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《矿物学报》2017,(6)
游离态Fe(Ⅱ)与磁铁矿的相互作用对环境污染物具有较强的还原活性。在自然界中,磁铁矿结构中的Fe2+和Fe3+常被过渡金属类质同像置换,显著改变磁铁矿的结构特征,物理化学性质和表面反应性。本研究考察了锌类质同像置换对磁铁矿与Fe(Ⅱ)共存体系去除Cr(Ⅵ)活性的制约及其机制。系列锌置换磁铁矿(Fe3-xZnxO4,x=0,0.25,0.49,0.74和0.99)用共沉淀法制备,并用XRD、TG、比表面积、酸碱滴定等方法进行系统的结构和物理化学性质表征。研究结果表明:系列锌置换磁铁矿样品具有尖晶石结构,Zn置换没有明显改变磁铁矿的晶体结构。比表面积和表面位密度随Zn置换量的提高而逐渐增大。在中性条件下,Cr(Ⅵ)快速吸附到磁铁矿表面,然后逐渐被磁铁矿及其表面吸附态Fe(Ⅱ)还原,最终固定在磁铁矿表面。随着Zn置换量的增加,磁铁矿与Fe(Ⅱ)共存体系对Cr(Ⅵ)的去除效率呈现先降低,后提高的变化趋势,这主要归因于共存体系对Cr(Ⅵ)还原能力的降低和吸附能力的提高。 相似文献
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《吉林大学学报(地球科学版)》2015,(Z1)
<正>铁(氢)氧化物在土壤、沉积物和水相颗粒物中分布广泛,表面氧化还原活性高,以及电子输运能力强,对环境污染物(重金属和有机污染物)的地球化学过程起着重要的控制作用。相比于常见的针铁矿和赤铁矿等含铁矿物,磁铁矿在吸附-转化污染物方面具有一些独特的结构优势:1)磁铁矿表面的Fe2+具有强还原性,能通过矿物表面或内部结构向有机物、重金属传递电子,使污染物还原;2)磁铁矿具有反尖晶石结构,八面体位同时被Fe2+和Fe3+占据,电子在这两种氧化态之间迅速转移,赋予磁铁矿良好 相似文献
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通过我国氧化矿石伴生银赋存特征的系统研究后指出,银以独立银矿物为主,少量为离子吸附银和类质同象银。银矿物组合及矿化系列、产出形态、结构、粒度及嵌布类型与原矿的成矿溶液性质和氧化程度有关。铅、锌、铁氧化物和残留的硫化物是银的主要载体矿物。银的配分受矿石氧化强度、矿物组合及嵌布形式控制。这一研究成果为有效提高银的回收率提供了科学依据。 相似文献
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甲烷(CH?)不仅是自然界产生的重要温室气体,也是人类已经推广利用的可再生能源之一.作为自然界广泛存在的矿物,铁氧化物同厌氧微生物的交互作用对产甲烷过程具有显著的影响.主要针对不同铁氧化物-厌氧微生物体系内的产甲烷效率,铁氧化物及微生物群落演化,铁氧化物的作用机制等进行总结分析.铁氧化物在微生物的作用下会发生溶解、还原并可能产生新的矿物.而铁氧化物的直接和间接影响微生物群组成,进而影响产甲烷过程,主要体现在4个方面:(1)铁氧化物溶解及生物还原产生的Fe~(3+)/Fe~(2+)影响微生物活性和体系氧化还原电位;(2)铁还原菌和产甲烷菌竞争产甲烷基质;(3)铁氧化物对产甲烷菌的直接抑制毒性;(4)具有导电性能的铁氧化物可以作为电子传递媒介促进铁还原菌或脂肪酸氧化菌与产甲烷菌之间的直接电子传递过程.最后,探讨了铁氧化物促进产甲烷过程尚需解决的主要问题及研究趋势,以期推动铁氧化物-厌氧微生物交互作用及其环境效应方面的研究工作. 相似文献
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闪锌矿中的Cd主要类质同象置换Fe而不是Zn 总被引：5，自引：1，他引：4
闪锌矿是自然界广泛分布的金属矿物,经常含微量的Fe、Cd等杂质元素,并认为Cd和Fe以类质同象方式取代了Zn。但是作者注意到,闪锌矿中的Cd与Zn基本都呈正相关关系,而与Fe呈很好的负相关关系。依照类质同象的定义,类质同象替换的二个元素应该呈负相关关系。因此,我们认为闪锌矿中的Cd主要不是类质同象替换Zn,而是取代了Fe。闪锌矿中的铁主要是Fe2+。Fe2+与Cd2+地球化学性质相似,FeS与CdS的键长和晶格能相近,因此,Cd完全可以类质同象置换闪锌矿中的Fe2+。 相似文献
