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1.
矿物溶解的表面化学动力学机理 总被引：13，自引：0，他引：13
本文应用表面化学理论分析了矿物在水溶液中的溶解反应动力学机理。表面化学的催化作用使矿物溶解反应的活化能显著降低。矿物溶解速率受表面吸附、表面交换反应和解吸反应等表面化学过程的控制并与溶液的pH值有关，正比于溶液αH＋值的nθ次幂。受表面吸附控制时，nθ＝1，溶解速率随pH增大而减小；受表面交换反应控制时，nθ＝0，溶解速率与pH无关；受解吸反应控制时，酸性条件下nθ为0～1内的正小数，碱性条件下nθ为-1～0之内的负小数。大多数矿物的溶解作用在酸性条件下受表面吸附和／或表面交换反应控制，在碱性条件下受解吸反应的控制。 相似文献
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矿物性质对聚丙烯酰胺吸附的影响 总被引：10，自引：0，他引：10
选择粒径范围为50μm～154μm的11种储层标准矿物,取1.0000g矿物按1∶10的固/液比分别与浓度为1000μg/ml的聚丙烯酰胺(蒸馏水配制)溶液在常温25℃下作静态吸附实验,分别反应8h,36h,72h和120h,高速分离后用酸/漂白液沉淀浊度法检测聚丙烯酰胺浓度,并计算吸附量.研究结果表现出如下的吸附量顺序:石膏>蒙脱石>高岭石>绿泥石>黑云母>白云母>白云石>方解石>斜长石>微斜长石>石英。多种矿物共存时存在吸附量与矿物配比不成比例的协同效应。 相似文献
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花岗质岩石的变形方式和过程决定大陆地壳的流变学特性。本文聚焦藏南拆离系超糜棱岩化的花岗质岩石，借助传统显微构造分析方法和扫描电镜、阴极发光、矿相自动分析系统和电子背散射衍射等新技术手段，开展微观组分、结构、组构定量化观测和分析。超糜棱岩主要造岩矿物为钾长石、斜长石、石英、黑云母等，显微构造呈现为单矿物相域与多相矿物混合域交织结构。相平衡模拟与斜长石钙含量等值线变形温度估算结果为390～410℃。单相域的矿物集合体条带主要分为钾长石条带与石英条带，其中钾长石条带内变形颗粒呈现典型的核 幔构造。组构分析表明钾长石颗粒具有强烈的晶格优选定向，残斑与动态重结晶的钾长石颗粒具有相似的晶格优选方位(CPOs)特征。施密特因子法分析揭示钾长石残斑变形过程中主要活动的滑移系为(100)\[010\]、(010)\[001\]和(001)\[100\]，基质钾长石颗粒形成机制主要为位错蠕变驱动的亚颗粒旋转重结晶。在混合相域，矿物颗粒发生强烈细粒化而只含有少量残斑，基质颗粒主要为斜长石，斜长石颗粒间广泛分布微米级黑云母颗粒。斜长石无组构或弱组构，主导变形机制为颗粒边界滑动。在单相域条带与混合相域基质内，石英颗粒均发生强烈细粒化，颗粒表面发育溶蚀结构以及细小的新晶晶核，石英＜c＞轴晶格优选定向及形态学长轴优选定向皆平行于线理X方向，变形机制为溶解 沉淀蠕变。这显示在由单相域向混合相域的演化过程中，流体作用至关重要，流体与单相域钾长石进行交代使其分解为细粒的斜长石与石英，并导致花岗质岩石变形机制由位错蠕变向非位错蠕变转换，并诱发岩石的流变弱化。 相似文献
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H+和有机酸对可变电荷土壤铝释放的动力学研究 总被引：4，自引：0，他引：4
