霞石制碱

<正> 霞石是一种含有铝、钾、钠和硅的矿石,其分子式为:(Na·K)_2O·A1_2O_3·nSiO_2。它可伴生在各种矿物之中,对其进行综合利用,可制出氧化铝、碱产品及水泥等。加工过程的主要反应式如下:(Na·K)_2O·Al_2O_3·nSiO_2+2nCaCO_3(?)(Na·K)_2O·Al_2O_3+n(2CaO·SiO2)+2nCO_2↑(1)(Na·K)_2O·Al_2O_3+CO_2+3H_2O=2Al(OH)_3↓+(Na·K)_2CO_3(2)Al(OH)_3(?)Al_2O_3+3H_2O(3)其中(1)式中的铝酸钾、铝酸钠烧结物在浸滤后进入溶液,硅酸钙等杂质不溶,过滤后可用     

辉石的结构和化学变化

在最近15年内,对于地球、月球和陨石中的辉石,发表了近80个高质量的三维精细修正结构,大多数精细哆正结构都属于C2/c单斜辉石和Pbca斜方辉石,但也较好地提供了P2_1/c结构的资料,能用于第四种主要结构类型Pbcn辉石的资料是很少的。这四种空间群的结构拓朴学可以用平行于[100]的、由四面体——八面体—四面体“工字梁形”结构单元组成的理想化模型来描述。不同对称是相邻层中的八面体和(或)对称上不同的四面体链按不同堆积顺序所引起的。在所精细修正的全部辉石中,M1阳离子位置由六个氧配位,六个氧排列成一种规则的假八面体形状,M2阳离子位置由六、七或八个氧呈不规则的多面体配位;M2配位取决于占据该位置的离子半径大小,半径较大的阳离子,配位数通常较高。在几种Pbca结构中,BN面体链的03—03—03角≈136°,这种四面体链与伸直状态(03—03—03=180°)偏离程度最大。     

尼日利亚石—塔菲石—黑铝镁铁矿及相关系列矿物的晶体结构构筑原理

从氧原子最紧密堆积以及阳离子充填四面体和八面体空隙原理出发 ,以简单氧化物矿物最紧密堆积结构类型金绿宝石、尖晶石、铁钒矿为基础 ,深入讨论了复杂氧化物矿物最紧密堆积结构类型彭志忠石、尼日利亚石、塔菲石、黑铝镁铁 (钛 )矿等晶体结构构筑原理。以O表示全部为阳离子八面体配位的层 ;以T层表示阳离子八面体配位与阳离子四面体配位的混合层 ,其中T1表示阳离子八面体配位与一种方向阳离子四面体配位的混合层 ,T2 表示阳离子八面体配位与两种方向阳离子四面体配位的混合层。这类矿物晶体结构可用O、T1、T2 堆积方式表征 ,O层与T层交替排列。如 :彭志忠石 ( 6H)的晶体结构表示为…OT2 OT1OT1… ,塔菲石 ( 8H)的晶体结构表示为…OT2 OT1OT2 OT1… ,尼日利亚石 ( 2 4R)的晶体结构表示为…OT1OT2 OT2 OT1…× 3 ,等等 ;它们的晶体结构中既有尖晶石的…OT2 OT2 …晶体结构单位 ,又有铁钒矿的…OT1OT1…晶体结构单位。     

论尖晶石族矿物结构的转变

尖晶石族矿物结构的特征是;氧离子作立方最紧密堆积、阳离子占据八分之一的四面体空隙和二分之一的八面体孔隙。若将四面体位置叫做A位、八面体位置称作B位,其化学计量通式应为AB_2O_4。所有尖晶石族矿物都含有两种不同的阳离子,至少是两种价态的同种阳离子,其比例是2:1,根据含量较多的那种阳离子的分布,尖晶石结构又被划分为正尖晶石型和反尖晶石型,若较多的那种阳离子全部分布在八面体位置,则称之为正尖晶石型;若其平均分布     