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微生物可以还原铁氧化物矿物。本文通过使用电化学方法对铁氧化物矿物在微生物还原作用下的氧化还原特性进行模拟与表征,补充了从新角度对微生物还原铁氧化物矿物的研究。研究结果显示,微生物可直接以铁氧化物矿物作为电子受体将其还原得到二价铁生成物。电化学实验显示,0.2 mA阴极恒电流条件下铁氧化物矿物可以接受电子,同时铁氧化物矿物中的Fe3+在0.89±0.01 V(相对于饱和甘汞电极)时发生还原反应,表明铁氧化物矿物满足被微生物还原的电化学条件。双室微生物-铁氧化物矿物体系研究证实,铁氧化物矿物可以作为阴极接受微生物提供的电子。 相似文献
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为深入探讨夏威夷群岛东南海域结核的物源特征及其所记录的古海水、亚洲季风信息,采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)、X射线荧光光谱仪(XRF)、电子探针(EPMA)方法,对来源于原地质矿产部和国家海洋局"海洋四号"科考船DY85-1航次采集的研究区的4块多金属结核样品进行了详细的元素地球化学分析测试,并对分析结果进行了Fe-Mn-[(Cu+Ni)×10]、Fe-Mn-[(Cu+Co+Ni)×10]图解与元素间相关性分析。结果表明,结核中的成矿元素直接来源于海水;应用Co含量经验公式、结合Mn/Fe值计算方法对其生长速率进行验证,得到结核的Fe/Mn、Al/(Fe+Mn)值变化曲线与太平洋底栖有孔虫的δ18O曲线、亚洲内陆粉尘通量曲线呈现出相似的变化趋势,表明多金属结核可作为古海水氧化程度及亚洲季风演化研究的新载体。 相似文献
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粤北大宝山酸性矿山废水(AMD)中形成了呈独特梯田状构造的沉积物,其中的次生矿物可以吸持AMD中的重金属离子,对减少矿山环境的重金属污染有重要意义。本文采集了大宝山AMD中呈梯田状构造中的沉积物,利用多种手段分析了其主要矿物组成以及主要次生矿物的表面形貌特征,探究梯田状沉积物的成因。结果表明,梯田状沉积物的次生矿物以针铁矿、施威特曼石、黄钾铁矾为主,含少量石膏、斜方钙沸石等。针铁矿呈针状、球刺状集合体;施威特曼石呈海胆状、鳞片状,粒度为微米级,海胆状施威特曼石与球刺状针铁矿共生;黄钾铁矾呈不规则的球粒状、片状,与施威特曼石共生。研究表明微生物作用可能是形成铁质梯田状构造的关键因素。 相似文献
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钾镁煌斑岩是将原生金刚石从地幔带至地表的主要岩石类型之一,携带了岩石圈地幔金刚石源区和基底岩石丰富的地球化学信息。由于风化作用影响,出露地表的钾镁煌斑岩岩石结构和化学成分均发生明显变化,岩石组成和成因的原始信息很难保存。但是钾镁煌斑岩携带的锆石和尖晶石等副矿物/捕掳晶,可成为研究地幔深部岩浆–构造作用过程、钾镁煌斑岩金刚石含矿性等重要科学问题的探针。本文对黔东南苍蒲塘钾镁煌斑岩中的锆石和铬尖晶石分别进行了SHRIMPU-Pb定年和主量、微量元素分析。定年结果显示,苍蒲塘钾镁煌斑岩携带有古老的基底物质,较为年轻的岩浆锆石暗示其侵位年龄为451±7Ma,与黔东南其他钾镁煌斑岩的形成时代基本一致。苍蒲塘钾镁煌斑岩中铬尖晶石表面具有明显的溶蚀现象,具有高Cr(Cr#>0.6)、Ni(300~1026μg/g)和低Ti(TiO2<0.13%)、Ga(12.9~33.4μg/g)的特征,与全球金伯利岩/钾镁煌斑岩橄榄石捕虏体中的铬尖晶石特征相似;元素地球化学分析显示,铬尖晶石与受俯冲作用改造的地幔橄榄岩有关。依据铬尖晶石Cr#值(0.56~0.87)及其存在条件,推测其原始岩浆的压力范围为(30~53)×10^2MPa,对应于99~175km的深度,部分达到了金刚石稳定区的上限,暗示苍蒲塘地区具有较好的金刚石找矿前景。 相似文献
