稀土掺杂TiO_2光电性能的研究进展

<正>TiO2是既具有优良的光电性能,又具有化学稳定性和无毒等特性的n型半导体(Bergamini等,2009)。常温下,TiO2有板钛矿、金红石和锐钛矿三种晶型。其中板钛矿不稳定,因此金红石和锐钛矿应用较为广泛。以金红石相TiO2为例,     

锐钛矿的用途简介

自然界矿物锐钛矿、金红石和板钛矿,是Ti O2的3种结晶组态(同质异象),它们是提取钛的重要矿物原料,尤其是前2者,与另一种富含钛的天然矿物钛铁矿(FeTi O3)共同构成了当今世界钛工业生产的主要原料。钛原料主要用于提炼金属钛(海绵钛)及生产含钛钢和钛白粉等,据全球矿权网2007年     

汉江上游砂铂、金矿物的物理化学特征

汉江上游产金,早为当地群众所熟知,但与其伴生的砂铂矿却是在1970年才被证实。通过初步工作,在汉江上游及其北侧支流的河床沉积物中,已发现铂族矿物8种,含金矿物3种。现将其物理、化学特征介绍为下,供在南秦岭地区寻找此类矿床时参考。一、汉江上游河床重砂矿物组合 (一)贵金属矿物 1、铂族矿物:主要是铱-锇系列的铂矿物。其他少见或偶见。 2、金银矿物:以金矿物为主,银矿物鲜见。 (二)其它重矿物 1、钛铁矿、锐钛矿、板钛矿、自钛石、金红石、磁铁矿、铬铁矿、赤铁矿;     

金红石型TiO2超高压相的电子结构

金红石不仅是自然界中分布最广的TiO2矿物变体,而且是变质岩特别是高压岩石的重要副矿物[1,2]..Muscat等[2]对TiO2的高压实验研究表明,金红石在超高压(>4 GPa)条件下可形成4种同质多形变体:α-PbO2型(TiO2-Ⅱ)、斜锆石型(badde-leyite)、萤石型(fluorite)和氯铅矿型(cotunrlite)TiO2,它们比常态相金红石(rutile)、锐钛矿(ana-tase)和板钛矿(brookite)具有更大的密度.矿物学研究是认识板块俯冲和折返过程地球动力学的一个重要窗口.     

锡石薄膜反应及其薄膜物微化分析方法的改进

要寻找锡矿,首先就要认识锡的主要工业矿物——锡石。由于锡石与伴生矿物闪锌矿、砷铅矿、金红石、板钛矿、锐钛矿、褐帘石、石榴石及锆石等在颗粒细小时难于分辨,为此,笔者研究了鉴定锡石薄膜反应的简、快、准条件,并改进了薄膜物微化分析方法。 一、原理     

内蒙古磨石山沉积变质型锐钛矿矿床：一个大型新类型钛矿床的发现、勘查和研究

前人把内蒙古正蓝旗磨石山南部的羊蹄子山矿床确定为铁矿床,通过我们近几年的研究和勘查,发现了北部的磨石山新钛矿带,认为这不是一个铁矿,而是一个以锐钛矿为主的大型沉积变质型钛矿床,是钛矿床的一个新类型。矿体产于中元古代(1751Ma)片岩、变质石英(粉)砂岩和斜长角闪岩中,呈似层状、透镜状产出。富矿石具有细纹状构造,表现为以石英和锐钛矿为主的条纹互层。矿石矿物主要为锐钛矿,次有金红石和钛铁矿(赤铁矿),脉石矿物以石英为主,含一定量直闪石和黑云母(石榴子石)。锐钛矿、金红石和钛铁矿的粒度很细,为0.01～0.1mm。富矿含TiO23.14%～15.46%,平均6.91%,而贫矿的TiO2含量为1.2%～2.97%,平均1.76%。矿石含较高的Fe和V。锐钛矿和金红石的微量元素Nb和Cr的含量很低,说明矿物的源区来自变质基性岩。围岩斜长角闪岩恢复其原岩,大致相当于玄武岩、苦杆玄武岩等。岩石化学揭示其生成构造条件,为岛弧或岛弧和洋脊的过渡带。硅同位素组成研究结果,不同锐钛矿矿石、石英岩和片岩等的δ30Si值为0.1‰～-0.9‰,与海底热液喷气沉积矿床的数据相似。所有上述矿床的地质和地球化学特征表明,锐钛矿矿石和斜长角闪岩都是海底基性火山活动的产物,矿石具有化学沉积特征,后来遭到中(偏低)级区域变质作用,金红石主要形成于区域变质作用。矿床在燕山晚期(118Ma),由于花岗岩的侵位,又局部受到热液改造。     

