原料组成对多微孔方镁石-镁铁铝复合尖晶石陶瓷显微结构与性能的影响

利用原位分解合成法,以轻烧MgO、Fe2O3和Al(OH)3为原料,成功制备了多微孔方镁石-镁铁铝复合尖晶石陶瓷,并研究原料组成对其显微结构与性能的影响。研究结果表明:当理论镁铁铝复合尖晶石含量为0%(质量分数,下同)时,试样中颈部连接形成较少,耐压强度较低;当理论镁铁铝复合尖晶石含量为4%~16%时,试样中生成的液相量增多,物质运输速率加大,形成的颈部连接较多,耐压强度较高;当理论镁铁铝复合尖晶石含量为24%时,试样中镁铁铝复合尖晶石生成带来的体积膨胀增多,增大颗粒间距,颈部连接的形成减少,试样的耐压强度减小。同时,当理论镁铁铝复合尖晶石含量为12%~16%时,多微孔方镁石-镁铁铝复合尖晶石陶瓷具有较高的显气孔率(22.3%~24.6%)、较低的体积密度(2.75~2.80 g/cm^(3))和较高的耐压强度(100.6~123.1 MPa)。

高碳铬铁渣制备镁橄榄石-尖晶石复相材料的性能研究

以高碳铬铁渣为主要原料制备了镁橄榄石-尖晶石复相材料,研究了热处理温度(1150、1200和1250℃)对复相材料性能的影响。结果表明:高碳铬铁渣中含有发育良好的镁橄榄石及尖晶石,可作为镁橄榄石-尖晶石复相材料的支撑骨架;不同热处理温度会显著影响试样中物相的含量,试样中存在网状结构的尖晶石晶体可提高试样的抗热震性;尖晶石相的存在有利于固溶游离的铬离子,随着热处理温度的升高,铬离子浸出浓度减小;当热处理温度为1200℃时,试样的综合性能最好,常温耐压强度达108.8 MPa,抗热震性达到8次,总铬离子(Cr^(3+)、Cr^(6+))浸出质量浓度为0.14 mg·L^(-1)。

东天山圪塔山口铜镍矿区镁铁-超镁铁质岩体橄榄石与尖晶石矿物学特征

新近发现的圪塔山口含铜镍矿化镁铁-超镁铁质岩体位于新疆东天山黄山-镜儿泉铜镍矿带东端,共有4个镁铁-超镁铁质岩体,其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号岩体均见铜镍硫化物矿化,研究表明其形成时代(282Ma)及岩浆来源与东天山地区其它铜镍矿化镁铁-超镁铁质岩体一致。本文对主要造岩矿物橄榄石及副矿物尖晶石进行了显微镜下观察及电子探针分析,结果表明橄榄石Fo值介于83.1~86.6之间,平均85.2,为贵橄榄石,其Ni含量变化于1273×10-6~2719×10-6,平均1918×10-6;尖晶石根据铝含量的不同可以分为高铝和低铝两种。圪塔山口岩浆为地幔源区发生15.8%~18.8%的部分熔融,并有过剩橄榄石加入的玄武质岩浆经结晶分异作用形成的派生岩浆。对橄榄石分离结晶和硫化物熔离的计算模拟表明橄榄石结晶前,岩浆已经达到S饱和,结晶过程始终伴随硫化物的熔离作用,虽然早期结晶的橄榄石与硫化物熔体间发生了Fe-Ni交换,但仍有很好的铜镍成矿潜力。

滇西莴中新生代高镁富钾火山岩中橄榄石斑晶及其尖晶石包裹体的岩浆成因动力学意义

滇西莴中新生代高镁富钾火山岩富含橄榄石斑晶，其核部Fo含量变化较大（94～75％），由大斑晶（〉1mm）、中等粒径斑晶（0．3～1mm）至小斑晶（〈0．3mm），Fo含量总体变小；橄榄石斑晶CaO含量大于0．1wt％，随着Fo含量的降低，MnO含量升高，而NiO含量降低，并具有明显的岩浆结晶分异趋势，均为岩浆成因，但来源复杂；大斑晶和中等粒径斑晶的核部Fo含量明显与全岩MgO不平衡，均属于捕虏晶来源。橄榄石斑晶中的尖晶石包裹体高Cr#（0．77～0．94）、低Mg#（0．17～0．65），具有较低的Al2O3含量（〈10wt％）；尖晶石包裹体的TiO2含量总体上较低（〈1．0wt％），暗示了绝大部分橄榄石属于岛弧型岩浆成因，来源于富集交代的方辉橄榄岩部分熔融岩浆；少量高TiO2尖晶石包裹体（1．36～3．96wt％）的存在则暗示了部分橄榄石斑晶的形成可能与峨眉山大火成岩省有关。大斑晶和中等粒径斑晶橄榄石均具明显的成分梯度变化，由核部、幔部至边部。其Fo、NiO含量降低而MnO、CaO含量增大，并且边部成分特征与小斑晶橄榄石相类似，其源区至少存在两次岩浆作用过程，核部成分变化反映的是早期高Mg#岩浆中的橄榄石结晶分离作用过程，而边部以及小斑晶橄榄石的成分变化则反映了后期喷发岩浆（Mg#略低）体系中橄榄石的结晶分离作用过程。