偏岭石结构研究

用广角度X射线散射 (WAXS)和由它得到的径向分布函数 (RDF)研究了偏岭石的结构。偏岭石是一种以非晶组份为主的部分有序的中间序性物质。构成偏岭石的结构单元是四面体 [MO₄ ](M =Si,Al)和八面体 [AlO₆](O =O,OH)。偏岭石结构中近邻四面体与四面体共顶连接构成M-O层,八面体与八面体共棱或共面连接构成Al-O层;而四面体与八面体通过不规则的共顶连接构成近程层状结构。它的近程结构将不随序性或结晶性变化。它的微结构及其随热处理温度的变化主要决定于结构基元之间的关系和序性。偏岭石是结构不同于变高岭石的一种粘土.     

溧阳叶蜡石岩的物化性能及工业利用

叶蜡石为一种含铝硅酸盐矿物。晶体结构属2:1型最简单的二八面体端员矿物,其结构单元由上下两层 Si—O 四面体层组成。每个四面体层顶端的氧都指向结构单元层的中央,并与八面体所共有。层间结合是靠弱的范德华键连结,因此层内结合很强,层间结合很弱,容易解离成薄片。该矿物不像其它粘土矿物具备离子交换性能。它层内离子极少置换,因其层单胞电荷数近于零,且层内无吸引的阳离子,以区别其它粘土矿物。溧阳叶蜡石岩具多组分,主要成分以叶蜡石为主,其物化性能如下所述:一、漂阳叶蜡石岩化学性质叶蜡石的化学式:Al_2O_3·4SiO_2·H_2O。化学组成:Al_2O_3:28.3%;SiO_2:66.7%;H_2O;5%。溧阳叶蜡石岩按矿石类型划分,其化学组成(表1)。     

铊-锗-硫三元素相平衡的实验研究

本文用抽真空石英管在干体系中对Tl-Ge-S三元系在300℃等温切面相关系和沿Tl_2-GeS_2及Tl_2-GeS变温切面假二元系相平衡进行了实验研究。 Tl-Ge-S三元系在300℃为三个液相区与三个二元相、八个三元相(包括三个固溶体)和十四个两相区、二十四个三相区稳定共存的复杂相关系。本实验首次合成了三个三元相(Tl_2Ge_(1-x)S_2、Tl_5Ge_(13)S_(24)、TlGe_3S_5)和三个固溶体相,即S·S·a(Tl_2~+Ge~(4+)S_3～Tl_2~+Ge_2~(2+)S_3)、S·S·b(Tl~+Ge_(0.5)~(2+)Ge_(0.5)~(4+)S_2～Tl~+Ge_3~(2+)S_4),S·S·c(Tl~+Ge_2~(2+)S_3～Tl_2~+Ge_5S_6)。     

含铬蒙脱石中铬离子占位位置研究

采用提纯后的蒙脱石在不同浓度硫酸铬溶液中进行交换吸附制备了含铬蒙脱石,并利用包括粉末X射线衍射术 （XRD）、电子自旋共振谱术（ESR） 和傅里叶变换红外吸收光谱术（FTIR） 等分析测试手段对铬在蒙脱石中的吸附位置进 行了探索研究。研究结果显示铬离子不仅置换了层间域中的Ca2+,K+和Na+等,而且置换了位于八面体位的Mn2+ 和少量 Al3+,并较大量的进入硅氧四面体的六边形孔洞、甚至有可能置换极少量的四面体位的Al3+和Fe3+等。此外,根据X射线衍 射分析可知,在0.2 mol/L硫酸铬溶液中充分交换吸附后的蒙脱石存在两层水型和单层水型两种含铬蒙脱石,其水合阳离子 分别为[Cr(H2O)6]3+和[Cr(H2O)3O3]3+,当吸附量增大至一定程度后水合铬离子借助TOT结构片的硅氧四面体的底氧形成配位多 面体。     

