基于ＣＯ２封存的盐酸浸取超贫钒钛磁铁矿尾矿实验研究

随着技术进步,超贫钒钛磁铁矿被广泛开采,产生大量富含镁钙的尾矿,该尾矿可用于封存ＣＯ２。本文选取承德超 贫钒钛磁铁矿尾矿作为研究对象,对其进行物相鉴定、常量元素分析、粒径分析及盐酸浸取动力学分析。结果显示尾矿主 要含角闪石及辉石,其钙镁含量较高,为３０％左右,颗粒较细,平均粒径小于５０μｍ。钙镁浸出率随着温度升高而增加, ８５℃时镁钙浸出率达到２６５％和２７０％。通过实验数据拟合可知,反应速率受固体产物层内扩散控制,尾矿活化能约为 ４３ｋＪ／ｍｏｌ。按目前的水平,开采河北承德超贫钒钛磁铁矿将产生约２５０×１０８ｔ尾矿,根据本实验最高钙镁浸出率计算,ＣＯ２ 封存量可达２０×１０８ｔ。     

应用超基性岩尾矿封存CO2——以金川铜镍矿尾矿为例

通过CO2矿物封存可以降低人类活动产生的温室气体的排放,富镁硅酸盐矿物经碳酸盐化作用转化为镁碳酸盐矿物可以实现CO2的封存,而超基性岩尾矿是CO2矿物封存的理想原料.我国可用于封存CO2的超基性岩尾矿包括铜镍矿尾矿、石棉尾矿、蛇纹石尾矿以及钒钛磁铁矿尾矿等.本文重点介绍金川铜镍矿尾矿的粒度、矿物组成、常量和微量元素,以...     

红山咀超贫钒钛磁铁矿成矿特征浅析

1 地质背景红山咀超贫钒钛磁铁矿位于平泉县西坝乡,是近年发现的具有大型规模的超贫钒钛磁铁矿.矿床位于内蒙地轴(Ⅱ)东南前缘,承德拱断束(Ⅲ)平泉凹断束(Ⅳ)与滦平凹断束(Ⅳ)相接部位~([1]).     

四川盆地理论CO_2地质利用与封存潜力评估

结合CO_2地质利用与封存技术机理,在国际权威潜力评估公式的基础上,系统地提出了适合中国地质背景的次盆地尺度CO_2封存潜力评估方法及关键参数取值。同时,以四川盆地为例,依次开展了枯竭油田地质封存与CO_2强化石油开采、枯竭气田与CO_2强化采气、不可采煤层地质封存与CO_2驱替煤层气,以及咸水层地质封存技术的CO_2地质封存潜力。结果表明,四川盆地利用深部咸水层与枯竭天然气田CO_2地质封存潜力最大,期望值分别达154.20×10~8t和53.73×10~8t。其中,枯竭天然气田因成藏条件好、勘探程度高、基础建设完善,为四川盆地及其周边利用枯竭气田CO_2地质封存技术实现低碳减排提供了早期示范机会。CO_2地质利用与封存潜力评估方法,对进一步开展全国次盆地尺度理论封存潜力评估与工程规划具有重要意义。     

河北承德铁马哈叭沁超贫铁矿床的成因与成矿时代

河北承德一带基性-超基性岩中的超贫铁矿石(全铁TFe含量<20%)资源在河北的铁精矿产量中占有重要地位,其中以铁马哈叭沁超贫铁矿床贡献最大。本研究以铁马哈叭沁岩体中的超贫铁矿石即钒钛磁铁矿化的角闪石岩中的角闪石为研究对象,通过电子探针分析和40Ar/39Ar测年,结合野外地质特征,探讨了超贫铁矿床的成矿时代及矿床成因。野外和岩相学特征表明,铁马哈叭沁超贫铁矿床为岩浆晚期分异型铁矿床。电子探针分析表明,角闪石岩中角闪石主量元素变化范围较小,具有富Ca、富Mg、富Na、贫K的特征,属于韭闪石和镁绿钙闪石。角闪石成因矿物学研究表明,角闪石岩主要为幔源成因,并受到了地壳物质的混染。角闪石岩中角闪石单矿物的40Ar/39Ar年龄为379～401 Ma,表明成岩成矿时代为泥盆纪,形成于白乃庙岛弧与华北克拉通北缘发生弧-陆碰撞后的伸展阶段。     