热处理对管状埃洛石负载TiO2的光催化降解性能的影响

0 引言 TiO2具有光催化特性,在紫外光照射下产生光氧化还原能力,可以降解有机污染物.在TiO2三种同质多像变体(金红石、锐钛矿、板钛矿)中,锐钛矿(anatase)对有机污染物的光催化降解率最高,在有机污染物降解等环境治理方面应用前景最为广阔.     

内蒙古正蓝旗羊蹄子山-磨石山锐钛矿矿床地质与地球化学

锐钛矿及其同质异象金红石是钛矿资源中最具经济意义的,也是中国当前的紧缺矿种之一。前人把羊蹄子山矿床确定为铁矿床(点),通过近几年的研究和勘查,笔者认为这是一个以锐钛矿为主的沉积变质型矿床,是钛矿床的一个新的类型。矿体产于中元古代〔(1751±8)Ma〕片岩、变质石英(粉)砂岩和斜长角闪岩中,呈似层状、透镜状产出。富矿石具有细纹状构造,表现为以石英为主(含浸染状锐钛矿)和锐钛矿条纹互层。矿石矿物主要为锐钛矿,次有金红石和钛铁矿(±赤铁矿),脉石矿物以石英为主,含一定量的直闪石和黑云母(±石榴子石)。锐钛矿、金红石和钛铁矿的粒度很细,粒径为0.01～0.1mm。富矿TiO2含量为3.14%～15.46%,平均6.91%,而贫矿的TiO2含量为1.2%～2.97%,平均1.76%。矿石含较高的TFe和V。电子探针分析表明锐钛矿和金红石的Nb和Cr含量较低,说明矿物的源区来自变质基性岩。钛铁矿微量元素的特点是富锰贫镁,和岩浆型钒钛磁铁矿中钛铁矿的微量元素正好相反。围岩斜长角闪岩恢复其原岩大致相当于玄武岩、苦橄玄武岩等。岩石化学揭示其生成构造环境为岛弧或岛弧和洋脊的过渡带。硅同位素组成结果显示,不同锐钛矿矿石、石英岩和片岩等的δ30Si值为0.1‰～-0.9‰,与海底热液喷气沉积矿床的数据相似。所有上述矿床的地质和地球化学特征表明,锐钛矿矿石和斜长角闪岩都是海底基性火山活动的产物,矿石具有化学沉积特征,而后来遭到中级(偏低)区域变质作用(1158Ma)的影响,金红石主要形成于区域变质作用。该矿床在燕山晚期〔(118±3)Ma〕由于花岗岩的侵位又局部受到热液改造。     

榴辉岩型金红石矿床成矿的地球化学制约——以中国大陆科学钻探(CCSD)主孔揭示的榴辉岩及其金红石矿化为例

金红石是TiO2的高温高压相变体,在工业上具广泛用途.我国钛资源丰富,储量居世界首位,但其中98.9%是钛铁矿,金红石仅占1%左右(王立平等,2004),因此,金红石资源在我国十分紧缺.上世纪80年代后期以来,在江苏北部新沂-东海一带的榴辉岩中陆续发现了重要的金红石矿床,资源总量达数千万吨(黄建平等,2003),最近实施的中国大陆科学钻探工程(Chinese Continental Scientific Drilling,简写为CCSD)进一步揭示东海地区金红石矿床具有层位多、厚度大、品位高等特点(徐珏等,2004),因此,苏北新沂-东海一带有望成为我国原生金红石矿床的又一重要产地.本文以CCSD主孔0～2000m岩芯中的榴辉岩为对象,通过对榴辉岩中主要造岩矿物(石榴石和绿辉石)、以及榴辉岩全岩化学组成的全面分析,系统对比了高钛(TiO2>2%)与低钛(TiO2<2%)榴辉岩元素组成特征的差异,并据此探讨了该区榴辉岩型金红石矿床成矿的地球化学制约因素.     