利用流动搅动法研究了在模拟酸雨和低分子量有机酸条件下可变电荷土壤铝释放的动力学特征,结果表明,在pH3.5的模拟酸雨作用下,红壤和黄壤中流出液铝的浓度范围约为15～40μmol/L,铝的释放快反应来源于土壤交换性铝和有机络合态铝,铝的释放慢反应对应于含铝矿物的溶解。赤红壤和砖红壤上在0～300min内流出液铝的浓度范围约为1～5μmol/L,流出液pH值大于4.5,对H 的缓冲作用表现为阳离子交换、SO24-的专性吸附释放OH-和矿物表面的质子化;当流出液pH值小于4.5时,H 开始溶解土壤中的含铝固相,铝释放的最后浓度为20～30μmol/L。用相近pH值的有机酸溶出土壤铝的浓度比pH3.5的模拟酸雨要高,特别是在砖红壤上,开始就有大量铝的释放,其浓度为20～75μmol/L,红壤上是70～150μmol/L,随时间延长,流出液中的铝浓度分别为10～20μmol/L和20～30μmol/L。有机酸作用下铝的释放机制主要是有机酸被土壤吸附后,有机酸与位于表面晶格中的铝原子形成络合体,促进了铝的溶解;其次是有机酸的吸附掩盖了土壤表面的质子化过程,增强了酸的溶解,以及有机配体对铝的络合作用,增加了铝的释放量。不同有机酸对铝的溶出能力也有不同,其释放铝能力的大小为:柠檬酸>酒石酸>苹果酸,这取决于有机配体与铝的络合能力。 相似文献
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施威特曼石(schwertmannite)已被证实是一种具特异性能的重(类)金属吸附新材料,生物方法合成的施威特曼石由于具备较好的表面吸附性能而受到更多关注。本文通过接种有嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillusferrooxidans)的FeSO4-H2O矿物合成体系,研究了不同初始Fe2+浓度对Fe生物转化成施威特曼石效率的影响。结果表明,在Fe(Ⅱ)浓度(FeSO4.7H2O配制)设计为20、40、80和160 mmol/L,接种A.ferrooxidans菌密度达到6.0×107个/mL时,本实验条件下矿物重量y(g)与初始Fe2+浓度x(mmol/L)的关系为y(g)=0.036 67+0.008 520x-8.602.10-6x2;溶液TFe沉淀率y(%)与初始Fe2+浓度x(mmol/L)的关系为y(%)=39.68-0.221 0x+6.653.10-4x2。反应后期溶液中大量残留Fe3+在满足饱和指数SI>0的条件下不能析出矿物沉淀,进一步分析表明,Fe3+水解形成施威特曼石的可能机制是利用了Acidithiobacillus ferrooxidans菌氧化Fe2+释放的能量才得以实现,当Fe2+完全氧化不再供应能量时,Fe生物转化成施威特曼石的反应也达到了最大限度。 相似文献
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浙西南八都杂岩早中生代泥质麻粒岩变质作用及构造意义 总被引：1，自引：0，他引：1
遂昌-大柘泥质麻粒岩出露于华夏地块东北部的浙西南八都杂岩中,该岩石保留了典型的减压反应结构.但其变质演化特点、变质作用时代及构造意义目前尚不明确.通过系统的岩相学、矿物化学和同位素年代学分析,结果表明遂昌-大柘泥质麻粒岩记录了4个阶段的变质矿物组合,其中早期进变质阶段M1的矿物组合为石榴石+黑云母+石英;压力峰期变质阶段M2的矿物组合为石榴石+铝绿泥石+金红石+蓝晶石+刚玉+黑云母+石英±十字石,该矿物组合可能预示着岩石曾经历了超高压变质作用过程;峰期变质阶段M3的矿物组合为石榴石+黑云母+夕线石+石英±钾长石±斜长石±钛铁矿;峰后近等温降压M4-1阶段的矿物组合为石榴石+黑云母+夕线石+堇青石+石英+钛铁矿±尖晶石±斜长石±钾长石;M4-2阶段的矿物组合为石榴石+堇青石+夕线石+斜长石+黑云母+石英±钾长石.相平衡模拟结合传统地质温压计限定其峰期变质阶段的温压条件为T=780~810 ℃、P=8.0~9.2 kbar;峰期后近等温降压的M4-1阶段的温压条件为T=780~860 ℃和P=5.7~6.0 kbar,M4-2阶段的温压条件为T=~700 ℃和P=~4.4 kbar,具有典型的顺时针近等温减压型P-T轨迹特征.LA-ICP-MS U-Pb定年结果表明其麻粒岩相变质作用时代为233.5~238.9 Ma.变质作用历史说明浙西南地体可能卷入了古特提斯洋域内印支-华南-华北板块之间的俯冲-碰撞过程,并经历了早中生代的麻粒岩相变质作用后快速折返至地表. 相似文献