承德市超贫（钒钛）磁铁矿特征

超贫磁铁矿，是一个全新的概念，即达不到现行铁矿地质勘查规范边界品位要求，在当前技术经济条件下可以进行开发利用的含铁岩石的统称。承德市超贫（钒钛）磁铁矿，成矿母岩为超基性岩体和基性岩体。矿石品位一般为TFe l4%~18%，mFe 6%~12%。该类型超贫磁铁矿床一般规模均较大，延长可达数公里至数十公里，宽可达几百米，多为大中型矿床，具有品位相对稳定的特点。矿石以半自形粗粒结构，海绵陨铁结构为主。经调查全市超贫磁铁矿资源储量为45.37亿吨，其中普查、详查和勘探的资源储量约6亿吨。     

矿业活动固体废弃物中重金属元素释放机理 的浸出实验

矿业活动中产生的固体废弃物包括废石、尾矿和冶炼废渣。这些固体废弃物堆放于露天环境,经过长期的自然风化作用,会对周围环境产生重要的影响。以攀枝花钒钛磁铁矿矿业活动为例,采集了废石、尾矿和冶炼废渣3种类型的固体废弃物,通过浸出实验,研究了不同粒度、不同pH值条件下这些废弃物中重金属元素的释放机理及其对环境产生的影响。结果表明,大多数元素在pH值条件偏小的环境中浸出率更大,在碱性环境中浸出率更小,但废石中的V、Cr和废渣中的Ti在碱性条件下浸出率更高;细粒样品在相同pH值条件下浸出率较粗粒大,但在pH=12的条件下Ti 、V、Ni、Cr和pH=1条件下Ti、Cr的浸出量出现反常,即在粗粒样品中高于细粒样品。固体废弃物释放的重金属元素会对周围环境产生一定的影响,需要加强监测。     

矿业活动固体废弃物中重金属元素释放机理的浸出实验

矿业活动中产生的固体废弃物包括废石、尾矿和;台炼废渣。这些固体废弃物堆放于露天环境,经过长期的自然风化作用,会对周围环境产生重要的影响。以攀枝花钒钛磁铁矿矿业活动为例,采集了废石、尾矿和冶炼废渣3种类型的固体废弃物,通过浸出实验,研究了不同粒度、不同pH值条件下这些废弃物中重金属元素的释放机理及其对环境产生的影响。结果表明,大多数元素在pH值条件偏小的环境中浸出率更大,在碱性环境中浸出率更小,但废石中的v、Cr和废渣中的Ti在碱性条件下浸出率更高：细粒样品在相同pH值条件下浸出率较粗粒大。但在pH=12的条件下Ti、V、Ni、cr和pH=1条件下Tj、Cr的浸出量出现反常,即在粗粒样品中高于细粒样品。固体废弃物释放的重金属元素会对周围环境产生一定的影响,需要加强监测。     

钒钛磁铁矿床的透岩浆流体成矿模型——来自马达加斯加扎卡岩体的证据

目前,国内外学术界对赋存于镁铁-超镁铁杂岩体中的钒钛磁铁矿床的成因存在多种不同的解释,在一定程度上对这类矿床的资源勘查造成了困惑。因此,阐明镁铁-超镁铁侵入体中成矿物质大规模聚集的机理依然是矿床学界和勘查学界面临的重要科学前缘问题。马达加斯加中北部Alaotra湖地区的扎卡岩体是一个赋存有超大型钒钛磁铁矿床的典型镁铁质层状侵入体,已探明铁矿石远景资源量8亿t(含333),伴生钛6000万t,伴生钒230万t,为阐明钒钛磁铁矿床的成因提供了良好的条件。本文报道了扎卡岩体的地质学、矿体地质学、岩相学、矿相学和岩石地球化学特征,主要得出以下认识:(1)扎卡岩体发育韵律性火成层理,为一个典型的镁铁质层状岩体,但伟晶岩可构成独立的侵入单元;(2)矿体主要赋存在层状岩体中,可划分为整合型、不整合型和伟晶岩型等3种不同的类型;(3)辉长岩具有橄榄石→斜长石→单斜辉石或橄榄石→斜长石+单斜辉石的结晶顺序,暗示扎卡岩体为一浅成层状岩体,岩浆侵位深度约3 km;(4)矿石矿物与硅酸盐矿物呈热力学不平衡关系,且与含水暗色矿物平衡共生,暗示成矿作用发生在岩浆演化晚期的富含挥发分环境;(5)致密块状铁矿石的REE四分组效应也表明成矿过程伴随着富F、Cl等组分的流体活动。据此,本文提出扎卡岩体中钒钛磁铁矿床的形成与透岩浆流体过程有关。     

