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1.
水钠锰矿、钙锰矿是土壤和沉积物中常见的氧化锰矿物。本文用改进的方法在碱性介质中合成了结晶度高的单相水钠锰矿 ,其平均化学组成为Na0 .2 5MnO2 .0 70 .6 6H2 O。合成在常温 2 5℃以及机械搅拌作用下进行 ,反应易于控制 ,没有黑锰矿、六方锰矿等其它矿相生成。合成的单相水钠锰矿经Mg2 + 交换、热液处理 ,完全转化为结晶良好、隧道构造为 3× 3的钙锰矿。生成的钙锰矿呈长短不一的纤维状 ,沿三个方向生长的晶体形成各交 12 0°角的三连晶结构 ,平均化学组成为Mg0 .1 6 MnO1 .570 .82H2 O 相似文献
2.
水钠锰矿是土壤与沉积物中最为常见的氧化锰矿物, 依据其MnO6层对称特点分为六方和三斜两种亚结构类型.六方水钠锰矿在表生环境中可通过Mn2+的化学或生物氧化形成, 而环境中三斜水钠锰矿的形成及进一步转化为钙锰矿的途径尚不清楚.以两种六方水钠锰矿(酸性水钠锰矿和水羟锰矿)为前驱物, 采用X射线吸收光谱(EXAFS)、X射线衍射(XRD)、电镜(FESEM/TEM)及化学组成分析等技术方法模拟表生环境研究了水钠锰矿从六方向三斜的亚结构转化及生成钙锰矿的化学条件和矿物学机制.结果表明, 适当Mn(Ⅱ)浓度和弱碱性条件(pH≥8)可使六方水钠锰矿逐渐转化为三斜水钠锰矿, 继而经Mg2+交换、常压回流得到了长纤维状的钙锰矿, 其晶体生长以溶解-结晶为主.Mn(Ⅱ)与六方水钠锰矿MnO6八面体层内的Mn(Ⅳ)反应生成Mn(Ⅲ)并填充层内空位, 使水钠锰矿对称型由六方向三斜转变.与酸性水钠锰矿相比, 水羟锰矿结晶弱、层状堆积混乱度高, 与Mn(Ⅱ)反应迅速, 层结构向三斜水钠锰矿转化快.pH升高, 促进六方水钠锰矿对Mn(Ⅱ)的吸附和Mn(Ⅱ)与Mn(Ⅳ)间的反应, 六方水钠锰矿转化为三斜水钠锰矿的速率加快."六方水钠锰矿→三斜水钠锰矿"可能是环境中三斜水钠锰矿的重要来源, 及进一步形成钙锰矿的重要化学生成机制. 相似文献
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水钠锰矿是土壤与沉积物中最为常见的氧化锰矿物,依据其MnO6层对称特点分为六方和三斜两种亚结构类型.六方水钠锰矿在表生环境中可通过Mn2+的化学或生物氧化形成,而环境中三斜水钠锰矿的形成及进一步转化为钙锰矿的途径尚不清楚.以两种六方水钠锰矿(酸性水钠锰矿和水羟锰矿)为前驱物,采用X射线吸收光谱(EXAFS)、X射线衍射(XRD)、电镜(FESEM/TEM)及化学组成分析等技术方法模拟表生环境研究了水钠锰矿从六方向三斜的亚结构转化及生成钙锰矿的化学条件和矿物学机制.结果表明,适当Mn(Ⅱ)浓度和弱碱性条件(pH≥8)可使六方水钠锰矿逐渐转化为三斜水钠锰矿,继而经Mg2+交换、常压回流得到了长纤维状的钙锰矿,其晶体生长以溶解-结晶为主.Mn(Ⅱ)与六方水钠锰矿MnO6八面体层内的Mn(Ⅳ)反应生成Mn(Ⅲ)并填充层内空位,使水钠锰矿对称型由六方向三斜转变.与酸性水钠锰矿相比,水羟锰矿结晶弱、层状堆积混乱度高,与Mn(Ⅱ)反应迅速,层结构向三斜水钠锰矿转化快.pH升高,促进六方水钠锰矿对Mn(Ⅱ)的吸附和Mn(Ⅱ)与Mn(Ⅳ)间的反应,六方水钠锰矿转化为三斜水钠锰矿的速率加快."六方水钠锰矿→三斜水钠锰矿"可能是环境中三斜水钠锰矿的重要来源,及进一步形成钙锰矿的重要化学生成机制. 相似文献
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碱性介质中合成水钠锰矿的几个影响因素 总被引：8，自引：0，他引：8
