煤系硅铝质矿物制备先进陶瓷材料初探

文论述了莫来石、Sialon、St3N4和SiC等4种先进陶瓷材料的制备原料和方法，并利用煤系硅铝质矿物原料（以煤矸石为主）成功地合成了莫来石、Si3N4和SiC材料。指出了煤系硅铝质矿物是开发上述先进陶瓷材料的较理想原料。     

硅热还原氮化法粉煤灰制备Sialon粉体的研究

在流动的N2气中,以粉煤灰和硅粉为原料,添加理论值和超理论值的硅粉,配料制成坯体,研究了坯体在1350~1500℃下氮化反应6 h的质量变化、物相转化规律和产物的形态特征。结果表明,坯体在1350℃、1400℃和1450℃时质量不断增加,1500℃时则急剧下降;1450℃时-βSialon含量最大,O-’Sialon则最低,当硅含量超理论值的10%时,Sialon固溶体总含量达到最大值(85.6%);Sialon形态多为花瓣状聚集态,并伴随出现少量的Si3N4纤维。     

碱选择性浸取高岭土制备中孔材料的性能

高岭土煅烧至一定温度,与酸或碱进行反应,可选择性浸出其中的A l2O3或S iO2,制备多孔材料。研究大同煤系高岭土煅烧至1 000℃,用N aOH溶液进行选择性浸取得到多孔材料的性能。X射线衍射、透射电镜及吸附性能研究结果表明:经过选择性浸取后,高岭土中S iO2大部分被浸出,铝硅摩尔比从0.85提高至4.62,以-γA l2O3为主要成分,比表面积达到106.4 m2/g,平均孔径为3.647 nm。这种新材料在石油催化裂化、自律型调湿建材及制备莫来石材料等方面具有广阔的应用前景。     

煤系固废基绿色充填材料制备及其性能研究

充填技术是绿色开采的重要组成部分,研发成本低廉、性能可靠、低碳环保的充填材料,是发展充填技术的关键。采用煤矸石(CG)和煤系偏高岭土(MK)为原材料制备煤系固废基绿色充填材料,探讨配合比和碱激发剂对充填材料强度以及流动度的影响,并结合X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外吸收光谱仪(FTIR)、热重分析(TG)和扫描电镜能谱分析(SEM-EDS)等表征手段,揭示充填强度发展机理。综合强度、流动性和环境指标,优化充填材料配比。研究结果表明:绿色充填材料体系中,煤系偏高岭土通过碱激发水化反应起到胶凝作用,体系强度随偏高岭土的增加呈线性增长,磨细的煤矸石充当惰性填料,协同Na₂SiO₃改善流动性。该充填材料主要水化产物为N―A―S―H和沸石,Si―O―Si发生聚解,随即四面体Al―O键部分取代Si―O键,由(SiO₄)4?变成(AlO₄)4?,进一步聚合形成Si―O―Al基团。当碱激发剂中Na₂SiO₃与NaOH比例为1∶1时,聚合程度最高。水化产物填充了煤矸石颗粒间孔隙,使基质致密,提高充填材料强度。综合指标评价推荐偏高岭土与煤矸石的配比为3∶7,此时不仅满足强度和流动性的要求,而且碳排放指数仅有0.257。本研究为开发成本低廉、性能可靠、低碳环保的充填材料提供新的思路,具有较好的实用性和经济性。      

西范坪斑岩铜矿钾硅酸盐化作用的地球化学研究

西范坪铜矿是我国近年来新发现的斑岩型铜矿床。伴随铜矿化发生了强烈的钾硅酸盐化。蚀变作用使成矿主岩的 Si O2 ,K2 O增加 ,Ca O,Na2 O,Fe2 O3 减少 ;大离子亲石元素含量降低 ;L REE减少 ,L a N/ Yb N 比值升高 ,δEu值降低。通过研究认为 ,西范坪铜矿成矿母岩是富钠 (Na2 O>K2 O)斑岩 ,而不是富钾 (K2 O>Na2 O)岩石 ,这说明相对富钠的斑岩也能成矿。     

高岭土的深加工与新材料

煅烧高岭土由于晶体结构的改变而引起理化性能的变化，所表现出的性能更加优异。利用高岭土的特殊层状结构，将一些强极性有机小分子插入到结构层间，生成有机插层材料，这种新的复合物将黏土矿物和有机化合物的各自特性有机结合，极大地开阔了高岭土的应用领域和“档次”。以高岭土为原料而开发成功的Sialon材料，由于所具备的优越的力学性能、高温性能及化学稳定性等，在冶金、航空、化工机械和药学等方面显现出了极好的应用前景。地聚物材料是以偏高岭土、碱激发剂为主要原料，具有与陶瓷性能相似的一种新材料。     

