4种红色青田石的矿物成分与谱学特征

浙江省青田县的青田石为我国四大图章石之一。青田石均为原生矿，属于硐采图章石。开采出的青田石具有丰富的颜色，但是其中红色品种的青田石较少，一般为特征的暗红棕色。对产自青田县山口矿区的4种红色青田石：红花冻、红花、石榴红、桔红石进行了谱学研究，主要采用了偏光显微镜、X射线粉末衍射(XRD)、以及拉曼光谱(LRM)对组成它们的主要和次要矿物成分和颜色成因进行了初步探究。在偏光显微镜下, 对四种红色青田石薄片样品中颜色的分布形态进行了详细观察。其中，红花冻和桔红石的红色部分呈颗粒状、团块状浸染分布于基体中，而石榴红和红花的红色部分呈点状、脉状侵染分布于基体中。在XRD测试中，对它们的主要矿物成分和次要矿物成分进行了研究，并对其进行了青田石种类归属。红花冻、红花和石榴红的主要矿物成分为叶腊石，三者属于叶腊石型青田石。叶腊石存在1Tc和2M两种多型。根据XRD衍射谱中19°~22°（2θ）和28~31°（2θ）处衍射峰形态和具体峰位，可知红花冻主要为2M型叶腊石组成，含有1Tc型叶腊石；红花和石榴红主要为2M型叶腊石组成。其中红花冻的次要矿物成分为地开石，红花的次要矿物成分为石英，石榴红的次要矿物成分为云母；桔红石的主要矿物成分为地开石，属于地开石型青田石。地开石存在有序→无序的结构特征，根据地开石XRD的（020），（110）和（112）衍射峰强度特征，可知石榴红中地开石的有序度较高。桔红石中次要矿物成分为石英。拉曼光谱对红色青田石的次要和微量矿物成分进行了研究，并主要对红色部分的矿物成分进行了探测，以确定红色青田石的颜色成因。测试结果显示，四种红色青田石均含有赤铁矿。此外，红花冻中还存在硬水铝石和金红石；红花中还含有大量石英以及少量硬水铝石和金红石；石榴红中还含有硬水铝石和金红石；桔红石中还含有石英。红花冻、红花和桔红石为赤铁矿微晶致色，而石榴红的为金红石微晶致色。因此，所研究的四种红色青田石均属于杂质矿物致色。     

弱磁性铁矿物的表面自磁化

利用菱铁矿和赤铁矿在酸性体系中的溶解特性,无需添加任何铁离子,只需调节矿浆的pH值,然后通过控制反应温度即可实现矿物表面的自磁化.实验考察了反应时间、铁离子浓度、过氧化氢添加量和反应温度等因素对菱铁矿在酸性体系中溶解行为的影响.在100℃条件下,通过表面自磁化反应,菱铁矿磁选回收率从53.8%提高到94.6%,因此可以确定反应温度是影响自磁化的重要因素.利用赤铁矿和菱铁矿的混合矿物重复菱铁矿单矿物的自磁化实验,混合矿物回收率从66.8%提高到了72.6%.最后利用含有赤铁矿和菱铁矿的实际矿石进行自磁化实验,结果与单矿物实验和混合矿物实验相一致,磁选回收率从46.3%提高到了63.1%,实现了样品的自磁化.     

低品位赤铁矿球团成核剂强化还原机理研究

对某低品位赤铁矿球团直接还原过程中成核剂作用机理进行了研究.结果表明:在直接还原过程中,成核剂能够使金属铁晶粒形核位垒降低50%以上,有效促进了金属铁晶粒快速形核.同时,添加成核剂后,球团的还原表观活化能由18.10kJ.mol-1降低到10.15 kJ.mol-1,降低了43.92%.表观活化能越低,还原反应越容易进行,即成核剂能够有效促进铁矿物还原,从而提高还原球团的金属化率.     

基于水泥修饰的赤铁矿载氧体污泥化学链燃烧特性研究

采用水泥修饰赤铁矿来提高载氧体的反应活性。实验在1kW_th串行流化床上进行,研究了添加水泥对污泥化学链燃烧特性的影响,考察其长期运行的物化性能。结果表明,在实验工况下,赤铁矿添加水泥后,出口的未燃气体浓度明显下降。燃料反应器温度低于870℃时,水泥的添加使污泥的碳转化率和燃烧效率显著升高。在10h长期运行后,一部分污泥灰沉积在载氧体表面。虽然在反应过程中部分的Fe₂O₃被深度还原,但在长期运行中未出现流化问题和烧结现象。     

