天然矿物微孔——超微孔道环境效应

孔径在0.3～2.0nm范围内的矿物结构孔道属于通常意义上的微孔道,如天然锰钾矿结构中由Mn-O八面体所构建并由K等元素充填其中的微孔道,类似于大家熟知的沸石中由Si-O和Al-O四面体所构建并由Na和Ca充填其中的微孔道,往往具有分子筛功能。本文重点提出孔径在0.3nm以下的天然矿物结构孔道为超微孔道。由于无机离子(包括水分子)大小均小于0.3nm,自然界中大多数无机矿物超微结构孔道均能成为地球物质发生离子交换的场所而表现出离子筛功能。长期以来人们并没有把约占地壳重量一半以上的长石矿物归类为孔道结构矿物,主要归咎于其孔径过于微小,…     

长石类矿物超微孔道效应

矿物孔道效应表现为孔道离子交换作用,体现为孔道分子筛与离子筛效应.重新审视矿物晶体结构细节,可以发现多数天然矿物均具有孔道结构特征.倡导与加强矿物学环境属性研究,为开发利用这些矿物孔道特性带来可能.     

天然大孔道结构磷酸盐矿物及其晶体化学特点

孔道结构矿物具有大比表面积、高吸附容量和优异的离子交换性等特性,工业上广泛应用于吸附、异相催化、气体分离以及离子交换等方面。近年来,具有四面体骨架的沸石类分子筛已远不能满足研究及应用的需要,因此开发具有更大孔径和优良性能的非硅酸盐孔道材料成为十分活跃的研究方向。自然产出的孔道结构磷酸盐矿物为数不多(见表1所示),但因此类矿物具有新颖独特的孔道结构体系、复杂多样的晶体化学特点,尤其是黄磷铁矿及钒磷矿都具有大孔径的     

矿物法--环境污染治理的第四类方法

总结介绍了近10年开展环境矿物材料研究所取得的较为系统的研究成果。新提出环境矿物材料基本性能,包括矿物表面效应、孔道效应、结构效应、离子交换效应、结晶效应、溶解效应、水合效应、氧化还原效应、半导体效应、纳米效应及矿物生物交互效应等。展示环境矿物材料开发应用方面的崭新成就,包括利用天然铁的硫化物矿物强还原性,发明一步法还原Cr(Ⅵ)与沉淀Cr(Ⅲ)废水处理新工艺;利用天然锰的氧化物矿物强氧化性,发明处理高浓度与强污染的印染和酚类废水新方法;利用天然钛的氧化物矿物日光催化性,发明光催化降解卤代有机污染物新方法;利用天然蛭石高温脱水膨胀热效应,发明能大幅度提高型煤固硫率与除尘新方法;利用天然钙基蒙脱石低成本制备出同时防止水体与无机和有机污染物渗漏的自愈性强的填埋场衬层建造用新型防渗材料,发明生活垃圾尤其是危险废物填埋场衬层建造新工艺;发现凝灰岩与花岗岩中长石类矿物发育有良好的孔道结构,核素进入可发生固定化作用,成为有效阻滞核素迁移的天然屏障;利用天然纳米管状纤蛇纹石成功制备二氧化硅纳米管,接枝有机物可由亲水性变为疏水性;利用黄钾铁矾的胶体特征作为多金属矿山废石堆隔离防渗层,防止金属硫化物矿物氧化分解与矿山酸性废水污染等。着重指出今后环境矿物?     

磷酸盐矿物的孔道结构特征及其环境意义

黄磷铁矿、磷钠铍石、磷方沸石、簇磷铁矿、磷锰钠石、水磷铈石和磷灰石是非硅元素的孔道结构矿物。[PO_4]四面体和[MO_n]多面体共用角顶构成杂多面体格架。形成一维或多堆沿一定方向分布的孔道结构,孔道内由水分子和其它金属或非金属离子占据。孔道结构的磷酸盐矿物具有类似沸石矿物的分子筛效应,可与其它有害元素进行离子交换、孔道过滤和表面吸附等功能,是另一类重要的环境矿物材料。     

磷酸盐矿物的孔道结构特征及其环境意义

黄磷铁矿、磷钠铍石、磷方沸石、簇磷铁矿、磷锰钠石、水磷铈石和磷灰石是非硅元素的孔道结构矿物。［PO 4］四面体和［MO n］多面体共用角顶构成杂多面体格架，形成一维或多维沿一定方向分布的孔道结构，孔道内由水分子和其它金属或非金属离子占据。孔道结构的磷酸盐矿物具有类似沸石矿物的分子筛效应，可与其它有害元素进行离子交换、孔道过滤和表面吸附等功能，是另一类重要的环境矿物材料。     

