大洋锰结核氨浸渣脱硫产物处理含镉废水的研究

研究了大洋锰结核氨浸渣脱硫产物去除废水中镉离子的多种影响因素,如接触时间、脱硫产物粒径、溶液pH值、初始镉离子浓度和吸附剂量。并利用X射线粉末衍射(XRD)、场扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)对材料和产物进行了表征。结果表明减小脱硫产物粒径、增大吸附剂量等有利于提高去除效果;大洋锰结核氨浸渣脱硫产物去除水中镉离子是基于离子交换反应的原理:MnS+Cd2+→CdS+Mn2+。     

大洋锰结核氨浸渣制备纳米态钾锰矿的研究

利用大洋锰结核还原氨浸渣为原料通过水热法合成了纳米态钾锰矿,并分析了反应pH值对合成产物物相、晶体形态的影响.实验结果表明,合成反应较佳pH值为5～7,反应体系中存在K+、SO42-对合成纳米态钾锰矿十分有利.该方法降低了钾锰矿合成成本,为钾锰矿商业化生产提供了思路,同时为大洋锰结核氨浸渣的资源化利用和清洁生产开辟了新的途径.     

大洋锰结核氨浸渣作为陶瓷原料的实验研究

通过研究大洋锰结核经氨浸工艺提取Co,Ni,Cu等有价金属后的粉末状固体残渣（氨浸渣）对石英-长石-高岭土3组分陶瓷体系烧结行为及制品性能的影响发现：3组分体系中添加不超过10％的氨浸渣,在1140℃烧结90min,烧结体的抗折强度大于65．9MPa,吸水率小于0．128％．达到JC／T665-1997规定的要求。氨浸渣的助熔效果明显,添加5％～10％即可降低3组分陶瓷烧结温度40℃～80℃,添加量过多（超过10％）会增加熔体相含量．易引起坯体过烧,不利于坯体致密化和烧成工艺控制。添加氨浸渣,烧结体呈灰白色一黄褐色,且烧结体颜色随氨浸渣含量增加而变深。研究认为,氨浸渣可以作为石英-长石-高岭土3组分陶瓷的助熔剂和色料。     

大洋锰结核中钴的赋存状态及提取实验研究

为合理有效地提取和利用大洋金属资源,在对大洋锰结核化学成分及矿物组成进行测定的基础上,采用分布溶解法对钴的赋存状态进行了分析.选择还原氨浸法对大洋锰结核中的多金属进行了浸取实验,并用铵黄铁矾法对浸取液进行了除铁及用硫化沉淀法对钴进行分离提取等实验.结果表明:大洋锰结核中钴的质量分数可达0.30%,且主要以硅酸钴、氧化钴和硫化钴的形式存在.氨浸提取可以有效地使金属离子从结核中溶出,其中钴的浸出率最高可达93.25%;铵黄铁矾法可将浸出液中的铁全部去除.提取的硫化钴中除含有少量铬外未见其它杂质元素.     

利用低品位菱锰矿矿石热处理制备纳米材料

通过热处理低品位菱锰矿矿石制备高活性纳米材料,并探究其催化去除NO_x、吸附重金属性能.利用X射线荧光光谱仪、透射电子显微镜等研究菱锰矿矿石组成;利用X射线粉末衍射仪、扫描电子显微镜、比表面积分析仪、烟气分析仪、原子吸收分光光度计等研究菱锰矿矿石空气中热处理后结构变化及其NH₃-SCR脱硝、重金属吸附效果.菱锰矿矿石主要组分为菱锰矿,含有少量黄铁矿、石英、白云石及硫酸盐.在空气中550℃煅烧1 h后,菱锰矿分解完全,产物以黑锰矿为主晶相,同时含有其他低结晶态锰氧化物;样品表面出现大量3~7 nm气孔,比表面积达到最大（31.5 m2/g）.脱硝实验显示R550在170℃时脱硝效率可达到90%;吸附实验表明R550对Cd2+、Pb2+、Cu2+均有较好的吸附作用,表明低品位菱锰矿矿石在空气中550℃煅烧可获得高比表面积、高活性的纳米结构化材料,在环境污染物去除方面有潜在的利用价值.      

