优异抗辐照性能和化学稳定性成为高放废物中锕系核素的理想固化基材。镧系核素常作为替代核素进行锕系核素的固化研究,实验以硝酸盐为原料,以三价的镧系元素(La、Nd)模拟锕系元素,采用sol-喷雾热解方法在1 200℃、6h内合成了(La、Nd)2Zr2O7烧绿石。采用粉末X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、拉曼光谱分析方法对合成的样品进行了结构表征,结果表明:利用该方法合成了单一物相的烧绿石立方结构An2Zr2O7;相对于La2Zr2O7的烧绿石结构,Nd2Zr2O7烧绿石具有向萤石结构转变的趋势。该合成方法为目前的高放废液人造岩石固化提供了一定的技术基础。

烧绿石固化高放废物的研究进展

自然界中稳定存在的烧绿石由于在高放废物固化研究中呈现出的良好特性,近年来得到了大量的研究。在前人研究成果的基础上,对烧绿石的晶体结构与固化机理、锕系核素和稀土类似物的包容情况以及固化体的合成方法和相关性能等进行了系统的研究总结。已有的研究表明,烧绿石人造岩石固化体具有较高的密度和包容量,良好的抗浸出和抗辐照性能,是固化高放废物和进行最终地质处置的理想固化体,具有良好的应用前景。

稀土烧绿石型催化剂上CO_2重整CH_4制合成气反应研究

通过溶胶-凝胶法合成了La-Zr-O和Ni-La-Zr-O体系催化剂,采用XRD,BET和TPR技术对其物理化学性质进行了表征,以CO2重整CH4制合成气反应为探针反应对其重整活性进行了研究。结果表明,在空气中1100℃焙烧后,La-Zr-O体系催化剂形成了单相烧绿石结构复合氧化物,对CO2重整CH4制合成气反应表现出了优良的抗积炭能力,而以镍修饰后XRD方法只测量到了单相烧绿石结构La2Zr2O7衍射峰,说明NiO很有可能以无定形的细小晶粒均匀分散在La2Zr2O7表面。值得指出的是镍修饰后的烧绿石型催化剂对CO2重整CH4制合成气反应表现出了更加优良的催化活性,同时具有一定的抗积炭能力,优于相同方法制备的Ni-ZrO2和Ni-La2O3催化剂。

烧绿石(La_(1-y)Nd_y)_2Zr_2O_7模拟固化^(241)Am的晶体结构稳定性研究

为研究241 Am在La2Zr2O7烧绿石中的固化行为及其对烧绿石晶体结构稳定性的影响,实验选用Nd作为241 Am的模拟物,采用Sol-喷雾热解法合成了(La1-yNdy)2Zr2O7(0.0≤y≤1.0)系列样品,并借助X射线衍射和振动光谱手段对样品的晶体结构稳定性进行了研究。实验结果表明:随着Nd掺杂量的增加,O48f位置参数x48f和I(111)/I(222)均呈规律性增大,Raman谱逐渐展宽,IR谱发生蓝移,所有结果均证实用Nd不断替换La将导致烧绿石晶体结构有序化程度逐渐降低。另外,实验发现掺杂量y≈0.8是烧绿石晶体结构发生几何相变的逾渗阈值,超过该阈值有序的烧绿石结构将发生突变进而加速向无序萤石结构转变,该实验结果可为(La1-yAmy)2Zr2O7固溶体的结构稳定性研究提供参考。

烧绿石超族矿物分类新方案及烧绿石超族矿物

烧绿石超族矿物是指通式为A2-mB2X6-wY1-n(m=0~1.7,w=0~0.7,n=0~1.0)的氧化物。IMA-CNMNC2010年批准了烧绿石超族矿物分类命名的新方案,该方案中将B类离子用于分类,而A、Y类离子用于命名,并对已发表的烧绿石类矿物进行了重新认定。目前已有16个烧绿石超族矿物种被IMA-CNMNC正式认可,另有15种被定义为可能的新矿物种,但尚待进一步研究,在充分描述后有望得到IMA的批准承认,所有不符合新命名规则的矿物名称都将废弃。我国的烧绿石超族矿物较为丰富,并有其特点,同一个矿区产出的不同颗粒其主要成分含量变化较大,部分含放射性元素的矿物有不同程度的非晶质化。对其进行的化学成分分析、X射线衍射分析及晶体结构和离子占位研究对该类矿物的分类命名有重要意义。