东北地区石墨资源量潜力及未来发展对策探讨

未来天然石墨将越来越广泛地被应用到高新技术领域,成为支撑高新技术发展的重要战略资源.本文全面分析、总结了东北地区天然石墨资源的特点,预测了现有资源量,结合世界石墨行业现状及中国石墨行业的实际,提出若干可持续发展东北石墨矿产资源的对策建议;指出东北地区石墨矿产资源的主要特点是：规模大,储量多,质量好,矿床空间分布相对集中,露天开采,综合利用价值大;提出科学利用和保护天然石墨资源,开发深加工技术和发展高端产品的对策.     

石墨的拉曼光谱可指示变质程度

本研究表明,拉曼显微光谱可用来估计天然样品中石墨的结晶度。其灵敏度至少有X射线衍射的灵敏度那样高。进行激光拉曼显微探针分析的石墨单矿物样品,大部分采自已发生区域变质的含碳泥质岩。分析结果表明:①石墨的拉曼光谱能从(001)面内雏晶的大小精确反映出石墨的结晶度;②天然石墨样品的光谱中出现的光谱特征及其随结晶度的变化特征与合成石墨样品中所出现的完全相同;③拉曼光谱是石墨结晶度的灵敏     

煤系石墨显微组分与结构特征

煤系石墨是岩浆侵入含煤地层导致煤层受热变质形成,是一种重要的非金属矿产资源.本文通过对湖南娄底和郴州地区典型煤系石墨进行煤岩学、X 射线衍射(XRD)、激光显微拉曼光谱(Raman)和扫描电子显微镜(SEM)分析,并与无烟煤、美国伊利诺伊盆地的天然煤焦、美国科罗拉多中南部Trinidad 煤田的天然沥青焦、斯里兰卡的显晶质石墨进行对比研究.结果表明,煤系石墨显微组分主要为隐晶质石墨(体积含量＞80％),还含有少量热解碳、针状石墨和鳞片石墨,偶见残余镜质组和惰质组,石墨单晶体尺寸约为0.35 μm.反光显微镜下隐晶质石墨表面呈麻点状,由于石墨微小晶片对光的散射作用导致所测反射率值偏低(3％～5％);煤系石墨XRD 图谱(002)峰为尖锐峰与无烟煤和天然焦的"鼓包"峰具有明显区别,(002)峰半高宽可作为区分煤系石墨、无烟煤及天然焦的主要参数;煤系隐晶质石墨一阶拉曼光谱有尖锐的G 峰和低强度的D 峰,二阶拉曼光谱出现2450 cm-1 峰和较强的2D 峰,表明其结构演化处于石墨化作用过程,而无烟煤、变质无烟煤和天然焦则无2450 cm-1 峰,且2D 峰较弱,表明其结构演化处于碳化作用过程.     

日本北海道音调津的球状石墨

本文利用光学显微镜、X射线衍射仪、透射电镜等手段对日本北海道音调津球状石墨的成因、结构等进行研究,认为日本北海道音调津球状石墨中除了石墨外,还存在镍黄铁矿﹑黄铜矿﹑磁黄铁矿等金属硫化物矿物。通过透射电子显微镜观察发现音调津石墨中大部分是椭圆状石墨颗粒,高分辨晶格条纹主要是非晶态结构,但是同时也发现了结晶良好的石墨。高结晶度石墨的存在可能是在硫化物Fe-Ni-Cu的触媒作用下形成的。天然球状石墨的微结构和性状研究对天然石墨的形成和开发应用有重要意义,对新型碳材料的制备技术有重要科学意义。     

日本北海道音调津的球状石墨

0 引言 球状石墨是一种罕见的天然石墨.日本北海道广尾郡广尾町音调津有镍铁硫化物矿床,为一基性岩浆岩成因矿床[2-4],其中存在石墨矿体.音调津矿山产出块状、球状和脉状等类型的石墨[2].块状和脉状石墨矿受地质构造,沿断层和剪切带分布.球状石墨与镍铁硫化物矿紧密共生,主要出现在辉长岩体中[2-4].本文采用体视显微镜、光学显微镜、X射线衍射仪、透射电子显微镜等手段,观察分析了日本北海道日高带音调津天然形成的球状石墨.     