水钠锰矿是土壤和沉积物中常见的氧化锰矿物。较系统地研究了碱性介质中合成水钠锰矿几个影响因素的作用规律。结果表明,在实验条件下,反应液的流动速率和氧气流量是合成水钠锰矿的主要影响因素,在反应中使用机械搅拌,可以使水钠锰矿的合成简单易行;而反应前通氮气处理和反应温度对水钠锰矿的合成没有影响;实验合成单相水钠锰矿的条件为:OH-/Mn摩尔比为13.7,O2的流量2L/min,在常温和机械搅拌下氧化5h;其平均化学组成为Na0.25MnO2.07·0.66H2O。 相似文献
5.
不同氧化锰矿物对光催化降解苯酚的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
合成层状结构的酸性和碱性水钠锰矿以及隧道结构的锰钾矿和钙锰矿,将其用于苯酚的光催化降解研究。分别采用X射线衍射(XRD)、原子吸收光谱(AAS)、扫描电镜(SEM)、BET氮气吸附法和紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)对供试锰氧化物的晶体结构、化学组成、微观形貌、比表面积以及光吸收性能等进行了表征。研究表明,暗反应条件锰氧化物对苯酚的降解作用较弱,而UV-Vis光照能显著促进锰氧化物对苯酚的降解。光照反应12 h后,锰钾矿、酸性水钠锰矿、钙锰矿以及碱性水钠锰矿的苯酚降解率分别为92.1%、77.3%、57.4%和45.8%;对应的TOC去除率分别由暗反应时的6.3%、11.2%、2.0%和4.6%提高至62.1%、43.1%、25.4%和22.5%。4种供试锰氧化物均具有光催化活性,其大小顺序为:锰钾矿>酸性水钠锰矿>钙锰矿>碱性水钠锰矿。UV-Vis光照下氧化锰矿物光化学降解苯酚主要存在3种降解机制———苯酚的直接光解,锰氧化物的化学氧化和锰氧化物的光化学催化,其中光催化降解起主导作用。 相似文献
6.
隧道构造的钙锰矿以其特殊的结构和理化性质在催化、吸附、二次电池正极材料等领域有广泛的应用,常以层状Na-布塞尔矿(Na-buserite)为前驱物进行人工合成。焦磷酸盐(pH=1～8)对Mn(Ⅲ)有很强的络合作用,经焦磷酸盐处理的Na-布塞尔矿向钙锰矿转化的特点可表征Mn(Ⅲ)在层状向隧道构造转化中的重要作用。常压回流条件下Na-布塞尔矿向钙锰矿的转化程度随着焦磷酸盐处理浓度的增加和处理时间的延长而逐渐减小,直至不能向钙锰矿转化。钙锰矿形成的难易与Na-布塞尔矿结构中Mn(Ⅲ)被络合数量成反比,用对Mn(Ⅲ)络合作用很弱的焦磷酸盐溶液(pH=10)处理的Na-布塞尔矿可在常压回流条件下完全转化形成钙锰矿。 相似文献
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常压下pH对Cu-布塞尔矿向钙锰矿转化的影响 总被引：1，自引：1，他引：0
钙锰矿是表生环境中常见的隧道构造氧化锰矿物,常由层状构造的Na-布塞尔矿或水钠锰矿(Na-布塞尔矿脱水产物)经不同离子交换后在热液条件下转化而成.Na-布塞尔矿与离子交换过程中溶液pH对Me-布塞尔矿亚结构及常压下向钙锰矿的转化有重要影响.本文以Na-布塞尔矿为前驱物,探讨了pH对Cu-布塞尔矿形成及其在常压回流条件下向隧道构造钙锰矿转化的影响.结果表明,不控制pH值时,随着溶液中交换性Cu2+数量的增加,前驱物Na-布塞尔矿层间Na+离子的数量逐渐减少,直至被Cu2+离子完全交换.层间的Mn2+只有在加入的Cu2+达到一定量时才能被置换出来,体系pH值随着CuCl2加入量的增加而降低.随着进入Na-布塞尔矿层间Cu2+离子数量的增加,经回流转化后逐渐生成结晶度较好的钙锰矿相,但加入量超过一定量时,不能转化形成钙锰矿.在控制pH为4.5的体系中进行离子交换时,钙锰矿的形成随着Cu2+离子的增加而增加,并在高加入量时也可完全转化形成钙锰矿.上述两种转化的差异与pH变化所引起的Na-布塞尔矿亚结构变化及交换性Cu2+离子在其层间分布的形态密切相关. 相似文献
8.