利用高铝粉煤灰合成β-Sialon粉体的实验研究

在N2气氛中以粉煤灰为原料,采用碳热还原氮化工艺制备了β-Sialon粉体,研究了碳含量、合成反应温度、保温时间和氮气流量等因素对生成物物相的影响。在添加适量Al2O3、C含量23%、氮气流量2L/min、合成温度1450℃、保温时间为6h的条件下,可获得Z=3的纯晶相β-Sialon粉体,粒度均一,形态规则。β-Sialon粉体粒径在1～3μm之间,形态与结晶程度受合成条件影响。在不同的制备条件下,所合成的产物为β-Sialon和Al N、β-SiC、Si3N4、Al6Si2O13、O’-Sialon、α-Al2O3、Si O2等的混合物。并对高铝粉煤灰合成β-Sialon的反应过程进行了分析。     

西藏班公湖-怒江成矿带西段富铁矿与铜（金）矿C、Si、O、S和Pb同位素特征及地质意义

本文在大量的野外地质调查与室内研究的基础上,对班公湖-怒江成矿带西段的4个典型矿床——材玛矽卡岩型铁矿床、弗野矽卡岩型铁矿床、尕尔穷矽卡岩型铜金矿床和多不杂斑岩型铜金矿床的C、Si、O、S和Pb同位素特征进行了研究.δ30Si、δ18O的研究结果表明,石英主要为岩浆热液成因,δ13C、δ18O同位素的研究结果表明,与成...     

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。     

和田玉、玛纳斯碧玉及岫岩老玉(透闪石玉)的硅、氧同位素组成

新疆和田玉是世界上最重要的透闪石玉矿产资源之一,和田也是我国最重要的玉产地.对新疆和田玉、天山玛纳斯碧玉和辽宁岫岩老玉的硅、氧同位素对比研究表明,和田玉δ18O值为+2.3‰～+6.5‰、δ30Si为-0.1‰～+0.3‰;天山玛纳斯碧玉δ18O值为+9.4‰、δ30Si为-0.5‰;辽宁岫岩老玉δ18O值为+8.7‰～+12.4‰、δ30Si为+0.1‰～+0.3‰,所有玉石矿的δ18O和δ30Si值均低于含矿围岩.由此认为新疆和田玉和辽宁岫岩老玉矿床属于岩浆热液交代型成因矿床,天山玛纳斯碧玉矿则属于变质成因矿床.     

中祁连西段野马山岩基年代学、地球化学特征及地质意义

野马山岩基位于中祁连地块西段,由早期岩体(花岗闪长岩、斑状二长花岗岩)和晚期岩体(二长花岗岩)组成,二者呈侵入接触。LA-ICPMS锆石U-Pb定年表明,早期岩体侵位时代为中奥陶世((469.0±1.3)Ma),晚期岩体侵位时代为晚奥陶世((450.0±1.0)Ma)。早期岩体Si O2=59.8%~64.2%,K2O/Na2O1,且A/NKC=0.8~1.0,为准铝质岩石;微量元素相对富集Rb、U、Th和亏损Ba、Nb、Ta、Sr、P、Ti;稀土总量为97.7×10-6~185×10-6,且(La/Yb)N=5.57~12.47,LREE/HREE=7.7~11.3,具轻重稀土分馏明显,轻稀土富集,弱Eu负异常(δEu=0.66~0.89)特征。晚期岩体Si O2=69.8%~76.5%、K2O/Na2O=1.2~1.7、A/NKC=1.0~1.1,属弱过铝质花岗岩;稀土总量为78.97×10-6~244.92×10-6,轻重稀土分馏不明显((La/Yb)N=1.90~5.72),强Eu负异常(δEu=0.11~0.24)。岩石地球化学特征表明,野马山岩基早期岩体为I型花岗岩,形成于俯冲环境,晚期岩体为高分异的I型花岗岩,形成于后碰撞环境。结合岩体产出的区域构造位置及区域地质演化,认为早古生代北祁连洋发生了双向俯冲,野马山岩基为其向南俯冲碰撞的产物。     