石墨消费结构演变与贸易格局

石墨既是传统工业中重要的矿物原料,又是对新兴产业发展至关重要的新型材料。本文围绕石墨的消费结构变迁及国际贸易展开研究,展望未来世界石墨资源的应用趋势和贸易格局,并分析我国做为石墨资源大国在未来全球石墨开发及贸易活动中的地位变化。认为未来石墨需求将主要受新能源汽车及石墨密封、阻燃材料带动,同时随着全球范围内的石墨资源开发,以及中国新兴产业对石墨需求的增长将促使未来全球天然石墨供需及贸易格局发生改变,我国做为最大资源供应国地位将不会长期持续。     

胶-辽-吉造山带辽河群石墨矿碳同位素特征及成因分析

作为华北克拉通周缘三条石墨成矿带之一的东部带,胶-辽-吉古元古代石墨成矿带是研究早前寒武纪石墨成矿机制及地球早期气候特征的天然实验室.本文对胶-辽-吉造山带辽河群石墨矿(甜水乡马沟石墨矿)进行了详细的岩相学、地球化学、拉曼光谱学以及碳同位素等方面的研究.研究结果表明辽河群含石墨矿岩石主要为含石墨变质杂砂岩、含石墨黑云母...     

天然石墨--形成的实验证据和特殊应用

简要讨论了碳前驱物的石墨化现象,总结了当有或无其他矿物共存环境下碳材料在承压条件下发生石墨化的实验结果。以这些实验研究成果为基础,讨论了自然界石墨生成的机理。此外,对天然石墨的某些特殊应用作了综述,如用作可再充电锂离子电池的阳极材料,特别是片状石墨用作泄漏重油的吸附材料等。     

石墨−膨润土缓冲材料的最优配置方法

核废料封存到处置库后还会继续释放衰变热,需要加快热量向周边围岩消散,确保处置库处于安全运行状态。而提高缓冲层的导热性能成为解决该问题的突破口。将天然石墨粉掺入到钠基膨润土中,以期配置成导热速度快、隔离能力强的缓冲层回填材料。通过开展石墨?膨润土混合物的自由膨胀率、恒体积膨胀力、饱和渗透系数和导热系数等试验,研究石墨掺入率（Rg分别为5%、10%、15%、20%、30%、40%）和不同粒径（297、150、74、44 μm）对其水?力?热性能的影响规律。结果表明,掺入石墨后显著提高了膨润土的导热性能,但其提升幅度受石墨掺入率、初始含水率和初始干密度等因素影响。综合分析石墨?膨润土混合物的水?力?热性能参数,发现最优石墨掺入率处于15%～20%（质量比）范围内;相同石墨掺入率下石墨粒径为150 μm或74 μm时混合物的水?力性能最优。石墨?膨润土混合物压实后的孔隙分布显示,相同石墨掺入率下石墨粒径过大或者过小都易形成大孔隙。究其原因,天然鳞片状石墨呈扁平状,大部分膨润土颗（团）粒小于石墨,与石墨属于点?面接触方式。尤其是压实程度不高时,膨润土颗（团）粒和石墨接触面处存在大量的孔隙;而且石墨属于憎水性材料,对水分子的拖拽力弱,即使膨润土吸水膨胀后,水分也容易从石墨薄片表面处通过。     

我国石墨矿物及其在工业中的应用

石墨虽然属于非金属矿物,但它又具有金属矿物的导电、导热以及有机塑料的可塑性等性能。它耐高温,并有特殊的热性能和良好的化学稳定性;它还有润滑性和可涂敷在固体表面等性能。实践说明:石墨的结晶程度愈好,片度愈大,碳的纯度愈高,杂质含量愈少,其矿物特性就愈显突出,工艺性能也就愈好。根据结晶程度,我国在工业应用中将石墨矿产品分为鳞片石墨与无定形石墨两大类。鳞片石墨是指天然晶质;无定形石墨又名土状石墨,是指晶体直     