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酸性含Fe3+溶液作用下铀的溶解迁移特征 总被引：4，自引：0，他引：4
采用不同Fe~(3+)浓度的酸性溶液,对取自新疆伊犁盆地的砂岩铀矿石进行了溶浸对比试验,探讨了铀在酸性含Fe~(3+)溶液作用下的溶解迁移动力学特征及其与Fe~(3+)的关系。结果表明,在Fe~(3+)的氧化作用下,铀从矿石向溶液的迁移于10小时内快速达到平衡,溶解速度衰减迅速;铀的溶解速度与Fe~(3+)向Fe~(2+)转化速度呈正相关的指数函数关系,当Fe~(3+)向Fe~(2+)转化速度趋近零时,铀的氧化溶解基本停止,溶液中的铀达到平衡浓度;Fe~(3+)向Fe~(2+)浓度达到2g/L可使铀强烈溶解迁移,而溶液酸度增高会弱化铀溶解速度与Fe~(3+)转换速度的关系,但酸度在2g/L~4g/L(对应pH值1.65~1.33)之间变化不会对铀的浸出产生显著影响;保持Fe~(3+)浓度为2g/L、酸度为2g/L(pH值1.65)的水化学条件对铀的溶浸是经济且足够有效的。 相似文献
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青龙山超高压变质榴辉岩中的绿帘石经历了四个演化阶段：早期绿帘角闪岩相进变质阶段形成的绿帘石，其化学成分以含铁高为特征，Fe2O3为14．796～17．84％，XFe=0．413～0．486，而CaO和Al2O3含量较低；柯石英榴辉岩相变质阶段和石英榴辉岩相变质阶段形成的绿帘石，其化学成分呈现连续变化，核部相对富Fe2O3，为11．933～12．993％，XFe=0．322-0．358，而CaO和Al2O3含量低，主要形成于柯石英榴辉岩相变质阶段；边部Fe2O3的含量低，为9．628-10．138％，XFe=0．275～0．286，而CaO和Al2O3的含量高，主要形成于石英榴辉岩相退变质阶段；晚期退变质角闪岩相阶段形成的绿帘石，其化学成分与绿帘角闪岩相变质阶段相似，也以富含Fe2O3为特征，XFe=0．433。绿帘石化学成分的变化反映了苏鲁超高压变质带快速俯冲快速折返的过程。绿帘石中存在三种不同盐度的含Mg^2＋、Fe^2＋等金属阳离子的NaCl水溶液包裹体，高盐度（22．5wt％NaCl至略大于23．2wt％NaCl）的水溶液包裹体形成于柯石英榴辉岩相变质阶段，中高盐度（12．6-16．0wt％NaCl）的水溶液包裹体形成于石英榴辉岩相变质阶段，而中等盐度（6．4-11．7wt％NaCl）的溶液包裹体形成于角闪岩相退变质阶段。绿帘石中流体包裹体的研究证实超高压变质作用及后期的折返过程中并不存在大规模的流体作用，变质流体的活动限于矿物晶体颗粒范围。 相似文献
9.
电子探针定量分析测定FeO和Fe2O3含量常用方法的评定 总被引：1，自引：1，他引：1
直接测氧法测定矿物中FeO和Fe2O3含量，在其众多影响因素中，经测量不确定度评定发现，超轻元素氧的影响显著。一方面受电子探针仪器因素和基体校正精度的限制，氧的电子探针定量分析值的准确度很低；另一方面氧对FeO和Fe2O3含量的不确定度灵敏系数分别为8．981、9．981，将氧的测量不确定度再扩大近10倍。可见直接测氧法测定FeO和Fe2O3含量，仅因超轻元素氧的测量不确定度传递就会使其误差范围过大，效果不是很理想。而利用Fe的Lα、Lβ谱线强度比的价态效应推测矿物中FeO和Fe2O3含量，由于Lβ/Lα强度比与Fe^2＋／Fe^3＋比值之间关系曲线的确定，需要对矿物进行大量的系统性研究，甚至是否必然存在这种对应都还缺乏理论依据，可见此法也并不可靠。相对而言，常用的电价差值法和剩余氧计算法仍为优选方案。 相似文献
10.