电感耦合等离子体发射光谱法测定超贫磁铁矿和磁性物中有益有害组分及可选性评价

超贫磁铁矿是需要通过磁选富集后才能利用的铁矿石,磁性物是其磁选后的主要产品,磁性物中有益有害组分的含量是否满足规范要求是评价超贫磁铁矿可选性的前提,然而尚未引起足够的重视。本文采用电磁分选仪对超贫磁铁矿进行磁选,结合ICP-OES法对原矿和磁性物中有益有害组分(TFe、V_2O_5、TiO_2、P、Cu、Pb、Zn)进行了测定。结果表明,对于含量明显低于规范要求的V_2O_5、Cu、Pb、Zn,磁选后其含量虽有变化,但不影响冶炼及综合评价的结果;对于TFe、TiO_2、P,磁选后其含量发生明显变化,其中TFe由14.23%~16.60%提高至53.95%~69.86%,TiO_2由4.43%~5.02%降至0.84%~1.83%,P由0.11%~0.30%降至0.027%~0.048%,已对冶炼及综合评价的结果产生了影响,依据磁性物中TFe、TiO_2、P的含量更能切实反映超贫磁铁矿的可选性;所用超贫磁铁矿易于选别,通过单一弱磁选即可获得主要组分(TFe)及有害物质(P、Cu、Pb、Zn)满足炼铁用铁矿石工业要求的精矿;大部分TiO_2随弱磁选进入尾矿,后期应注意对尾矿中的TiO_2进行评价。该方法可快速获得超贫磁铁矿原矿及磁性物中有益有害组分的含量信息,既能从冶炼角度初步评价超贫磁铁矿的可选性,也可以确定后续综合利用研究的目标元素,对于超贫磁铁矿资源的合理开发利用具有重要的现实意义。     

新疆尾亚含矿岩体锆石U-Pb年龄、 Sr-Nd同位素组成及其地质意义

东天山尾亚钒钛磁铁矿矿床是北疆地区最大的钒钛磁铁矿矿床,其含矿岩系为一套偏碱性的镁铁-超镁铁质杂岩。含矿岩石主要造岩矿物橄榄石、辉石、角闪石、黑云母和斜长石的化学成分与铁质系列的镁铁-超镁铁岩成分相似或相同;辉石、角闪石、黑云母等矿物以富钛为特点,这些矿物中Ti、Fe等在早期形成的岩石(辉橄岩、橄榄辉长岩)中较晚期岩石中有明显富集。含矿辉长岩的锆石LA-ICPMS U-Pb同位素定年结果为236±3Ma,主要成岩时代为中三叠世,代表后碰撞结束阶段的成矿作用。这套含矿镁铁-超镁铁杂岩的Sr-Nd同位素特征以ε_(Nd)(t)均为正值,(~(87)Sr/~(86)Sr)_i值较低为特征,与原始地幔相近,但在岩浆上移过程中可能有陆壳物质加入。     

天然钒钛磁铁矿非均相Fenton法降解酸性橙Ⅱ的研究

用XRD、FTIR及TG-DSC等手段对磁选后的天然钒钛磁铁矿进行结构表征,然后在酸性条件下,探讨天然钒钛磁铁矿非均相Fenton法催化降解酸性橙Ⅱ的性能。结果表明:磁选后的天然磁铁矿主要以钛磁铁矿为主,同时含有少量的钛铁矿和绿泥石。降解实验结果表明,天然钒钛磁铁矿催化降解酸性橙Ⅱ的能力明显强于人工合成的单相磁铁矿,并随着钛磁铁矿含量的增加而增强。降解过程以异相Fenton反应为主,动力学曲线符合准一级方程。反应开始210min后,天然钒钛磁铁矿对酸性橙Ⅱ的矿化率约为30%。在降解过程中,苯环和萘环逐步断裂。     