掺入膨润土中的石墨最大粒径确定方法

核废料处置库缓冲层除要具备良好的隔离防渗外,还需要有卓越的导热性能。为此,论文以钠基膨润土为基础,混入高导热率天然石墨,配置兼具防渗-导热功能的缓冲材料。按照相同的石墨掺入率（20%,质量比）,把最大粒径为50目、100目、200目和325目的石墨分别掺入膨润土,形成均匀的石墨-膨润土混合物。开展膨润土-石墨混合物自由膨胀率、恒体积膨胀力和渗透等水-力特性试验,探讨石墨粒径对膨润土-石墨混合物水-力性能的影响。结果表明,相同石墨掺入率下,最大粒径100~200目的石墨和膨润土混合,可以形成更好的缓冲材料,其渗透系数最小,而膨胀力最大。究其原因,应与石墨-膨润土的接触方式相关。石墨呈扁平状结构,粒径较大时,石墨和膨润土被压实后,容易在扁平结构末端形成未被充填的孔隙;而石墨粒径较小时,石墨和膨润土颗粒接触面积增大,石墨属于憎水性材料,膨润土-石墨界面处提供了更多渗漏通道。研究结论为配置核废料处置库缓冲层材料提供了科学参考。     

我国若干典型石墨矿山石墨的矿物学特征

为查明我国典型矿石墨的矿物学特征,采用XRD、FESEM-EDS、TEM和Raman光谱等表征手段对来自不同产地石墨样品的成分、结构与性质进行了研究。结果表明,晶质与隐晶质石墨分别由微米级和纳米级石墨鳞片组成,主要的区别为前者有更大的微晶尺寸;各样品均为2H型石墨结构,同时不同程度地含有3R型多型,轴长a=0.243~0.249 nm,c=0.672~0.677 nm,晶胞体积V在0.0347~0.0362 nm3之间,晶胞体积随晶体结构中O含量的增加而增大。天然产出石墨的石墨化度较高,最高可达1,由于后期地质作用或人工加工改造,引入次生缺陷,导致其石墨化度降低,结构无序度增高。晶质和隐晶质石墨的氧化起始温度分别为700~800℃和600~650℃,粒度越细的晶质石墨氧化起始温度越低。在水中石墨表面荷负电,p H为10.5时具有带电量的极大值,晶质石墨疏水性和导电性均强于隐晶质石墨。     

使用扫描隧道显微镜(STM)研究石墨及碳纤维的表面结构特征

本文所介绍的扫描隧道显微镜是一种用于表面研究的新技术,它可以实时地观察到物质表面原子在真实空间的排列及其电子性质。作者采用这种技术观察了天然石墨的(001)表面结构并首次拍摄了垂直于(001)方向的石墨的STM图象。在对碳纤维的观察中发现了一种类似于金刚石型的表面结构。     

滇西哀牢山变质杂岩中含石墨岩石的变形-变质温度、构造特征及流变弱化意义

前人研究表明石墨化作用与变质温度具有良好的相关性,同时室内摩擦实验研究认为少量石墨就能够有效地降低断层摩擦阻力,进而被认为对断层弱化起着重要的固体润滑作用而开始受到大家的关注。但是由于技术手段的限制,我们对天然断裂带中含石墨岩石的宏观-微观构造、变形机制、变形-变质环境以及对岩石流变行为的贡献仍然还不是很清楚。本文在详细的野外地质观测的基础上结合室内实验分析,对新生代红河-哀牢山走滑断裂带内哀牢山深变质杂岩东南侧边界发育的含石墨岩石开展了深入的研究。其中主要侧重利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)以及拉曼光谱(Raman Spectra)技术方法和手段,对宏观及显微构造变形行为、石墨拉曼温度、矿物晶格优选定向(LPO)以及其变形-变质环境进行了综合分析。结果表明,含石墨岩石显微构造特征表现为典型的塑性到超塑性流动构造特征,通过石墨拉曼光谱地质温度计,获得了哀牢山杂岩东部边界与上盘未变质岩石接触的含石墨岩石变形-变质的石墨拉曼温度为462～505℃;而靠近深变质岩含石墨岩石的石墨拉曼温度在511～529℃。基质中强烈细粒化的石墨、石英及长石具有明显的晶格优选定向,其中石墨和石英均表现出强烈的(0001)a方向上的滑移系。细粒化的石墨滑移系的发育与长石、石英共同对岩石整体的晶质塑性变形起着重要的流变弱化作用。     