D301R树脂吸附金(Ⅲ)的实验 总被引：4，自引：2，他引：4
研究了D301R树脂对金(Ⅲ)的吸附性能及其机理,测得在HAc-NaAc体系中pH=3.47时为最佳吸附条件。在298 K的温度下,pH=3.47的HAc-NaAc缓冲体系中树脂对金(Ⅲ)的静态饱和吸附容量为828.36 mg/g;测得吸附热力学参数分别为:ΔH=16.77 kJ/mol,ΔS=59.36J/mol K,ΔG298=-919.28 J/mol;吸附速率常数k298=2.17×10-5s-1,吸附活化能Ea=9.43 kJ/mol;用20%硫脲的丙酮溶液和6 mol/L的HCl溶液以1∶1混合洗脱,洗脱率达到95%以上;等温吸附曲线能很好地遵循Freundlich曲线;树脂的功能基与金(Ⅲ)的配位比接近1∶1。 相似文献
11.
选择了粒径为50—154μm的6种储层标准矿物，以石英作为参比矿物，固相总质量为2．0000g，分别配成了2：0，1：1，0：2(g／g)3种质量组合，以1：10的固／液比与浓度为1000mg／L的聚丙烯酰胺(蒸馏水配制)溶液在常温25℃下作了静态吸附实验，分别反应8h、36h、72h和120h，高速分离后用酸/漂白液沉淀浊度法检测聚丙烯酰胺浓度，并计算吸附量。结果表明了如下的吸附量顺序：石膏＞蒙脱石＞高岭石＞黑云母＞白云母＞石英。多种矿物共存时存在吸附量与矿物配比不成比例的协同效应。当石膏或蒙脱石存在时，对聚丙烯酰胺的吸附趋势和吸附量由石膏或蒙脱石控制。该研究为聚合物驱油施工方案的优化设计提供了必要的理论依据。 相似文献
12.
定结（Dinggye）位于藏南高喜马拉雅结晶岩系的中部,研究该区域麻粒岩的变质P-T轨迹对于理解青藏高原的碰撞和抬升过程至关重要.通过对该地区的高压基性麻粒岩（退变榴辉岩）的岩相学观察,确定了4期矿物组合:（1）峰期榴辉岩相矿物组合（M1）由石榴子石（核部）+绿辉石（假象）+石英+金红石组成;（2）高压麻粒岩相矿物组合（M2）主要由石榴子石（幔部）+单斜辉石+斜长石+钛铁矿+角闪石+黑云母组成;（3）中压麻粒岩相矿物组合（M3）由石榴子石（边缘）+斜方辉石+斜长石+钛铁矿+黑云母组成;（4）角闪岩相矿物组合（M4）主要由角闪石+斜长石组成.在NCFMASHTO体系下,用THERMOCALC软件对该高压基性麻粒岩进行了热力学模拟.结合传统温压计和平均温压计计算结果,求得M2、M3、M4阶段的温压条件分别为786~826 ℃、0.78~0.96 GPa;798~850 ℃、0.71~0.75 GPa;610~666 ℃、0.51~0.60 GPa,这指示了一条以峰期后近等温降压（ITD）为特征的顺时针P-T轨迹.结合已有地质资料,表明定结高压基性麻粒岩（退变榴辉岩）是喜马拉雅碰撞造山的产物,峰期后经历了近等温降压的构造抬升过程. 相似文献
13.
文章探讨了含铜土壤中铜的赋存状态，并对土壤中铜的物相分析方法进行了研究。结果表明：用乙二胺浓度为0．05mol/L(pH=10)的溶液浸取自由氧化铅，用含有Na2SO3和NH4HF2的H2SO4（0．9mol/L)溶液浸取结合氧化铜，且含有硫脲（200g/L)的HCI（1．0mol/L）溶液浸取次生硫化铜能获得满意的结果。在最佳浸取条件下对含铜土壤中的铜进行物相分析和基准矿物回收试验，结果满意。 相似文献
14.