峨眉山大陆溢流玄武岩省苦橄质岩石的高镁橄榄石和高铬尖晶石及其意义

对峨眉山大陆溢流玄武岩省中新发现的苦橄质熔岩中的橄榄石、单斜辉石和铬尖晶石进行了电子探针分析,为了对比,同时也报道了燕山期苦橄玢岩相应矿物的电子探针分析结果,结果表明,苦橄质熔岩中的橄榄石相对富镁,其中的尖晶石则相对富Cr.利用橄榄石.熔体平衡原理恢复了原始岩浆的成分,结果表明,该富镁橄榄石的主岩——苦橄质熔岩可以代表原始岩浆成分,从而计算了其形成的温度压力条件:T=1600℃,P=4.5 GPa.如此高的温度指示了苦橄质熔岩的形成与地幔柱作用有关.同时结合有关实验,表明其源区为石榴石二辉橄榄岩.

镍渣制备轻质镁橄榄石-尖晶石闭孔泡沫陶瓷及分形表征

利用镍渣、高岭土为主要原料,碳酸钠为发泡剂,成功制备了轻质镁橄榄石-尖晶石闭孔泡沫陶瓷。探讨了烧成温度对轻质泡沫陶瓷性能的影响,利用孔体积分维数对孔结构进行表征。结果表明：镍渣掺量50%,碳酸钠掺量10%,1100℃煅烧制品的综合性能最佳：其体积密度0.28 g/cm^3,平均孔径为1 mm,闭气孔率86.71%,抗弯强度1.25 MPa,抗压强度3.27 MPa,吸水率1.58%,孔体积分维数1.19。950~1150℃,抗压强度随闭气孔率的增大,呈指数性减少。在1050~1150℃,孔体积分维数越小,闭气孔率越高。XRD和SEM分析显示,晶相为镁橄榄和尖晶石,分别成三角棱状和柱状,孔结构均匀,可作为一种新型绿色节能墙体材料。

镍渣/稻壳研制轻质镁橄榄石-尖晶石耐火材料

为了利用造孔剂制备轻质镁橄榄石-尖晶石耐火材料,以镍渣为主要原料,稻壳等为造孔剂,混合磨细后在1 350℃、1 400℃、1450℃和1500℃下煅烧制备成轻质镁橄榄石-尖晶石耐火材料,探讨造孔剂对其性能(气孔率、抗弯强度、体积密度、耐火度)的影响。结果表明,1350~1500℃可制备轻质镁橄榄石-尖晶石耐火材料,随着造孔剂含量的增加,耐火材料的气孔率增加,体积密度和抗弯强度减小。其中,以稻壳和碳粉为复合造孔剂,1 450℃烧成耐火材料的气孔率为35.43%,体积密度为1.29 g/cm^3,抗弯强度为15.95 MPa,耐火度为1 480℃。由XRD分析可知,试样中含镁橄榄石和尖晶石;由SEM分析可知,镁橄榄石晶体呈三角棱状,尖晶石晶体呈短柱状。

雅鲁藏布江缝合带白朗县白岗尖晶石-石榴子石相二辉橄榄岩的相界反应及其意义

西藏白朗县白岗村蛇绿混杂岩中有一罕见的尖晶石石榴子石二辉橄榄岩小岩块,被松软的蛇纹岩化尖晶石二辉橄榄岩包裹其中。岩块中发育有碎基单斜辉石、斜方辉石中出溶单斜辉石、切过出溶单斜辉石的贯入单斜辉石和外来碎粒单斜辉石及钙质辉石+铬尖晶石→钙铁石榴子石相界反应。同时,在岩块和包壳岩石的橄榄石中出现针状硅镁石出溶物。计算这些矿物的温度压力表明,它们的温度压力都处于>800℃,>1.8GPa以上的地幔石榴子石域超高压环境,而且,经历过一个上升→俯冲→上升的"N"字形历程。