不同气候带风成沉积中赤铁矿和针铁矿含量对比——基于漫反射光谱和色度方法

赤铁矿（α-Fe₂O₃）和针铁矿（α-FeOOH）是风成沉积物和土壤中常见的两种致色矿物,具有重要的环境指示意义。赤铁矿指示干热环境条件,针铁矿指示湿冷环境条件。两者同存于沉积物或土壤中,相互竞争。在实际研究中,通过应用两者的比例来指示环境条件的变化。由于天然样品中赤铁矿和针铁矿含量低、磁性弱,传统的X射线衍射方法、化学分析法以及岩石磁学方法都难以准确、便捷地检测出二者的含量。基于两者光学特征,近年来越来越多的研究者使用漫反射光谱和色度方法尝试进行天然样品中赤铁矿和针铁矿的定量研究。然而,这两种方法也存在着一些问题。漫反射光谱中赤铁矿和针铁矿特征峰强度受基底效应、晶格离子替代等因素影响;色度参数的红度同样受晶格离子替代影响,黄度影响因素更为复杂。因此,两种方法的相关参数不能简单地等同于赤铁矿或针铁矿含量。两种方法的对比研究显得尤为重要。采用漫反射光谱和色度两种方法分别对干旱区的新疆博乐、半湿润区的四川金川和湿润区的广东徐闻三个风成沉积剖面进行实验,分析不同参数对于赤铁矿和针铁矿的指示意义及其适用范围。在此基础上,探讨针铁矿与赤铁矿比值的环境指示意义。研究结果表明：（1）漫反射方法与色度方法是识别风成沉积物中针铁矿和赤铁矿信号的有效方法,但由于影响因素复杂,在大范围空间内仅能作为半定量指标;（2）a*能够较好地指示赤铁矿含量,Gt/Hm与b*/a*能够较好地反映针铁矿与赤铁矿之间的比值,但Gt与b*不能很好地指示针铁矿的含量;（3）大气水热条件不能完全等同于土体水热条件。大气降水并非完全进入土体,温度通过蒸发作用影响土壤中水分含量,土体水热状况受多因素影响。大范围地理空间尺度上,温度决定化学反应速率,对于赤铁矿和针铁矿的生成与保存作用大于降水量。     

一步水热法合成三种形貌纳米α-Fe2O3的机理及磁性能研究（摘要）

纳米α-Fe2O3以其优良的生物相容性、环境友好性、稳定性、催化性、以及磁性被广泛的应用于生物医学、颜料、催化、传感以及半导体等领域.为了实现不同形貌纳米α-Fe2O3的工业化可控合成,我们采用一步水热法,通过控制体系的反应时间,依次制备出了纺锤体状、管状和轮胎状的α-Fe2O3纳米结构,并利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对产物进行了表征.体系中磷酸根离子在α-Fe2O3晶面上的特异性吸附是主导α-Fe2O3形貌演进的关键性因素.其作用主要体现在两个方面：一是使α-Fe2O3颗粒产生各向异性生长,形成纳米纺锤体;二是阻止某些晶面参与质子轰击反应,形成α-Fe2O3纳米管,进而促进体系中Fe4（PO4）3（OH）3相的形成与α-Fe2O3相的再结晶,最终形成轮胎状纳米结构.通过超导量子干涉仪对产物的磁性能表征,发现产物的不同形貌以及形状各项异性会对矫顽力、磁化强度以及低温磁性相变温度等磁学参量产生显著的影响.     

鲕状赤铁矿悬浮焙烧的磁性研究

针对鄂西某鲕状赤铁矿进行悬浮焙烧研究,并采用振动样品磁强计、X射线衍射分析仪、穆斯堡尔谱仪分析还原温度、还原时间、氧化温度、颗粒粒度对焙烧物料磁性和物相组成的影响规律.结果表明:铁矿石经悬浮焙烧后磁性明显增强,且焙烧物料磁性与强磁性铁矿物的含量呈正比.当还原温度为550~650℃时,还原物料的磁化强度和比磁化率随还原温度的升高而升高,超过700℃后则随之降低.延长还原时间可提高还原物料的磁化强度和比磁化率.焙烧物料中γ-Fe2O3含量随氧化温度升高而增加,在氧化温度为350℃时物料中γ-Fe2O3的含量达到最大值.当焙烧物料颗粒粒度小于15μm时,颗粒的磁化强度和比磁化率随之降低,而剩磁和矫顽力则随之增加.     

细粒菱铁矿、石英和赤铁矿吸附团聚的机理

含菱铁矿难选铁矿石在磨矿作业过程中,菱铁矿极易泥化,并大量吸附在脉石和有用矿物的表面上,恶化了后续选别作业.为了查明微细粒菱铁矿、石英和赤铁矿在矿浆中吸附团聚的本质及规律,利用DLVO理论探讨了微细粒菱铁矿与粗粒石英、微细粒菱铁矿与赤铁矿及细粒菱铁矿之间的作用机理.计算结果表明:微细粒菱铁矿容易吸附罩盖在粗粒石英和赤铁矿表面,微细粒菱铁矿和微细粒赤铁矿相互作用发生团聚现象,而微细粒菱铁矿之间不发生吸附团聚现象.     

高磷赤铁矿采用CaCl_2气化脱磷的试验研究

对高磷赤铁矿在烧结过程中添加CaCl2气化脱磷进行热力学分析,并通过微型烧结试验对影响气化脱磷率的因素进行研究。结果表明,在烧结过程中添加CaCl2可以使高磷赤铁矿中的P元素以PCl3气体形式随烧结废气排出;气化脱磷率受配碳量、加热温度、CaCl2加入量、矿石碱度等因素影响;当配碳量为4%、加热温度为900℃、CaCl2加入量为1.36%、通过添加白灰使矿石碱度增加到1.2时,脱磷率可以达到18.3%。     

高磷铁矿气基还原冶炼低磷铁

针对鄂西鲕状高磷铁矿难选、难冶的特点,从该矿矿相结构分析出发,在使用HSC计算化学软件的热力学模拟和具体实验的基础上,提出了气基还原+电炉熔分冶炼高磷铁矿的新型工艺.实验结果与HSC软件模拟结果吻合.实验室含P1.28%的高磷铁矿通过CO还原后熔分,得到含P0.27%的低磷铁;通过H2还原后熔分,得到含P0.33%的低磷铁.由熔分铁的SEM和EDS结果证实,P仍以夹杂物的形态存在,可以在熔分时通过去除铁水中夹杂物的方法进一步脱磷,以满足炼钢的要求.