水钠锰矿氧化硫化物的过程与动力学研究 总被引：1，自引：0，他引：1
水钠锰矿是表生环境中常见的氧化锰矿物之一,影响土壤溶液中硫化物的迁移、转化和归趋。本文考察了酸性水钠锰矿氧化硫化钠溶液的反应过程,采用分光光度法、离子色谱法分析S2-及其氧化产物的浓度和变化趋势,用XRD、SEM表征酸性水钠锰矿粉末反应前后的晶体结构和微观形貌,探讨了温度、pH值、矿物用量对S2-氧化速率的影响。结果表明,S2-的氧化产物主要为单质S,其氧化速率符合准一级动力学规律,且氧化速率随着温度升高、pH值降低和矿物用量增加而增大;酸性水钠锰矿首先被还原生成Mn(OH)2,Mn(OH)2在空气中与O2作用转化成Mn3O4,Mn3O4可进一步转化生成MnOOH。 相似文献
9.
钙锰矿是土壤、沉积物及海洋锰结核中常见的以3×3结构为主的一族大隧道构造氧化锰矿物.隧道中存在水分子和阳离子,形貌以片状、针状或纤维状为主.水钠锰矿→布塞尔矿→钙锰矿的转化是钙锰矿形成的一个重要途径.这种转化在常压条件下受体系温度、pH、共存粘土矿物、转化时间以及前驱物布塞尔矿亚结构特点,如层间交换离子类型、浓度、以水合离子形态或与MnO6八面体空穴上方键合的强弱、结晶度、Mn(Ⅲ)的含量与迁移特点等因素影响.钙锰矿独特的结构使其所具有的离子吸附、氧化与催化特性及分子级的隧道空间等有望作为特异的分子筛、二次电池正极材料、有机反应催化荆等在环境科学和材料科学等领域具有广阔的应用前景. 相似文献
10.
利用锰矿山现有初级产品MnSO4.H2O低成本制备锰钾矿型八面体分子筛。在液相环境中MnSO4和KOH反应生成Mn(OH)2沉淀后,在溶解氧和OH-的参与下,生成K型水钠锰矿,在高温下发生结构的调整转化为锰钾矿。通过实验获得的最佳条件为:在500mL反应体系中用0.2M的MnSO4.H2O与1M的KOH在室温环境中、通空气流量为30L/min、振荡搅拌转速为100r/min的条件下反应3h,离心洗涤至pH=12,样品干燥后在600℃下煅烧1h。为大规模开展锰矿山产品的深加工提供了重要的实验依据。 相似文献
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Results of thermic transformations of ore minerals from genetically different oceanic ferromanganese rocks in the course of their heating up to 1000°C are considered. Manganese minerals with various types of crystalline lattice have different grades of thermic stability. Layered manganese minerals (buserite I, asbolane-buserite, and birnessite) are stable up to 120–150°C; asbolane up to 180°C, vernadite, up to ～500°C; todorokite and pyrolusite (minerals of the tunnel group), up to 600 and 670°C, respectively. Sorbed cations of heavy metals govern the transformation temperature and mineral composition of products of the calcination of ferromanganese rocks. Study of birnessite and todorokite demonstrated that genesis of ferromanganese rocks do not affect thermic properties of minerals in them. 相似文献
12.