湖北古城锰矿的沉淀形式及其古环境意义

古城锰矿是扬子地台北缘典型的“大塘坡”式锰矿,赋存于南华系大塘坡组含锰黑色岩系中,含锰矿物主要为菱锰矿.古城锰矿稀土总量高、类似现代海底铁锰结核的“帽式”稀土元素配分模式和Ce的正异常等地球化学指标指示古城锰矿Mn是以锰氧化物或氢氧化物形式沉淀,锰碳酸盐是后期转化而成.Fe/Mn比值低,较低的V、U含量和中等程度的Mo富集以及氧化还原敏感元素对Th/U、V/Cr、V/(V+Ni)比值等地球化学指标指示古城锰矿沉积环境为一种氧化一次氧化的状态,与锰是以锰氧化物或氢氧化物形式沉淀的结论一致.综合认为,古城锰矿成矿机制包括沉淀和转化两个过程,在氧化还原分层的海洋系统中,Mn在上部氧化性的水体中以氧化物或氢氧化物形式沉淀,之后下沉被掩埋在缺氧带之下,在成岩过程中和有机物质相互作用,锰氧化物或氢氧化物被还原释放出的Mn2+和有机碳被氧化释放出的CO32-结合形成锰碳酸盐,其转化可以方程2MnO2+CH2O+HCO3-=2MnCO3+H2O+OH-简单表示.     

贵州遵义二叠纪锰矿地球化学特征与沉积环境分析：以遵义谢家坝富锰矿床为例

为分析贵州遵义二叠纪锰矿的沉积环境,对谢家坝锰矿床进行常量元素、微量和稀土元素地球化学研究。研究认为：谢家坝锰矿赋存于茅口组顶部含锰岩系中,可分为下矿层豆状、角砾状菱锰矿、似层状菱锰矿,以及上矿层碎屑状、块状菱锰矿的二元结构矿石类型组合,可广泛代表遵义锰矿的矿石特征。谢家坝锰矿上下矿层之间主量元素和稀土元素含量差异较大,常量元素SiO2、TiO2、S、Fe2O3含量上矿层均大于下矿层,MnO、MgO与 Al2O3之间均呈负相关关系;上矿层Fe/Mn值较高,属高Fe低P型锰矿,而下矿层Fe/Mn值较低,属中低Fe低P型锰矿。上矿层稀土元素PAAS标准化配分后呈现较明显的重稀土亏损、弱的轻稀土富集、右倾配分的特征,具有弱的Ce正异常,类似海底铁锰结核稀土元素特征;下矿层呈现弱的中稀土富集,轻、重稀土亏损,弱的帽式分配特征,具明显的Ce负异常,类似典型深部海水沉积稀土元素特征。微量元素Th/U、Ni/Co、V/Cr、V/（V+Ni）、AU等沉积环境古氧相分析指标和稀土元素PAAS标准化配分模式指示,谢家坝锰矿下矿层是在贫氧-厌氧条件下Mn2+与CO32-直接形成菱锰矿,上矿层在常氧-贫氧环境下Mn3+、Mn4+以氧化物或氢氧化物形式沉淀。     

水钠锰矿氧化硫化物的过程与动力学研究

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。     

甘孜—理塘结合带锰结核的发现及其地质意义

在甘孜—理塘结合带内理塘县中木拉乡附近发现锰结核。通过地质填图和综合研究,该锰结核产于结合带内瓦能蛇绿混杂岩组中的黑色粉砂质板岩中。其沉积层序为玄武岩→硅质岩→含锰结核粉砂质板岩。锰结核主量元素具有高Mn、低Fe、Si、Ca的特点,其中Mn含量为42.19%,高出大洋锰结核平均值1.83倍,Mn/Fe值较高,达8.1。锰结核中除Cr高于大洋锰结核平均值2～7倍外,多数微量元素低于大洋锰结核平均值。稀土元素具有较明显的Ce正异常,稀土总量、轻重稀土分异程度、Eu异常特征与混杂岩中的砂岩、硅质岩近似,而与玄武岩差别较大。该锰结核产出于大陆边缘构造环境,火山活动微弱,代表甘孜—理塘洋扩张到最大程度时的沉积。其时甘孜—理塘洋规模仍是有限的。     

煤系高岭石/醋酸钾插层复合物热相变研究

高岭石插层复合物作为新型矿物材料现已被广泛应用。然而,插层复合物热稳定性较难控制使其在聚合物中的应用一直受到限制。本文应用热分析、X射线衍射、质谱及发射红外光谱等表征技术对煤系高岭石/醋酸钾插层复合物受热分解产物及微结构变化进行了研究。结果表明,煤系高岭石/醋酸钾插层复合物热相变主要经历以下几个阶段:插层水脱嵌(约350℃),插层剂醋酸钾脱嵌(约400℃),脱羟基(约450℃),偏高岭石形成(450~550℃),KHCO3出现(约600℃),KHCO3热分解形成K2CO3和KAl Si O4出现(约700℃),热解产品K2Al2Si O4出现(约800℃),K4Al2Si2O3出现(900~1000℃),大量K3Al O3形成阶段(1100℃及以上)。此外,还发现通过控制插层率和加热温度,可实现高岭石插层复合物的可控分解、新物相合成与转变,从而有利于新材料的合成。