系统考查了Fe(Ⅱ)分别与高岭石、蒙脱石结合的界面结合系统对邻硝基苯酚(简称2-NP)的还原转化作用。研究表明,矿物表面结合态Fe(Ⅱ)能够有效提高2-NP的还原转化速率,2-NP的还原反应符合伪一级反应动力学方程,而且速率常数(k)随溶液p H值、亚铁离子初始浓度以及反应温度的升高而显著增大。当温度25℃,p H值6. 7,Fe(Ⅱ)和2-NP初始浓度分别为3. 0 mmol/L、0. 022 mmol/L,以及黏土的投加量为4. 0 g/L时,Fe(Ⅱ)/高岭石系统对2-NP的还原转化率在4. 0 h内可达到100%。同样,p H值从6. 0升高至7. 3时,Fe(Ⅱ)/蒙脱石系统对2-NP的还原转化也显著增强;但在较低p H值和较低初始Fe(Ⅱ)浓度时,蒙脱石对Fe(Ⅱ)的还原催化性能不如高岭石,可归因于蒙脱石具有较高的离子交换性能。因此,Fe(Ⅱ)在上述两种矿物上吸附形态的差异是导致该系统对2-NP还原转化出现不同效应的根本原因。 相似文献
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低温碱性溶液中微纹长石溶解性质研究 总被引：12，自引：0，他引：12
对微纹长石在碱性溶液中的溶解过程及表面特征变化规律进行实验研究，温度为60℃，实验溶液分别为NaOH(pH≈8)、Na2CO3，[ρ(Na^ )=26μg／mL]和NaCl溶液，利用X射线光电子能谱(XPS)和ICP-MS测定实验前后微纹长石的表面特征及实验溶液成分变化，结果表明，随着pH值升高，微纹长石的溶解性增强；微纹长石的溶解不是被单一反应模式所控制，而是在表面控制(surface-conrtolled)、扩散控制(diffusion-controlled)和次生物相形成三种过程交替进行的结果。碱性溶液中长石表面反应分三个步骤：H^ 与长石表面碱性阳离子交换反应；OH^-联合已进入长石架状结构内部空隙，具较大结合能的Al-O键逐步破裂，并生成铝的水解产物而溶出；表面形成富Si的络合物。 相似文献
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《地质通报》2020,(8)
谢家沟金矿床位于胶西北焦家断裂带和招平断裂带之间。通过详细的野外地质观测与室内研究,查明了谢家沟金矿床的蚀变类型及空间分带,系统采集不同蚀变类型的岩石样品,进行岩石元素地球化学分析,运用Isocon方法分析探讨了热液蚀变过程中的元素迁移规律及其对成矿流体性质、矿质沉淀的制约。蚀变从中心到两侧分别为含陡立石英脉的黄铁绢英岩化、黄铁绢英岩化、钾长石化;从早到晚依次为钾长石化、黄铁绢英岩化、含陡立石英脉的黄铁绢英岩化。钾长石化蚀变表现为钾长石和黑云母分别交代玲珑黑云母花岗岩中的斜长石和角闪石,K明显的迁入,Si轻微迁入,Ca、Mg为迁出,Fe轻微迁出。黄铁绢英岩化蚀变叠加于钾长石化蚀变之上,主要表现为斜长石、钾长石、黑云母等矿物在含H+、HS-溶液中失稳,被绢云母、石英替代,Fe、Mg、Ca为迁入,K、Na、Si表现为元素迁出。从钾长石化阶段到黄铁绢英岩化阶段,流体从碱性转变为酸性; Au迁移形式也逐渐由氯的络合物转化为硫氢络合物。随着成矿流体的不断演化,成矿流体与围岩不断反应,含矿热液化学性质不断变化促进了金的沉淀。 相似文献
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氧化亚铁硫杆菌与毒砂相互作用的阶段性及其机理研究 总被引：2，自引：0，他引：2