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为探讨山东蒙阴金伯利岩的成因及其演化过程,对其中的磷灰石进行了矿物学及地球化学研究。SEM、EPMA和LA-ICP-MS测试结果表明,磷灰石可分为早期和基质同期两类;早期磷灰石常以较大(100～210μm)的半自形浑圆状出现在金伯利岩捕掳体内;具有特征CL图像和同心的、无序的明暗环带;Ca、P含量高,Sr、Si含量低,Ca、P分别与Sr、Si呈负相关关系;Th、U、Tb、Y含量高于原始地幔和基质同期磷灰石,LREE轻微亏损,HREE轻微富集;具明显负Eu异常,暗示其形成于还原环境。金伯利岩的富矿性与早期磷灰石有一定正相关性。基质同期磷灰石赋存在金伯利岩基质中,粒径变化较大(几微米到380μm),常呈放射状、填隙状等;无特征CL图像,Sr、Si含量高,Ca、P含量低;Ba、La、Sr含量远高于原始地幔和早期磷灰石,LREE明显富集,HREE强烈亏损;其微量元素配分模式指示金伯利岩初始岩浆的微量元素组成特征。 相似文献
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于2014年11月在北京郊区利用单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS)高时间分辨率观测了大气中细颗粒物的化学成分。通过Art-2a对单颗粒化学成分进行分类,主要包括8类颗粒物:有机碳(OC)、元素碳(EC)、元素碳有机碳(ECOC)、钾二次颗粒(K-Sec)、钠钾二次颗粒(NaK-Sec)、矿尘颗粒(Dust)、左旋葡聚糖颗粒(Lev)、含铅颗粒(Pb)。清洁期(2014年11月5日15:00至2014年11月15日0:00, PM2.5平均质量浓度27.4μg/m^3)和灰霾期(2014年11月19日0:00至2014年11月30日10:00, PM2.5平均质量浓度116.4μg/m^3)对比研究发现,清洁期OC颗粒占比最高,占总颗粒数的33.0%,其次是EC和ECOC颗粒,分别占总颗粒数的29.7%和16.4%;灰霾期OC颗粒物显著增加,比例高达46.1%,其次是ECOC,增至22.4%,而EC颗粒降至18%。此外,灰霾期二次组分HSO_4~–、NO_3~–的信号强度与二次组分数浓度均大于清洁期,表明灰霾期无机盐(HSO_4~–、NO_3~–)在颗粒物中的贡献增大。通过分析相对湿度与SO_2、NO_x和含硫酸盐、硝酸盐颗粒之间的关系,发现含硫酸盐和硝酸盐颗粒数浓度随环境湿度增加而增加,表明液相反应对硫酸盐生成有促进作用,同时相对湿度的增加可能对硝酸盐的形成有一定的贡献。混合状态分析表明,含碳气溶胶与HSO_4~–和NO_3~–的混合程度较强,与铵盐混合程度较弱。研究结果反映二次气溶胶形成特别是有机物颗粒的增加对于北京市灰霾形成具有重要的贡献。 相似文献
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斑岩型铜矿床勘查标识体系,是建立在全球超大型.大型斑岩型铜矿床丰富研究成果和勘查经验基础上,凝炼不同矿床之间的共性和差异性来作为斑岩型铜矿床普适性标志和区分标准,探寻矿床特征与勘查方法之间的内在联系,最大程度结合科研成果,优选科学的勘查方案并给出评价依据,构建以地质事实→成矿机制研究→勘查方法应用“三位一体”的勘查标识体系。该体系架构分为矿床地质、矿床成因机制和勘查方法三个部分。建立斑岩型铜矿床勘查标识体系将有利于增进对斑岩型铜矿床的有效勘查。本文以特提斯.喜马拉雅成矿域的西藏驱龙斑岩型铜.钼矿床、环太平洋东段成矿域的智利ElTeniente斑岩型铜.钼矿床和中亚成矿域东部的蒙古OyuTolgoi斑岩型铜.