中国大陆科学钻主孔超高压变质岩中钛的矿化作用

在对位于苏北榴辉岩分布区的中国大陆科学钻探工程5158m主孔岩芯进行编录、岩矿鉴定及测试的过程中,对主孔岩芯的钛矿化进行了研究。主要有经济价值的含钛相是金红石,其次是钛磁铁矿。主要含矿岩石是普通金红石榴辉岩,石英金红石榴辉岩,金红石/钛铁矿石榴辉石岩,其次有多硅白云母金红石榴辉岩,蓝晶石金红石榴辉岩,金红石黑云绿帘纤闪石岩(退变石榴辉石岩)。根据不同的矿化程度和岩性组合,将整个主孔大致分为三大岩性段： ① 0～2038m：为主孔各类榴辉岩主要产出、钛矿化最好、厚度最大的地段; ② 2038～3597m：为主孔钛矿化贫化、分布零散、厚度较薄的岩性段,含13层矿化视厚度4～37m不等的退变～强退变的榴辉岩,主要围岩是榍石钛铁矿钛磁铁矿黑云角闪长英质片麻岩以及含白钛矿钛磁铁矿二长片麻岩,构造糜棱岩化或碎裂～角砾岩带发育,其中常见大小不等、晶簇状生长的石英方解石脉体和晶洞; ③ 3597m～终孔：主要为糜棱岩化强弱不同的含钛磁铁矿黑云角闪长英质片麻岩和糜棱岩化角闪黑云二长片麻岩夹角闪黑云片岩,无榴辉岩。但在3577～5150m发现了大量富含稀土矿物的脉体。主孔岩石类型主要有6种： 榴辉岩类,榴辉岩质片麻岩,石榴单辉橄榄岩,二长片麻岩和长英质片麻岩,纤闪石化辉石岩,碎裂岩和糜棱岩类。含钛矿物有金红石,钛铁矿,榍石,钛斜硅镁石,白钛矿及少量锐钛矿,板钛矿。矿石类型可分为13类。文章阐述了含钛相矿物学、金红石化学成分及微量元素特征以及金红石的成矿地球化学特征;讨论了超高压变质成矿及钛物质来源于罗迪尼亚超大陆形成后的新元古代裂解事件中的地幔柱的成矿模式。     

安徽淮北朔里煤矿硬质高岭土矿石特征及自然类型划分

朔里煤矿共生硬质高岭土矿赋存在下石盒子组底部的铝土泥岩中;其主要矿物为高岭石,次要矿物软水铝石,另有少量赤铁矿、金红石、锐钛矿等铁钛矿物;化学成分以Al2O3、SiO2为主,Fe2O3＋TiO2含量超过2％则不能圈定为矿体。朔里煤矿共生硬质高岭土矿共划分四种自然类型：①灰白-浅灰色高岭土矿,②深灰-灰黑色高岭土矿,③花斑状高岭土矿,④灰色含黄铁矿或少量鲕状菱铁矿高岭土矿。     

斑岩铜矿中的金红石是个值得重视的潜在资源

美国每年要花费8500万美元用于进口金红石,大部分来自澳大利亚古海岸砂矿.美国金红石资源很少(~500万吨),主要是开采钛铁矿砂矿的副产品. 金红石用于钛金属工业和油漆颜料业.近年来钛金属的短缺影响了飞机制造业的发展. 金红石在斑岩铜矿中是次生或蚀变矿物.在蚀变岩石中,形成金红石的钛原先是存在于其他原生矿物中(见表). 据观察,金红石的丰度与颗粒大小是随铜品位的变化而变化的.钾化蚀变环境对金红石的结晶作用有利.斑岩的蚀变类型较之岩体中TiO_2的含量对金红石的富集更显重要.     