渤海东部与黄海北部表层沉积物的元素地球化学记录

为研究渤海东部及黄海北部海域沉积物常量元素组成特征及与物源的关系,分析了该海域138个站位沉积物样品的常量元素含量。渤海东部及黄海北部海域沉积物常量元素Al2O3、Mg O、Na2O和TFe2O3分布基本相似;Si O2分布与Al2O3、Mg O、Na2O和TFe2O3分布相反;Al2O3、Mg O、TFe2O3、Ti O2和Na2O等元素与细粒沉积物呈正相关,Si O2与粗粒沉积物呈正相关,Ca O、Ca CO3、Mn O和K2O分布与沉积物粒度无明显正或负的相关性;北黄海东部K2O分布反映了鸭绿江物质的影响。R-型聚类分析得出3种组合类型,以Mg O、Ca O和K2O及Mn O为代表,分别对应反映陆源细粒物质输入、指示黄河和鸭绿江物质的影响和海洋自生作用。依据Q-型聚类分析特征,将调查海域沉积物划分为4个不同的地球化学分区,同时综合分析得出了Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区和Ⅳ区的沉积物运移的路径趋势。K2O/Ca O揭示黄河物质影响自南至北和自西向东呈逐渐减弱的趋势,其中研究区西南部和北黄海中西部受黄河物质影响较强,北黄海东部沉积物更多受鸭绿江物质影响。     

花岗岩中原生与次生白云母的鉴别特征及其地质意义——以赣南富城强过铝质花岗岩体为例

通过显微镜下观察和电子探针成分分析,发现赣南富城强过铝质花岗岩中存在3种类型白云母,即原生白云母、交代型白云母和次生白云母,其平均晶体化学式分别为:K1.62Na0.06Fe0.32Mg0.39Ti0.02Al4.89Si6.54O10(OH)4(原生白云母)、K1.55Na0.07Fe0.43Mg0.24Ti0.03Al4.96Si6.50O10(OH)4(交代型白云母)、K1.51Na0.07Fe0.27Mg0.21Ti0.00Al4.98Si6.65O10(OH)4(次生白云母)。根据富城花岗岩主要造岩矿物的结晶顺序(斜长石→钾长石→黑云母→白云母→石英),结合白云母、黑云母稳定曲线及合成花岗岩初融曲线对比分析,富城强过铝质花岗岩中交代型白云母是在花岗岩结晶过程中交代较早晶出的黑云母形成的,其形成温度高于花岗岩熔体的固相线温度(～650℃),故应归属于原生白云母。本文提出根据岩石学宏观特征、岩石化学特征及岩相学微观特征区分花岗岩中原生白云母与次生白云母的综合鉴别方法。     

硅迁移的重要形式——硅氢化物

1　硅氢化物的形成条件及特性由硅变为硅氢化物的条件不苛刻 ,在一定温度、压力下的强还原富氢环境 ,Si,Si O2 ,Si O2 -3 均可形成硅氢化物。Si0 + 2 H2 =Si H4Si O2 + 4 H2 =Si H4 + 2 H2 OSi O2 -3 + 4 H2 =Si H4 + 2 OH-+ H2 O纳米硅、纳米硅合金微粒有很大的比表面积 ,有许多悬空键 ,容易与氢结合形成氢化物 ,也容易与其它单质结合形成合金 ,产生协同氢化反应。Si H4 的熔点为 - 1 85°C,沸点为 - 1 1 1 .8°C,具高挥发性、高扩散性。工业上常利用此特性使之与杂质分离。Si H4 的化学性质很活泼 ,在空气中能自燃 ,甚至发生…     

《矿物岩石》2007年（第27卷）总目次

●矿物岩石大别山超高压变质岩后成合晶矿物中微细流体包裹体的透射电镜研究孟大维吴秀玲樊孝玉等(1)11高纯球形-准球形亚微米晶质Si O2材料的制备与表征林金辉周世一康秀英(1)7矿物热电性标型及其在大洋地质找矿中的应用杨赞中石学法于洪军等(1)11钛柱撑蒙脱石光催化降解亚甲基蓝的实验研究王丽娟廖立兵韩琳(1)18浙江缙云壶镇盆地一带沸石矿石矿物特征及物化性能分析刘伟刘纯波张术根等(1)23马鞍山绿松石中水的振动光谱表征及其意义陈全莉亓利剑(1)30蒙脱石层电荷与有机改性蒙脱石凝胶性能关系研究邱俊陈平张言贵等(1)36纤蛇纹石纳米管的…     