金矿床三个超大型斑岩型铜矿床为例,重点对比勘查标识体系中矿床地质和致矿岩体地球化学特征,归纳提炼不同矿床之间的共性和差异,对构建斑岩型铜矿(床)勘查标识体系进行初步探讨。研究结果显示:产于不同构造环境下的三个斑岩型铜矿床中均发育钾化带、青磐岩化带和绢英岩化带;铜矿化在钾化带和绢英岩化带中均有发育,钼矿化更倾向于在含水蚀变如绢云母化带、石英.绢云母蚀变部位,金矿化赋存于钾化带发育部位;矿化中心向矿区外围硫化物具有斑铜矿→黄铜矿(+斑铜矿)→黄铁矿的分布规律,铜矿化和钼矿化相叠加,但高品位的铜钼矿体相分离。驱龙矿床未发育ElTeniente矿床和OyuTolgoi矿床共有的(高级)泥化蚀变,可能与其形成环境或剥蚀有关。在地球化学数据收集中,为了确保数据分析的有效性提出筛选方法和程序。岩石地化数据结果显示:致矿斑岩体主要由30%~50%斜长石斑晶和60%左右基质(石英、钾长石)组成,均为高钾钙碱性、过铝质、埃达克质岩石,具有相似的右倾型稀土元素配分模式;但是致矿岩体的硅碱成分、稀土元素配分模式、Sr-Nd同位素表现出与产出环境一致的变化规律,Sr/Y-Y图解显示ElTeniente矿床较驱龙矿床和OyuTolgoi矿床的致矿岩体表现出更典型埃达克岩特征。总之,斑岩型铜矿勘查标识体系的提出和以三个矿床为例的初步探讨为下一步构建该勘查体系奠定了一定的基础。 相似文献
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引入活性MgO-粉煤灰固化材料,采用碳化-固化联合技术处理武汉东湖疏浚淤泥,通过无侧限抗压强度、X射线衍射、扫描电镜和压汞试验,研究持续浸水、干湿循环和冻融循环等复杂环境下碳化-固化淤泥力学性质和微观结构演变。结果表明:活性MgO-粉煤灰固化淤泥经碳化处理后具备更优异的水稳性,浸水破坏后碳化淤泥试样整体抗压强度高于固化试样,提升幅度约为29%;碳化试样强度随干湿循环次数增加呈缓慢增加趋势,而固化试样则表现为先上升后下降;随着冻融循环次数增加,碳化前后试样抗压强度变化一致,即快速达到峰值后缓慢减小至保持不变。微观分析表明:起骨架支撑作用的棱柱形碳酸镁石、起填充与黏结作用的花骨状和片状的水碳镁石和球碳镁石为主要碳化产物,骨架-填充-黏结协同作用使碳化试样强度高,水稳定性好,抗干湿冻融能力强;持续浸水促使球碳镁石和水碳镁石向碳酸镁石转化,大孔隙增多;干湿循环促使碳酸镁石向球碳镁石和水碳镁石转化;冻融作用下试样碳化产物之间无明显转化。 相似文献
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基于Terzaghi-Rendulic固结理论,采用保角映射和分离变量法,计算得到隧道衬砌半渗透漏水边界条件下,盾构施工扰动引起的隧道周围土体超孔隙水压力消散解和地表土体固结沉降,通过工程实例进行验证,发现理论方法与实测数据趋势一致;此外,利用参数分析获得了土体固结沉降和超孔隙水压力的分布影响规律。结果表明:衬砌与土体的相对渗透比越大,固结沉降的初始速率越大,但不影响最终收敛值;土体弹性模量越小,最终固结沉降量越大;土体中超孔隙水压力随着时间增加,在隧道开挖后较短时间里以较大幅度逐渐消散,消散到约为初始值的1/10时减幅放缓;距离衬砌外壁越远,土体初始超孔隙水压力越小,其消散速度也越慢。 相似文献
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不完整井在实际工程中应用广泛,且存在某些承压不完整井,其滤管顶、底均不在含水层层面,不能直接按常规的方法进行计算。可根据流线图中的水平流线对渗流场分层后进行简化计算,但分层位置的确定非常困难。因此,提出了简便可行的渗流场分层方法,包括假设上下部渗流场渗径相等的等渗径改进方法、假设上下部渗流场中井滤管长度与其含水层厚度比值相等的等比例改进方法和以等比例方法为基础的等效阻力法,并以此为基础对计算简便、精度较高的沙金煊公式进行完善,得到了适用于滤管顶、底均不在含水层层面的承压不完整井近似计算方法。经过算例验证和与有限元比较,该方法计算精度较高,实用性较强。 相似文献