Zn—Li硅酸盐的晶体结构和相转变

无色透明的人造 Zn(Zn_(0.1)Li_(0.6)Si_(0.3)SiO_4的室温形体(a)具有单斜对称,a=6.340(1),b=10.516(2)、C=5.011(1)A,β=90.50(2)°,空间群 P2./n,Z=4。大约在400℃,转变为斜方晶系的高温形体(β),a=6.406(3),b=10.520(8),C=5.043(2)(?),空间群 Pmnb,Z=4。根据室温和450℃的×—射线强度数据,用三维图象分析法,确定了两种形体的晶体结构。用最小二乘法分别按照最终加权 R=0.068(未加权的 R=0.068)和0.064(未加权的 R=0.070)精选了室温和高温结构。高温结构是一种具有共用系数为3的四面体架状结构。有两种不同的四面体位置:T_1,8次配位位置;T_2,4次配位位置。T_1位置包含了全部的 Zn 和 Li 以及某些 Si;T_2位置全部是 Si。T_1四面体构成平行于(010)的折曲层,这种层是由共顶角的四面体链组成,这些链是平行于[100]的。与辉石族矿物不同,所有四面体都位于链轴的同一侧。这些层按反向平行排列堆积,并由 T_2四面体将这些层交叉连接而组成架状结构。在低于转换温度条件下,8次配位的 T_1位置变为两种独立对称的4次配位位置 T_1(0)和 T_1(m),其对称从 Pmnb 变为 P_2_1/n。Zn 原子在 T_1(0)是完全有序的。转变时,Zn 原子可能集中在两种 T_1位置的某一位置。这种择位的结果就产生一种晶畴结构,其中具有两种通过交切(100)的反射而彼此联系的配位位置。有序——无序转变也产生双晶(a′)结构,这种结构具有单斜对称,空间群 B_2_,a=13.01,b=10.41,C=10.07(?),β≈90°。     

Mg-Cr~(2+)橄揽石、辉石和尖晶石的晶胞参数测定及Cr~(2+)在各晶体结构中的占位

本文用Mg－Cr2+做榄石、辉石、尖晶石的粉晶X射线衍射数据，采取“整体图谱最小二乘Rietveld”方法计算了上述矿物的晶胞参数和摩尔体积，并对Cr2+在各晶体结构中的占位情况进行了研究。结果显示，各矿物的晶胞参数随含Cr2+量的增大而增大。据Vegard定律，推算出各端元组分铬橄榄石（Cr2SiO1）、铬辉石（Cr2SiO2O6）及立方铬尖晶石（Cr3O4）的摩尔体积分别为47．7，68．0，44．9cm3。精化结构参数指示，在橄榄石中，Cr2+随机分配在两个八面体（M1，M2）位置；在辉石中，Cr2+优先选择八面体M2位置；在尖晶石中，Cr2+占置四面体位置。这种晶体内离子分配可从离子半径差别或晶体场稳定能大小得到解释。     

吉林省膨润土开发利用研究

膨润土是一种以含蒙脱石为主的粘土。蒙脱石是由两层硅氧四面体类一层铝氧八面体为构造单元组成的层状硅酸盐矿物。其结构上有两个特点:①晶脆同靠范德华力接触,作用力较弱;②四面体中部分Si~4+可补A1~3+取代,八面体中A1~2+可被Fe~3+、Mg~2+、Za。~2+等离子取代。结构由离子交换的结果,使晶层表面带负电,前者使水分子易于进入晶脆间发生膨胀;后者使粘土颗粒表面能自发地吸附反电荷的正离子。这样的结构特点使膨润土表现出极大的膨胀性和较好的吸附性。膨润土的工业利用是从两组基本性能中得来的,第一组性能是从原料的结晶学中获得,如粘合力、吸附力、分散力、填充力和静电性能;而第二组基本性能是从物理化学成份中获得,即离子交换能量、催化性能,形成有机衍生物的能力和产生新的晶相以及产生特殊的化学物质和建筑材料的可能性。石油钻探、地质勘探利用其分散力、填充、吸收作用,作为增粘降失水剂,被广泛地用     