中国超贫磁铁矿资源的特征、利用现状及勘查开发建议——以河北和辽宁的超贫磁铁矿资源为例

近年来铁矿石价格的一涨再涨对中国的铁矿资源产生了重大影响：一方面,矿山的开采品位降低,一些原来不具经济意义的已查明的铁矿资源变得可以开采利用;另一方面,一些过去不认为是铁矿的含磁铁矿岩石成了可以开发利用的超贫磁铁矿资源。在调查研究的基础上,以河北和辽宁的超贫磁铁矿资源为例,对其类型、特征及开发利用现状进行了总结,并提出了勘查开发建议。     

承德钒钛磁铁矿钒和钛物相的联测分析方法

依据承德地区大庙式钒钛磁铁矿床特征,通过人工重砂分离及单矿物化学分析并结合电子探针、岩矿鉴定结果查明了承德钒钛磁铁矿石中的含钒矿物主要是钛磁铁矿和磁铁矿,次要矿物是钛铁矿和硅酸盐;含钛矿物主要是钛铁矿、钛磁铁矿,次要矿物是金红石、榍石。根据承德钒钛磁铁矿石钒和铁呈正比的关系,选取代表性试样进行了钒钛物相分析项目的确定及溶剂选择的实验,最终确定了钒和钛物相分析测定流程。钒物相分析测定项目为磁铁矿和钛磁铁矿中的钒、钛铁矿中的钒、硅酸盐中的钒及总钒四项;钛物相分析测定项目为钛铁矿中的钛、磁铁矿和钛磁铁矿中的钛、金红石中的钛、硅酸盐中的钛及总钛五项。通过本方法测定的各种含钒和钛矿物含量占矿石中总钒和总钛含量的比例与人工重砂分析定量计算的各种含钒和钛矿物含量占矿石中总钒和总钛含量的比例是相互吻合的。对110件钒钛磁铁矿石样品进行了4种含钛矿物及3种含钒矿物物相分析,结果与实际地质成矿组分符合。本方法实现了钒钛磁铁矿中钒矿物和钛矿物的定量分离,确定了钒和钛物相联测分析流程,可以同时测定钒和钛矿物的含量。     

米易新街基性超基性层状侵入体岩石学特征及成因

新街基性—超基性杂岩体位于四川米易城北约8公里,白马钒钛磁铁矿区的外围。岩体呈北西330°走向侵入二迭纪玄武岩层,沿走向延伸约1.5公里。倾向北东,平均倾角60°左右,展布面积约1平方公里。除南端出露较好外,大部被掩盖,据勘探资料,岩体总厚度约560米,层状构造发育,具有完善的多旋回重复的特点(图1),岩体底板和玄武岩接触,接触面产状和层状构造一致,据岩性、岩石化学及含矿性等特点与本区主要含钒钛磁铁矿基性超基性岩体相似,下部含矿旋回也有钒钛磁铁矿的富集,局部有铂铬矿化,但矿石质量较差,无经济价值。本文主要根据岩石学特征,讨论新街岩体的成因及其与钒钛磁铁矿富集的关系。     

峨眉大火成岩省攀西钒钛磁铁矿矿集区钴、镓、钪资源及综合利用潜力

峨眉大火成岩省内带攀西地区的攀枝花、红格、白马、太和等矿床的钒钛磁铁矿矿石量约100亿t,V₂O₅储量1580万t、TiO₂储量8.7亿t,此外还蕴含着丰富的Co、Ga、Sc、Cr等十多种稀有金属。尽管自20世纪八九十年代V和Ti逐渐得到了利用,但是Co、Ga、Sc、Cr等元素尚未得到综合利用,这些矿床的尾矿中还有巨量的各种金属元素。本文对近年来获得的磁铁矿、钛铁矿、单斜辉石电子探针和激光等离子质谱原位分析数据进行了系统分析,发现Ga和Cr主要赋存在磁铁矿中,Co主要赋存在硫化物和磁铁矿中,Sc主要赋存在单斜辉石和钛铁矿中;而且不同岩体中的磁铁矿、钛铁矿和单斜辉石中各种元素的含量存在差异。这些分析为矿石、尾矿甚至某些岩石中这些元素的综合利用提供了重要信息。     