Sulfate fluids are common fluids in nature, and their salinity studies can provide important information for the evolution of ore-forming fluids, migration and enrichment of ore-forming elements, and the classification of deposit types. Considerable research has been carried out to investigate the solubility of Na2SO4 and K2SO4 in hydrothermal fluids, however most of the literature reported experimental data were under saturated vapor pressure or the water supercritical region. A few data have been reported for the low temperature hydrothermal mineralization region. Thermodynamic model is a useful method to study the properties of hydrothermal geofluids, especially for mineral solubility. Pitzer interaction model is one of the most widely used model to calculate the thermodynamic properties of hydrothermal fluids, but few work have ever been carried out to calculate the solubility of sulfate at high temperature and pressure. With Pitzer specific interaction model, using the literature reported density data of Na2SO4 and K2SO4 solutions at high temperature and pressure, the pressure effect on Pitzer activity coefficient of sulfate and the standard partial molar volume change during sulfate dissolution process were evaluated and related parameters were obtained. The standard partial molar volumes of Na2SO4 and K2SO4 calculated with these parameters agreed well with those reported in the literature. Combined with the relevant parameters in the literature under saturated vapor pressure, a thermodynamic model for Na2SO4 and K2SO4 solubility calculation with temperature up to 250 ℃ and pressure up to 40 MPa was developed. The model gave very good agreement with the experimental solubility data. With this model, Na2SO4 and K2SO4 solubility was calculated at high temperature and pressure. The calculation results showed that pressure had a positive effect on both the average activity coefficient and solubility product of Na2SO4 and K2SO4, but the solubility of Na2SO4 and K2SO4 decreased with pressure due to the larger change of the average activity coefficient with pressure. And as the temperature increased, the degree of such reduction became larger. The results herein can provide instructions for the compositional analysis of sulfate fluid inclusions. 相似文献