富镁与贫镁坡缕石在热处理下的结构变化研究

研究了安徽明光富镁坡缕石和江苏盱眙贫镁坡缕石热处理后的结构变化,结果表明:富镁坡缕石八面体片对称性好,晶体结构稳定性高,结晶度高,热稳定性好;贫镁坡缕石八面体片中存在连续八面体空位,对称性差,晶体结构稳定性低,结晶度差,热稳定性差。在脱除结晶水和羟基过程中,富镁坡缕石由正交晶系转变为单斜晶系,层间距变小,孔道变形、塌陷但一直保持链层结构,显示晶质特性;而贫镁坡缕石的晶体结构发生折叠,链层结构逐步破坏,700℃煅烧后部分四面体片遭到破坏,虽然显示多晶特性为主,但开始出现非晶化现象。     

高岭石层面羟基的硅烷嫁接改性机理

<正>高岭石[Al2Si2O5(OH)4]是一种1∶1型的层状硅酸盐矿物,其结构单元层由一层[SiO4]四面体片和一层[AlO6]八面体片组成,因此高岭石片层具有两种不同性质的表面:硅氧烷底面和羟基底面。高岭石的羟基底面为硅烷嫁接提供了场所,通过八面体片上的羟基与有机硅烷发生缩合形成Al-O-Si共价键,嫁接后的高岭石材料较之     

黑云母的红外光谱研究

关于云母族矿物的红外光谱研究,国内外一些学者曾做过不少工作。笔者就近年来所收集到的一些产自宁芜地区、南岭地区花岗岩类岩石中27个黑云母样品,进行了红外光谱测定,确定了某些特征吸收峰的偏移及其与化学组分之间的关系,并探讨了黑云母矿物中主要金属阳离子的相互置换和晶体结构的关系。 黑云母属三八面体型的2∶1层状结构硅酸盐矿物。结构中上下四面体片(T)以尖顶相对,中间夹氢氧镁石型[Mg—O_4(OH)_2]八面体片(O),构成T—O—T型结构层。占有四面体晶位的阳离子主要为Si,约有1/4的Si可被R~(3+)(主要为Al~(3+)、次为Fe~(3+))取代。占有八面体晶位的阳离子主要为Mg~(2+)或Fe~(2+),次为Fe~(3+)、Al~(3+)、Mn~(2+)等。由T—O—T所组成的结构层则通过层间大阳离子K~+(少量的Na~+、Ca~(2+)等)彼此相连接。结构     

尼日利亚石类矿物的晶体化学研究及其意义

湖南省安化、临武、柿竹园等地区有一类含锡、镁、铁、锌、钛、锰、铝等多种元素的复杂氧化物矿物 ,它们是尼日利亚石、镁尼日利亚石 (彭志忠石 )等。本文从紧密堆积原理出发 ,深入探讨了尼日利亚石类矿物的晶体化学特征。它们的晶体结构可用O(阳离子八面体配位的层 )、T1(阳离子八面体配位与一种方向阳离子四面体配位的混合层 )、T2 (阳离子八面体配位与两种方向阳离子四面体配位的混合层 )堆积方式表征 ,O层与T层交替排列。尼日利亚石 6H的晶体结构表示为…OT2 OT1OT1… ,尼日利亚石 2 4R的晶体结构表示为…OT1OT2 OT2 OT1…× 3 ,等等 ;它们的晶体结构中既有尖晶石的…OT2 OT2 … ,又有铁钒矿的…OT1OT1…晶体结构单位。这类矿物研究在矿物学、宝石学、材料科学等方面有重要的理论和实际意义     

高岭石和伊利石的固体酸性受热处理温度的影响及其机理

高岭石([Al4(Si4O10)(OH)8])和伊利石(K0.75(Al1.75R0.252+)[Si3.5Al0.5O10](OH)2)是自然界常见的、具有结构代表性的两种层状硅酸盐矿物。高岭石由硅氧四面体片和铝氧八面体片按1∶1方式组成的结构单元层沿c轴方向排列而成,其片     