内蒙古正蓝旗羊蹄子山-磨石山钛矿区两种不同成因类型的锐钛矿富矿体

内蒙古正蓝旗羊蹄子山-磨石山钛矿床有两种不同类型的锐钛矿富矿体,即产于北部磨石山矿带的沉积变质型锐钛矿富矿体和产于南部羊蹄子山矿段的热液改造型锐钛矿富矿体。两类富矿体在矿体规模、形态、矿石结构构造特征、矿石矿物共生组合、矿石化学成分、锐钛矿粒度和成矿时代及成矿机理等方面,都存在较明显的差异。沉积变质型锐钛矿富矿体呈层状、似层状产出,矿石具有明显的细条纹状构造;由以石英为主的条纹和以锐钛矿、金红石、钛铁矿、直闪石(±黑云母、石榴子石)为主的条纹互层组成;矿石品位(TiO2)为5.0%～15.46%,平均值为8.64%,Fe2O3 FeO含量中等(6.99%～15.61%),锐钛矿颗粒细小(0.01～0.1mm);形成于元古宙〔(1751±8)Ma〕二道凹群变质岩系中。热液改造型锐钛矿富矿体呈透镜状,规模相对较小;矿石具有块状、网脉状、细脉浸染状构造;共生矿物除锐钛矿、金红石、钛铁矿、石英外,常有较多的叶片状赤铁矿,局部有直闪石、黑云母和石榴子石;锐钛矿粒度较大(0.05～0.2mm,少数可达0.5mm),且分布不均匀;是在元古宙沉积变质富锐钛矿变质石英砂岩的基础上,经燕山晚期〔(118±3)Ma〕花岗岩侵入,遭受热液改造而成。     

中国大陆科学钻5 158 m主孔超高压变质岩中的钛矿化

在对位于苏北榴辉岩分布区的中国大陆科学钻探工程（CCSD）5 158 m主孔岩心进行编录、岩矿鉴定及测试的过程可揭示主要有经济价值的含钛相是金红石，其次是钛磁铁矿。主要含矿岩石是：普遍金红石化榴辉岩、石英金红石榴辉岩、金红石含钒钛磁铁矿榴辉岩，其次有多硅白云母金红石榴辉岩、篮晶石金红石榴辉岩、金红石黑云绿帘纤闪石岩（退变榴辉岩）。根据不同的矿化程度和岩性组合，大致分为3大岩性段：（1）0~2 038 m为主孔各类榴辉岩主要产出深度，钛矿化最好、厚度也最大；（2）2 038~3 597 m为主孔弱钛矿化，分布零散，厚度较薄，含10层矿化（视厚度5~24 m不等）的退变-强退变的榴辉岩，主要围岩是榍石-钛铁矿-钛磁铁矿-黑云角闪长英质片麻岩，含白钛矿钛磁铁矿二长片麻岩，构造糜棱岩化或碎裂-角砾岩带发育，其中常见大小不等、晶簇状生长的石英方解石脉体和晶洞； （3）3 597 m~终孔主要为糜棱岩化强弱不同的含钛磁铁矿黑云角闪长英质片麻岩和糜棱岩化角闪黑云二长片麻岩夹角闪-黑云片岩，无榴辉岩，也无钛矿化。但在3 577~4 012 m发现了大量富含稀土矿物的脉体。主孔岩石类型主要有6种： 榴辉岩类，榴辉岩质片麻岩，石榴单辉橄榄岩，二长片麻岩和长英质片麻岩，纤闪石化辉石岩，碎裂岩和糜棱岩类。含钛相矿物有金红石，钛铁矿，榍石，钛斜硅镁石，白钛矿及少量锐钛矿，板钛矿。     

虹螺山一带花岗岩类含钼性的矿物学标志

通过对虹螺山一带酸性花岗岩类副矿物的研究,获得了一些岩体含钼性的矿物学标志。 区内含钼岩体最典型的副矿物组合是黄铜矿-锆石-金红石(白钛石)-辉钼矿型或硫化矿物-辉钼矿-锆石-磷灰石型。这种组合类型以含磁铁矿极微,且赤铁矿量大于磁铁矿,钛矿物中出现大凰白钛石或金红石,辉钼矿、黄铜矿等硫化矿物增多为其特征。含矿岩体副矿物明显具有多期性和多世代性。在形态上普遍成破碎颗粒状,特别是当锆石出现扁板晶、歪晶等形态时,对区内寻找钼矿具有标志意义。副矿物中钼浓度显著增高是岩体含钼性的微量元素标志,早期晶出的锆石等副矿物食钼较高,标示岩体有钼成矿的可能性,而辉钼矿的大量出现或其他金属硫化物含钼较高则可视为钼成矿的直接标志。含矿岩体和非含矿岩体中磁铁矿、磷灰石晶胞参数有规律性地变化,也是岩体含钼性的一种矿物学标志。     