钛酸铝-莫来石-镁铝尖晶石质空心球的研制

以钛酸铝粉、莫来石粉和镁铝尖晶石粉为原料,分别以淀粉、面粉、小米、尿素为成孔剂,采用滚球法制备了钛酸铝-莫来石-镁铝尖晶石质空心球前驱体,研究了4种成孔剂对其成球性能的影响,并研究了烧成温度(分别为1 400、1 450、1 500、1 550、1 600℃)对空心球强度的影响。结果表明:面粉、小米、尿素由于其空心球前驱体出现开裂或壳体脱落等缺陷而不适合作空心球的成孔原料;以淀粉为成孔剂,通过合适的热处理制度(于286℃保温60 min,升温至1 500℃时再保温60 min),可以获得粒度为1.5～4.5 mm,孔径为1～3 mm,壁厚在0.25～0.75 mm,且外观质量和球度均较好的空心球成品,单个球的耐压强度平均达到15 N以上。

钻井废弃物高强度固化处理新技术

为消除钻井废弃物的环境影响并赋予其较高资源化利用潜力,采用改性氯氧镁水泥,对钻井废弃物进行高强度固化处理,优化固化体系各组成比例,用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析固化产物组成及微观结构,并评价其浸出毒性。结果表明:固化钻井废弃物原料组成对其抗压强度有较大影响,最优比例的固化体系,经过压实成型,环境温度下养护,其14 d抗压强度最高可达38 MPa;胶结材料水化产物中大量的5Mg(OH)2.MgCl2.8H2O使固化试样产生较大的抗压强度,粉煤灰活性组分反应产物提高了固化物的性能,这是晶体共生产生的机械嵌合作用和独特的空间网状结构的结果;固化物浸出毒性符合国家环境标准要求;处理后的钻井废弃物具有较高的抗压强度和环境相容性,处理工业废弃物量高达65.7%。

镁铁-超镁铁岩的自然组合与铬镍矿床的成矿专属性

基于幔源岩石产出的不同岩石组合与铬镍的浓集关系得出:铬矿体的寄主岩相优选于M/F值6～12区间内,专属于超镁铁质岩区和岩体,寄主岩相造岩矿物橄榄石专属于镁橄榄石,副矿物铬尖晶石富Mg和Cr。镍矿体寄主岩相的M/F值介于2～6,造岩矿物橄榄石为贵橄榄石,副矿物铬尖晶石相对富Fe贫Mg和Cr。铬和镍对不同Si-O系统的选择,制约于系统能量效应的不同。氧逸度(fo2)达1.013×10-3.5Pa时有利于铬尖晶石的生成。镁铁质岩浆同化地壳是获取硫得以产出硫化物矿石的必要条件。岩浆中地壳Ca、Al、Na、Si等造岩组分的加入有利于镍矿浆的熔离,并导致超镁铁载镍岩相必含有少量斜长石。

镁铝尖晶石负载复合纳米Ru-Fe_2O_3 CO高变催化剂的研制

以醇盐法制备了γ-Fe2O3、还原法制备了聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)保护的纳米Ru溶胶,并以聚乙烯醇(PVA)保护的镁铝尖晶石为载体制备了含钌(Ru)无铬CO高变催化剂。

冶金熔渣混合制备微晶玻璃的组成及性能优化

以电炉镍铁渣和普通高炉渣为主要原料,采用Petrurgic一步法制备了微晶玻璃,并结合力学性能测试,对样品进行了X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等分析,讨论了电炉镍铁渣和普通高炉渣配比、Mg^2+含量以及晶核剂Ti O2对成品微观结构及性能的影响规律.结果表明:将熔渣冷却至900℃结晶和650℃退火,能够制备出性能优良的微晶玻璃.当Mg^2+含量增加且析出晶体为单一辉石族矿物时,微晶玻璃具有较高的力学性能.电炉镍铁渣或Mg^2+含量增加,会导致其辉石族矿物含量增加,当两种渣混合掺量达到90%(镍铁渣质量分数50%,高炉渣质量分数为40%)且外掺2%MgO时,所制备微晶玻璃结构致密,仅含有单一辉石族矿物,包括透辉石、普通辉石和斜顽辉石,从而具有最优的力学性能,其抗折强度达210 MPa,抗压强度达1162 MPa.电炉镍铁渣或者MgO含量进一步增加,会导致镁橄榄石析出,此时微晶玻璃的力学性能显著下降.Ti O2含量的增加不改变微晶玻璃晶体种类,合适掺入Ti O2(本实验为质量分数2%)能够增强透辉石含量,提升性能;但过量掺入会抑制晶体生长,导致其性能下降.