设计了毒砂的生物氧化和化学氧化两组对比实验,并对反应35d的溶液化学、固相产物成分和矿物表面元素化合态变化进行了分析,以说明氧化亚铁硫杆菌（A．ferrooxidans）与毒砂的相互作用机理。研究发现,毒砂的生物氧化过程随A．ferrooxidans菌生长规律分为三个阶段：（1）反应前7d,生物氧化作用还很弱,以自然氧化反应为主;（2）反应8～21d,生物氧化反应开始发生,细菌进入迟缓生长期;（3）反应22～35d,细菌处于对数生长期,生物氧化作用强烈。由离子浓度变化规律反映,前两个阶段生物氧化速率低于化学氧化,第三阶段起生物氧化速率高于化学氧化。细菌生长受溶液累积的As抑制,A．ferrooxidans菌能促进As和Fe形成砷酸铁沉淀,以降低As的抑制作用。毒砂表面高价态元素的比例随细菌生长和溶液Fe离子浓度的升高而增大,生物氧化第三阶段毒砂表面高价态元素的比例高于化学氧化。氧化过程中毒砂表面覆盖中间氧化产物S^0和As2S3沉积层,对比化学氧化,Aferrooxidans菌能不断把Fe^2＋氧化成Fe^3＋,促进毒砂表面中间产物氧化,并间接氧化毒砂。 相似文献
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在野外和室内岩相学观察的基础上,详细剖析了蚀变-矿化时序,结合热力学数值模拟方法与定量结果,厘定了水-
岩反应过程中矿物的沉淀次序、流体组分的存在形式、迁移行为、浓度变化和矿物形成机制以及组分之间的化学反应,为
进一步研究水-岩反应与金矿化的关系奠定了基础。研究结果显示反应初期K+由流体带入围岩形成钾长石化,随着反应的
进行,H+浓度持续降低而Fe2+和Al3+含量升高,绢云母和石英大量沉淀,钾长石消失;反应后期各类硫化物开始沉淀,石英
持续沉淀贯穿整个反应过程。成矿流体中SO42-,HS-,Fe2+的含量对蚀变矿物组合影响很大;水-岩反应过程中硫酸盐
（SO42-） 减少生成等量的HS-并伴随着含三价铁矿物的沉淀,可能是焦家金矿床硫化物沉淀的一种重要机制。整个反应过程
中溶液pH值持续升高是原岩中Ca,K,Na,Mg等与溶液中H+发生交换反应的结果;同时pH值的升高也会降低金的溶解度
致使金沉淀。上述研究成果对于理解岩石中的矿物共生组合、生成顺序及蚀变分带的成因机制提供了新的依据。 相似文献
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基于自然界地球表层土壤中的典型矿物及酸性特征,选择四川盐亭蒙脱石与0.1mol/L、0.2mol/L、0.3mol/L、0.4mol/L、0.5mol/L硫酸溶液在25℃下进行反应,反应的时间7d、15d、21d、30d,构建蒙脱石-硫酸溶液反应体系。采用ICP-OES对反应后滤液中Al3+和Si4+离子含量进行分析,采用XRD和SEM对蒙脱石原样和反应后样品的结构和形态进行分析。结果表明,滤液中Al3+和Si4+含量均随硫酸浓度的增大和反应时间的增加而逐渐增加,并表现为差异性溶解。反应后的蒙脱石(001)特征峰出现宽化、强度降低并向高角度一侧偏移,反应产物的分散性增强,阳离子交换容量逐渐降低。蒙脱石在硫酸溶液中是组分逐渐释出,并引起结构有序程度和阳离子交换容量降低的反应过程。 相似文献
20.
C-800氨基羧酸树脂对铬(Ⅲ)的吸附性能研究 总被引：2，自引：1，他引：1
研究了C-800树脂对Cr(Ⅲ)离子的吸附性能。结果表明,在pH=4.0时树脂对Cr(Ⅲ)的吸附效果最佳,等温吸附服从Freundlich经验式,静态饱和吸附容量为212.4 mg/g,吸附反应的表观活化能Ea=27.1 kJ/mol,热力学函数ΔH=7.39 kJ/mol,ΔG298=-2.65 kJ/mol。用2 mol/L盐酸溶液能定量洗脱。树脂功能基上的N与Cr(Ⅲ)发生配位键合,配位摩尔比为2:3。 相似文献