变形石墨对构造- 热过程的定量约束及流变弱化意义

岩石变形过程的精细厘定是构造地质学研究中的难点和重点。石墨是碳的同素异形体，摩擦实验研究表明，增加少量石墨化碳质物能够显著降低岩石的摩擦系数和力学强度，具有固体润滑剂的流变学意义。本研究针对红河- 哀牢山剪切带新生代变形，开展了详细的野外观测和构造解析，针对不同变形- 变质程度的天然含石墨岩石样品，利用光学显微镜、场发射扫描电子显微镜、电子背散射衍射(EBSD)、拉曼光谱方法，开展了详细的显微及亚显微变质与变形构造、矿物晶格优选定向、石墨拉曼地质温度计应用等深入分析。发现深变质岩中，石墨晶体常常与黑云母共生且定向拉伸或生长，呈现出晶质片状、条带状、膝折等变形构造特征；在强烈塑性变形的岩石中，石墨表现出塑性到超塑性流动构造特征；细粒化石墨富集形成微型滑移带/面，承载流变弱化的“干”润滑作用；在低级变质- 弱变形岩石中，石墨有序度低，呈弥散状分布。EBSD组构显示石墨发育柱面、菱面到低温底面晶格滑移系，对应的石墨拉曼地质温度范围为600~500℃、530~460℃、450~400℃。变形石墨的位错滑移系具有与石英位错滑移系类似的演化特征，具有成为变形温度计的潜力。     

论碳氢化物的成藏成矿机理

讨论了碳氢化物的生成机制及其主要理化性质;小分子碳氢化物形成天然气藏和可燃冰;大分子碳氢化物形成石油藏;碳氢化物热裂解形成石墨、金刚石矿床;碳氢化物氧化与有关元素作用形成冰洲石、菱锶矿、菱镁矿、氟碳铈矿、碳磷灰石、天然碱等。     

湘赣中南部地区煤的岩浆热变质作用

湘赣中南部地区的煤主要是高变质煤。虽然深成变质作用存在,但煤本身变化显著,煤与石墨、天然焦同层异矿,煤层围岩蚀变和煤变质带展布与侵入岩体及火山岩的分布密切相关等,都证明岩浆热变质作用是湘赣中南部地区煤变质作用的主要类型。印支—燕山期的岩浆活动形成广阔的高温区,从而形成这一地区大量的高变质烟煤和无烟煤。侵入岩体周围形成煤变质正向环带,岩体群之间则形成反向环带;接触带煤变质呈现向石墨或天然焦两个不同的演化方向;叠加在深成变质作用基础上的岩浆热变质作用控制了这一地区煤变质带展布的格局。     

无火焰原子吸收法测定天然水中痕量金

在２．０％ＨＣｌ及加入少量饱和溴水的条件下，用泡沫塑料吸附富集金。用１．０％硫脲溶液热浸提取金，然后用涂层石墨管和平台，无火焰原子吸收分光光度计测定天然水中痕量金的含量。该方法简单、可靠。     

原子吸收法测定矿泉水中的镉元素

提出用石墨炉原子吸收法直接测定饮用天然矿泉水中痕量镉元素方法。以磷酸氢二钾作基本体改进剂,可提高灰化温度和灵敏度,消除共存元素的干扰,方法的检出限为0.004ug/L,相对标准偏差(RSD,n=10)为3.7%     

矿物材料学中的纳米组装工程

原子分子组装是材料制备的新方法 ,能够人为调节控制材料性能。在研究矿物材料的基础上文章试图提出矿物材料“纳米组装工程”概念 ,主要包括分子原子组装工程、宏观组构工程、结晶调控三个方面 ,这种在宏观和微观原子、分子尺度上进行组装的纳米结构工程必将推动矿物材料发展。这种方法不但能够开发天然岩石矿物 ,而且 ,能够为材料科学的研究提供很多新线索和课题。(1)对矿物进行纳米级别的分子原子组装工程是获得新材料的有效方法对石墨进行纳米结构工程得到石墨层间化合物。石墨层面内 ,碳原子以ｓｐ2 杂化轨道电子形成的共价键及 2 ｐｚ…