正长石矿物与氯化钠离子交换反应实验研究

将正长石与氯化钠进行混合,在810℃的温度条件下进行反应。对反应前后的样品进行XRF的定量成分分析。2 g长石与20 g NaCl反应时间分别为12、24、36、48、72 h,反应后Na₂O含量从3.35%分别达到了9.05%、9.33%、10.1%、10.5%和10.8%;与40 g NaCl混合后长石中的Na₂O含量则分别变为9.98%、10.3%、10.5%、10.9%和11.9%。反应12 h后正长石的离子交换速度减缓,离子交换量缓慢增加。计算离子交换反应的Na⁺分配系数,可以看出高浓度的NaCl熔盐相对于低浓度的熔盐,离子交换反应的分配系数值更高,反应进行的更加充分。正长石在高温条件下显示部分离子筛效应,可以成为良好的离子交换剂材料。     

离子交换反应合成Pb长石的实验研究

将长石与Pb(NO_3)_2粉末进行混合,对它们在380℃条件下反应48h后的离子交换产物进行XRD分析,其XRD谱图中出现了d值分别为0.654nm,0.342nm,0.332nm,0.327nm和0.257nm的5个Pb-长石特征峰。XPS分析结果表明Pb4f7/2在长石矿物中的结合能为137.81~138.03eV。实验证明Pb2+离子与长石矿物中的碱性和碱土性离子发生了离子交换反应,生成了Pb长石。离子交换反应合成Pb长石的实验研究@刘瑞$长春工程学院国土资源系!130021 @鲁安怀$北京大学地球与空间科学学院!100871 @秦善$北京大学地球与空间科学学院!100871…     

混积条件下有机酸-矿物溶蚀模拟实验

为探究混积条件下储集层矿物的溶蚀规律,为以陆源碎屑为主的混积型储集层的勘探开发提供理论依据,设计了一组递增温、压条件下,Ⅱ1型干酪根所排有机酸与混合样品(钾长石、钠长石、方解石、白云石、安山岩、流纹岩)的水岩溶蚀模拟实验.通过对样品溶蚀前后的扫描电镜特征、质量损失率以及反应液中离子浓度变化的分析,明确了混积条件下样品中主要矿物成分的溶蚀特征.结果 显示,混积条件下温度低于250℃时,主要为碳酸盐矿物溶蚀;温度达到250℃时,主要为长石矿物的溶蚀,钾长石的溶蚀比例与钠长石相当.钾长石在190-250℃区间内溶蚀比例增量达到2.64％,大于钠长石的1.91％,说明钾长石在深埋条件下有更大的溶蚀速率与增孔潜力.     

结构矿物学的新成果

四、矿物大孔洞骨架结构的分类 (接上期) 矿物中大孔洞骨架构造首先是在沸石族矿物中发现的。沸石是一类架状构造铝硅酸盐,具有很空旷的硅氧骨架,结构中有许多孔径均匀的孔道和内表面很大的孔穴,其中含有水分子,这些水分子在加热时可以被赶出,硅氧骨架并不破坏,在合适的湿度下水分子也可重新进入骨架,此种水称为“沸石水”。结构的孔道和孔穴中还可存在有一些阳离子,这些阳离子常是电价较低、半径较大的碱金属或碱土金属离子,结构中的这些离子可以与矿物所处的溶液中的离子发生交换,因此称为“交换性阳离子”。由于沸石结构具有上述特点,它可以作为吸附剂、分离剂(分子筛)、催化剂、离子交换剂而被应用,工业上称之为分子筛。由于沸石分子筛具有很高的活性、较好的选择性和热稳定性,使得沸石分子筛在化工、石油、冶金、建材、医药等方面得到广泛的应用。一般所说的分子筛就是指的沸石分子筛。     

积雪大尺度气候效应综述

本综述了积雪大尺度气候效应研究在相关分析、天气气候学诊断以及数值以得的重要进展、评论了前人研究中存在的主要问题，强调指出准确而详尽的积雪空间分布、季节变化与年际波动是揭示积雪对气候影响物理机制所必不可缺少的。向欧亚大陆或青藏高原积血可对东亚季风产生持续性影响这一被广泛接受的看法提出了挑战。全球海气异常，东亚季风和欧亚大陆积雪之间的相互关系，有待用真实的积雪变化做进一步探讨。     

冻结粉土动强度的荷载效应及长期极限动强度

荷载效应包括速率效应和疲劳效应两部分．速率效应使冻土的动强度和退荷回弹动弹模随应变速率加快而提高;疲劳效应使冻土的动强度随振频增加而下降,但在低应变速率下却使动强度略有提高．在高应变速率下动强度大于静强度,在低应变速度下动强度小于静强度,其间存在一个临界应变速率．通过动强度－破坏振次关系,可确定长期极限动强度．     