滇西地区S型和I型花岗岩类的岩石化学特征

花岗岩物质成分的差异,是区分不同成因类型花岗岩最本质的因素。参照B·W·Chappell和J·R·White对S型和I型花岗岩的分类方法,通过对滇西地区494件花岗岩类岩石化学分析资料的计算与统计,获得了该区S型和I型岩类的主要岩石化学指数:A1_2O_3/(K_2O+Na-2O+CaO)S型>1,I型<1;K_2O/Na_2O S型>1.2—1.3,I型<1.2—1.3;Fe~(3+)/(Fe~(3+)+Fe~(2+)) S型0.1—0.6,I型0.2—0.75;SiO_2 S型65—77％,I型56—69％。据以上标准,在已有分析资料的112个岩体中,可分出S型岩体77个,I型岩体30个。上述划分经ACF及Al—K—Na,Ca和Fe~(2+)+Mg(原子数)图解判别,其结果均基本一致。滇西地区含锡及具锡、钨矿化的岩体,都具有S型岩类固有的特征。     

甘肃金昌红泉镁基膨润土属型分类

膨润土是一种以蒙脱石为主要成分的粘土类矿物。确定膨润土的属型,实质上是依据蒙脱石晶层间吸附阳离子的种类及其丰度。 (一) 蒙脱石吸附阳离子的主要原因 1.蒙脱石是属于一种2:1层状结构,即由二个硅氧四面体片夹一个铝氧八面体片构成的层状体。蒙脱石因四面体中Al~(3+)置换Si~(4+)和八面体中Mg~(2+)置换Al~(3+),使蒙脱石晶层间产生永久性负电荷,为了保持晶格电荷平衡,因而晶层间具有吸附阳离子和交换性阳离子的性能。     

高温改性锌铁尖晶石的晶体化学与磁性研究

尖晶石型矿物因其阳离子在氧四面体和氧八面体中所占比例的不同而分为正尖晶石、反尖晶石和过渡的无序结构尖晶石。本文以微米级锌铁正尖晶石(Zn Fe2O4)为初始研究对象,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线吸收精细结构谱(XAFS)、差热-热重分析(DTA-TGA)、磁性测试(M-H、ZFC-FC)等矿物学、热学和磁学测试手段综合分析了温度对其阳离子配位的影响。结果显示,随着温度的升高,原正尖晶石结构中四面体的ZnⅡ会逐渐与八面体中的FeⅢ发生交换,910℃左右时阳离子的交换速率出现最大值,并在1 200℃加热24 h后达到热动力学平衡,此时晶胞参数a从8.440 7减小到了8.437 2;同时尼尔温度(TN)由13 K升到了27 K,反映了由反铁磁性向亚铁磁性过渡的磁结构变化。本文研究认为,由粒径不同带来的体系能量的差异是造成微米级Zn Fe2O4在高温下阳离子交换行为与纳米级颗粒截然相反的根本原因。     

层状硅酸盐矿物晶体结构的多体性组装模式与构筑原理

将层状硅酸盐矿物晶体结构中属性不同的二维结构单元体看成是不同的结晶学模块,研究了一般层状硅酸盐矿物和间层矿物的多体性组装模式和构筑原理。结果表明,不同二维结构单元体(包括硅氧四面体片、八面体片、层间域(物))的构筑基本符合球体紧密堆积原理,紧密堆积层平行{0001};四面体片与八面体片构筑TO和TOT结构层时采取多种机制消除二者在二维尺寸上的差异;两种模式的结构层与不同类型的层间物(域)组装形成六种组装模式的晶层;并通过二维结构单元体的组合规律的分析,计算出可能存在的28种TOT型间层结构,它们分属于6种间层结构多体性组装模式;间层结构中,结构层对于八面体片是不对称的,并在属性上表现出极性特征;间层矿物的晶层类型可用6种多体性组装模式加以表达。层状硅酸盐矿物结构的多体性分析与组装模式的研究,对于矿物晶体化学研究是非常重要的。