天然蛇纹石活性机理初探

通过对蛇纹石化学成分、晶体结构及键性的分析，将蛇纹石的活性基团划分为5类，即不饱和Si—O—Si键、O—Si—O键、含镁键类、羟基和氢键，并详细介绍了各类活性基团的特征，尤其对硅氧四面体悬挂键做了介绍。指出正是这些活性基团的存在使蛇纹石具有很高的化学活性和生物活性。纤蛇纹石是一维纳米纤维矿物，易进入生物细胞，并释放出OH^-、Mg^2 、SiO2及Ni^2 等，同时不饱和O—Si—O键发生断裂形成游离氧，由纤蛇纹石形成的这种碱性氧化溶液会严重影响生物机体的正常工作，并使其产生各种病变。     

海洋沉积物—海水界面附近氮、磷、硅的生物地球化学

海洋沉积物中的N和P随沉积物的粒度由粗到细,含量逐渐升高,而Si则降低;积物中N、P、Si的含量还随海区、输入源、季节、动力学过程及生物生产过程不同而变化.控制海洋沉积物-海水界面N、P、Si沉积、释放及循环的因素,包括有机质和溶解氧的浓度、有机质中C、N、P、Si的相对比例、沉积物-海水界面附近的氧化还原环境、生物扰动、温度、水深、pH值、不同形态S的浓度、金属离子以及水动力条件等.一般其综合作用的表现是,沉积物-海水界面之间NH+4、PO3-4和Si(OH)4从沉积物向上覆水扩散转移,而硝酸盐和亚硝酸盐的通量方向相反,通量的大小随着海区的不同差别较大.     

新疆且末县某和田玉矿成矿条件及找矿标志

该和田玉矿体产于花岗岩体与白云石大理岩接触带中,属于热液接触交代型矿床,矿石具隐晶质毡毯状结构,块状构造。其主要化学成分Si O2、Mg O、Ca O含量之和达到90%以上,矿石为优质和田玉。     

楚雄盆地六苴上白垩统马头山组大村段沉积地球化学

上白垩统马头山组大村段是云南楚雄盆地的主要含铜层位之一。通过六苴zK24401钻孔岩芯样品地球化学研究,认为大村段是半干旱-半潮湿气候条件下盆地边缘的湖泊沉积形成,沉积物距物源区较近,其沉积演化过程与物源区具有一致性。主元素组成的W（SiO2＋Al2Oa＋K2O＋Na2O）占49．64％～81．84％,n（SiO2）／n（Al2O3）平均值为3．65,n（Al）／n（Al＋Fe＋Mn）值为0．71～0．78,n（Si）／n（Si＋Al＋Fe）值为0．69～0．87,反映出沉积物物源以陆源为主;n（Al2O3）／n．（Al2O3＋Fe3O3）值为0．79～0．91,显示了大陆边缘沉积环境的特点;K2O／Na2O多大于1,表明物源区主要为偏酸性的花岗质岩石。沉积旋回造成多层泥页岩中Cu、Zn、Sb等元素初始富集。稀土总量ω（EREE）为104．12×10^-6～181．69×10^-6,n（La）N／n（Yb）N〉1,轻重稀土分异程度较高,稀土配分模式为Eu、Ce亏损——轻稀土富集右斜型。     

广西资源车田红辉沸石特征的初步研究

红辉沸石属斜方晶系，a=1．36，b=1．81，c=1．78nm，V=4.394nm3。化学成分分析结果（％）：SiO258．76，Al2O314.13，CaO8．80，K2O0．11，Na2O0．18，Fe2O30．44，H2O 16．87，H2O1．25。计算的化学式为：（K0.017Na0.042Ca1.13）1.189［Al1.997，Si7.05，O18」·6．75H2O。Si／Al=3．53.N。=1．501，Nβ=1．495，Nγ=1．488。D=2.13g／cm3（实测）。钾离子（K ）交换量9．34～13·08mg／g，氨离子（NH4 ）交换量92.76～130．26mmol／100g。佛石晶体呈透明一半透明，为乳白色、瓷白色。单晶体呈板状、板柱状，集合体呈放射状、束状。单晶体长度可达30cm以上，但通常为5～15cm。红辉沸石呈脉状产出在断裂带中，矿体中沸石含量达95％以上，矿石的白度为91．7。它是一种质量较好、用途较广的极为罕见的沸石矿，也是国内外目前唯一具有工业意义的红辉沸石矿床。