金红石矿床的类型、分布及其主要地质特征

金红石及其同质多象(锐钛矿)是钛的氧化物中最具经济意义的矿产资源,也是中国当前短缺和重要的急需矿种之一。金红石矿床产出的大地构造背景主要是古老地盾区及其边缘或褶皱带中的变质地体。全球范围内,主要的金红石矿床可分为4个大类,即:变质的、与侵入岩有关的、沉积的和风化的,它们又可以分为12个类型,其中,第四纪海滨沉积砂矿是最重要的类型,榴辉岩型、碱性岩风化型和河流沉积砂矿型次之;碱性辉石岩中的钙钛矿、角闪岩型和斑岩铜(钼)矿伴生的金红石矿床经济潜力很大。大多数金红石富矿床来自榴辉岩型、与侵入岩有关的热液交代型和深度风化的碱性岩型,但在变质(粉)砂岩型和古沉积砂矿型中也有富矿床产出。     

河南支建铝土矿的矿物学特征研究

河南支建铝土矿是一水硬铝石型土矿。该矿的矿物组成为一水硬铝石、高岭石、伊利石、绿泥石,赤铁矿、锐钛矿和金红石。此外,还有电气石、锆英石、磷铝锶矿等微量矿物。在扫描电镜中发现一种微量叶片状未知矿物,确定该矿物为叶蜡石。     

金红石中铁的存在形式的研究

本文对我国不同地区和不同成因类型矿床及人工合成的金红石的20个样品进行了矿物学研究。结果表明,大多数金红石样品中都含有钛铁矿的嵌晶,金红石和嵌晶钛铁矿晶粒中多含有含钛赤铁矿(Titano-hematite)的出溶相。金红石晶粒中的含钛赤铁矿于600℃消失;而钛铁矿中的含钛赤铁矿于800℃消失,且整个晶粉转变成亚铁假板钛矿(Ferro-pseudobrookite)。总结出金红石中铁的三种存在形式:类质同象置换钛的Fe~(3+)、固溶体出溶相含钛赤钛铁矿中的Fe~(3+)及钛铁矿中所含的Fe~(2+)。     

柴北缘鱼卡榴辉岩型金红石矿床成矿物理条件

鱼卡榴辉岩型金红石矿床位于柴北缘超高压变质带西侧,是青藏高原发现的第一个超大型金红石矿床。为研究该矿床的控矿因素和成矿机制,在详细的野外地质调查和岩相学研究的基础上,利用电子探针对该矿床榴辉岩中的各特征矿物进行分析。研究表明,粗粒块状高钛榴辉岩的石榴子石保存了较完整的成分环带,从核部到边部,石榴子石的化学成分、矿物包裹体的种类和粒度都具有明显的分带性;细粒片麻状低钛榴辉岩的矿物颗粒较小,石榴子石的成分环带较差。鱼卡榴辉岩的p-T演化特征反映,它们经历了深俯冲阶段的升温升压到早期折返阶段的升温降压,再到之后的降温降压的顺时针演化轨迹。榴辉岩中进变质矿物组合和生长环带的保存说明,榴辉岩的形成经历了相对快速俯冲和折返的动力学过程,钛成矿作用时金红石很少发生转变。超高压变质前后为金红石最主要的成矿期。     

内蒙古羊蹄子山-磨石山钛矿床锐钛矿、金红石和钛铁矿的矿物学特征

羊蹄子山-磨石山钛矿床的钛矿物主要为锐钛矿、金红石和钛铁矿。锐钛矿化学成分的特点是FeO含量明显比金红石要低;主要X光粉晶谱线为3.518(100)、2.377(14)和1.667(11);晶胞参数a()=3.786,c()=9.513;拉曼光谱谱线(cm-1)为516、395、195和143。金红石的主要X光粉晶谱线为3.250(100)、1.688(40)和2.488(29);晶胞参数为a()=4.595,c()=2.962;拉曼光谱谱线(cm-1)为610和446。钛铁矿的成分特点是富锰贫镁,与攀西地区岩浆型钒钛磁铁矿矿床中的钛铁矿正好相反。所有上述钛(铁)氧化物矿物学特征,进一步说明该矿床是在中元古代在海底与基性火山活动有关的热水沉积后经区域变质和局部又遭受后期热液改造而成。