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Abstract. Mt. Asahidake is an active volcano, with more than 90 active wells, in the Daisetsu volcanic group located in central Hokkaido, Japan. Wells along the Yukomanbetsu-sawa River showed high manganese concentrations and associated manganese deposits. These deposits consist of manganese oxides, and the concentration of iron is very low except for one sample collected from the upper reach of the river. Most of the wet samples showed basal diffraction characteristic of todorokite (9.6 Å). Cultivation tests showed that microorganisms were responsible for the oxidation of dissolved Mn2+ in the Asahidake hot spring. The dissolved Mn2+ concentration in the sterilized hot spring water was unchanged after four days, whereas the Mn2+ concentration in the sterilized hot spring water with a small amount of fresh manganese wad was decreased to zero after three days, and manganese oxide formed. This result implies that the activity of microorganism oxidizes dissolved Mn2+ and forms manganese oxide at the Asahidake manganese deposits. In addition to Komanoyu hot spring and Yunotaki Falls, this is the third report of microbial activity forming considerable deposits of manganese oxides in hot spring waters. 相似文献
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在地表和埋藏条件下溶蚀作用形成的次生孔隙是碳酸盐岩油气储层重要的储集空间。为探究孔隙的溶蚀改造机理及其控制因素,通过柱塞样,开展了0.2%的乙酸环境中鲕粒白云岩的溶蚀实验,实验温度和压力范围分别为40~160 ℃和10~50 MPa。实验采取连续取样获得溶液中Ca2+与Mg2+离子含量,通过CT 成像技术获取溶蚀反应前后孔隙图像并运用分形与多重分形方法定量分析孔隙在二维和三维空间上的非均质性。研究表明,溶蚀过程中,鲕粒白云岩溶蚀液中[Ca2++Mg2+]浓度在实验开始时最低,之后稳步上升并在120 ℃、40 MPa时达到最大值,而后缓慢下降,溶蚀窗范围出现在70 ℃(20 MPa)~120 ℃(40 MPa)之间。二维和三维微观孔隙结构在空间上的分布具有显著的多重分形特征,溶蚀作用使得孔隙的不规则性减少、孔隙的奇异范围缩减。这些结果对于认识近地表和深埋藏条件下溶蚀作用对碳酸盐岩储层孔隙的改造强度及孔隙的动态演化规律具有重要的理论及实际意义。 相似文献
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为了解金属离子生长成为热液矿石矿物的过程和机理,使用氟钛酸钾稀溶液在100 MPa和200~400℃条件下开展了一系列等温不等时和等时变温实验.结果显示该热液条件下形成了不同形貌的锐钛矿.随着反应时间和温度的增加,锐钛矿由几十纳米生长至十几微米;10 h以内的晶体生长速度远高于10 h以后,相对高温下的晶体生长速度则高于低温,表明锐钛矿的热液生长与温度、过饱和程度密切相关.综合来看,粒子成核生长、定向附着和奥氏熟化先后控制了热液锐钛矿的生长,而金属在流体中的过饱和程度和溶解-沉淀过程则决定了其生长速度.因而锐钛矿的形态特征可用于指示其形成的温度、世代关系甚至含氟流体的演化历史. 相似文献
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新疆若羌县红柳沟Ⅰ号剖面出露厚约300 m的新元古界成冰系冰沟南组的细粒沉积物和碳酸盐岩等,并发现有沥青油气显示。通过厚160 m左右硅质岩剖面实测以及岩石学、地球化学等研究表明: 红柳沟Ⅰ号剖面中的硅质岩主要由石英、黏土构成,有微量的含铁、锰、磷的独立矿物;具有隐晶质、微晶石英和粗-巨晶石英“镶嵌结构”3种结构类型;硅质岩中SiO2、Fe2O3、Ba和δEun值相对较高,Al2O3、MnO、MnO/TiO2、U/Th和Sr/Ba值较低,∑REE、Sr/Ba、MnO2/TiO2和δCen值等呈现有规律的变化;δ30Si值平均为-0.43‰(-0.8‰~0.3‰),$\delta^{18}O_{Snow}$值平均为20.42‰(16.0‰~26.0‰),估算的平均温度为90 ℃(52~127 ℃),指示了硅质岩具有多个沉积旋回,在海水与热水参与的大陆边缘盆地中沉积,并经历了早成岩期、浅埋藏期以及与多期走滑断裂活动有关的热流体与大气淡水的叠加改造。 相似文献
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突出山铜铁矿床是东天山雅满苏石炭纪弧前-岛弧带中代表性的铁多金属矿床, 矿体呈透镜状、脉状、似层状赋存于上石炭统底坎尔组下亚组火山岩中。矽卡岩阶段包裹体均一温度为151℃~>380℃, 盐度为1.91%~23.18% NaCleq, 密度为0.76~1.09 g/cm3, 热液硫化物阶段包裹体均一温度为101℃~280℃, 盐度为0.35%~23.05% NaCleq, 密度为0.74~1.13 g/cm3, 表明成矿流体属于中-高温、中-低盐度、中-低密度的NaCl-H2O体系。(绿泥石)绿帘石矽卡岩、磁铁矿(镜铁矿)矿石、含磁铁矿灰岩的稀土配分模式均为轻稀土相对富集的右倾型(LREE/HREE=2.85~9.21), 以出现负铕异常(δEu=0.22~1.09)和铈异常不发育为特征, 与底坎尔组火山岩相似, 表明成矿物质来源于底坎尔组火山岩。矿区矽卡岩可能是火山热液交代碳酸盐岩形成的, 成矿条件为中-高温、较为宽广的氧化还原环境, 矿床成因属火山热液交代型。 相似文献