激电法直接探测油气藏的有效性及提高其应用效果的途径

本文介绍了激电法直接探测油气藏的基本原理,对激电法直接探测油气藏的有效性进行了分析和评价,探讨和提出了提高其应用效果的途径。激电法直接探测油气藏是有效的,但也存在着某些局限性。为了提高其应用效果,笔者提出了如下建议:(1)要重视剩余电磁效应的测量;(2)要采用较大的装置;(3)应紧密结合地质资料对激电异常进行解释;(4)激电测量和资料解释应与找构造的物探方法和其它直接找油气的物化探方法相结合来进行。     

电磁测量静态效应模拟及特征分析

为了研究电磁测量静态效应特征,建立了多个地电模型并进行了正演模拟计算,并总结出了静态效应的特征。静态效应主要影响TM极化模式电阻率,对TE极化模式及相位影响很小,其横向上有一定的影响范围,纵向越接近地表,影响越大,对深部的异常体影响很小。并且,长电极距有利于减小静态效应的影响,地形与不均匀体影响特征基本相似。     

宽级配粗粒土渗透试验尺寸效应及边壁效应研究

尺寸效应及边壁效应是粗粒土渗透试验中的常见问题。采用一系列渗透试验,研究了粗粒料渗透试验的尺寸效应规律,提出了渗透仪尺寸的选择原则,即渗透仪直径与试验材料d85之比值不宜小于6;研究了不同的超径颗粒处理方法对渗透试验成果的影响,分析表明,对超径颗粒可以适度采用等量替代法,不宜采用相似级配法;研究了仪器护壁处理厚度对仪器边壁处理效果的影响,提出了确定护壁处理厚度的建议。     

岩石可爆性的效果测度分级

应用效果测量分析方法，可在完成岩石可爆性相对分级的同时，也完成了岩石可爆性的系统因素分析，是一种计算简捷快速、应用灵活、适用性强的信息数据分析方法。     

石膏原岩静水溶蚀时间-温度效应试验初步研究

文章对石膏原岩在静水溶蚀条件下的时间-温度效应进行了初步研究,并从微观角度对石膏岩溶蚀破坏机理进行分析。试验发现随着溶液温度的升高、溶蚀时间的延长,石膏岩溶蚀破坏加剧。具体表现为:石膏岩失重率随温度升高、时间延长而增大,溶蚀速率均值随温度升高而增大;溶液中Ca^2+浓度随温度升高、时间延长而增大,Ca^2+浓度增长速率均值随温度升高而增大。Fick扩散及溶胀应力是石膏岩溶蚀破坏的主要原因。静水溶蚀条件下,石膏原岩主要溶蚀破坏形式为:溶胀裂缝、柱状劈裂及片状剥离。     

地震滑坡启程剧动的机理研究及离散元模拟

论证并探讨了地震动诱发滑坡体启程剧动的机理。研究认为, 地震动对滑坡形成的影响, 主要是通过坡体波动振荡来产生; 坡体波动振荡在斜坡岩土体变形破坏过程中产生三种效应: 累进破坏效应、启动效应和启程加速效应; 并以骆驼岭滑坡为例, 采用离散元对斜坡在地震作用下的变形破坏过程进行数值模拟分析, 得出了一些既有理论研究意义, 又有实际应用价值的论断。     

论工程地质模型涵义、意义、建模与应用

本文重点论述了工程地质模型。阐明了工程地质模型的概念与涵义、阐述了建模的依据与方法；探讨了其应用的范畴与要点；尤其充分论述了工程地质模型的学科意义与深远影响。工程地质模型是条件研究的归宿, 是分析、计算与评论的基础。     

考虑高边坡强卸荷的锚索锚固力耦合变化模型

在岩质高边坡锚固工程建设中,锚索的锚固力能否长期维持决定着边坡锚固工程的成败。因此,研究锚索锚固力的时效变化规律至关重要。以不同地区的高边坡锚固工程为例,讨论了高边坡强卸荷作用与工程初期锚固力快速损失的对应关系,并分析了在强卸荷作用影响下的高边坡锚索前期锚固力损失差异机制。通过案例总结出锚索锚固力变化模型的建立需要考虑高边坡强卸荷作用对锚固力损失的影响,基于锚固力损失与高边坡岩体时效变形的耦合效应,将引入转化时间K的西原流变模型与模拟锚索体并联,建立了锚索锚固力的耦合变化模型,推导出锚索锚固力长期变化的理论方程。结合锦屏水电站左岸高边坡LE1915排水洞与L2J连接洞K0+126 m下游附近的锚固力实测数据与已有理论模型对比,证明了新模型应用于开挖强卸荷的高边坡工程中的准确性,比以往的耦合模型具有更广泛的适用范围,不仅为高边坡锚固工程锚索锚固力的控制与补偿时间提供了理论依据和技术手段,而且对锚索锚固力的变化异常预警和高边坡工程的长期安全运营有重要意义。