煅烧条件对石棉尾矿酸浸出率的影响及机理研究

为提高石棉尾矿的酸浸出率,采用静态加热法对石棉尾矿样品进行了煅烧处理,研究了煅烧条件对石棉尾矿煅烧产物酸浸出率的影响及机理。采用热分析、XRD、红外光谱分析对原样及煅烧产物的结构、物相及分子振动吸收光谱的变化进行了分析和表征。揭示了煅烧温度、煅烧时间对石棉尾矿煅烧产物的结构、物相和酸浸出率的影响及机理。结果表明,在煅烧过程中,石棉尾矿中的纤蛇纹石先失去氢氧镁石层的外羟基,然后失去内羟基,同时伴随着镁橄榄石的结晶作用,至纤蛇纹石结构整体分解达到完全后,产物的酸浸出率才达到最高。获得最高酸浸出率的煅烧活化条件为煅烧温度680℃,煅烧时间40 min。     

扬子西缘丹巴水子乡辉石岩年代学和岩石成因研究SCIEI北大核心CSCD

扬子克拉通西缘在~260Ma发生短期内大规模峨眉山玄武岩溢流喷发。攀西地区发育的镁铁-超镁铁质岩被广泛认为是峨眉山大火成岩省的产物,但在北端松潘-甘孜岩区一直缺乏该类岩石的报道。本文首次报道扬子西缘丹巴水子乡单斜辉石岩的准确年龄,其锆石LA-ICP-MS U-Pb加权平均年龄为260.7±3.3Ma,表明其为峨眉山大火成岩省北端松潘-甘孜岩区镁铁-超镁铁质岩的组成部分。通过与攀枝花钒钛磁铁矿含矿岩体边缘相带苦橄岩和上部相带浅色辉长岩进行锆石微量元素对比显示,水子乡单斜辉石岩具有相近的高氧逸度,其ΔQFM为0~3,Ce_(N)/Ce_(N)平均为~30,该性质可能同样源自扬子西缘洋壳板片俯冲交代形成的较高氧逸度地幔源区。尽管如此,水子乡辉石岩体并未因高氧逸度而有明显的含钛磁铁矿饱和结晶,可能由其较低结晶分异程度造成。相比之下,攀枝花岩体经历了更高程度的含钛磁铁矿和斜长石分离结晶作用,伴随大规模的钒钛磁铁矿成矿。     

钒钛磁铁矿电炉渣工艺矿物学研究

以攀枝花钒钛磁铁矿电炉渣为研究对象,通过化学分析、X射线衍射及电子探针-能谱等手段对电炉渣的化学组成、矿物组成、矿物嵌布特征、元素分布情况进行了较为系统的研究,结果表明:电炉渣中有94.74%的钛赋存于黑钛石中,镁和铝主要以镁铝尖晶石形式存在,钙和硅主要存在透辉石中,而铁元素在各矿物中分布较为分散。有用矿物黑钛石主要与透辉石呈浸染关系,部分与镁铝尖晶石呈嵌布关系,同时有部分镁和铝以类质同像形式进入到黑钛石中,导致黑钛石中TiO_2含量仅82.04%。研究结果可为钒钛磁铁矿电炉渣的综合利用提供科学依据。     

新疆阿尔泰造山带塔尔结拜-科布克特-库卫铜镍钛铁矿区镁铁质侵入岩LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb年龄及地球化学特征

新疆阿尔泰造山带塔尔结拜一科布克特一库卫镁铁质岩中产有塔尔结拜铜镍矿和库卫低品位钒钛磁铁矿床。经研究分析识别出两个具不同成矿专属性的岩石系列:①与钒钛磁铁矿化有关的钛铁系列。矿化岩石主要为中细粒辉长岩,次为闪长岩,岩石相对偏基性,以富碱、富铁、高钛、铝、钙而镁铁指数(m/f)低为特征,具明显正铕异常,强不相容元素Rb,Ba,K和中等不相容元素Sr总体富集,Ce相对亏损;②与铜镍硫化物矿化有关的铜镍系列。岩石组合为辉石橄榄岩一橄榄辉石岩一辉石岩一蚀变辉长岩,偏超基性,富镁,贫钛、铁,相对低铝、硅和钾、钠,具弱正铕异常或负铕异常,强不相容元素Rb,Ba,Th,K和中等不相容元素Sr总体亏损,Ce相对富集。铜镍系列岩石锆石U-Pb加权平均年龄(406.8±1.0)Ma,钛铁系列科布克特岩体锆石U-Pb加权平均年龄(407.8±1.2)Ma,二者形成于陆缘弧环境,岩浆来源亏损地幔。