溶液中Pb~(2+),Cd~(2+)和Cu~(2+)离子对羟基磷灰石吸附Zn~(2+)行为的影响

本文研究了在Pb~(2+),Cd~(2+)和Cu~(2+)等离子共存的条件下,羟基磷灰石对溶液中Zn~(2+)离子的吸附行为,讨论了Pb~(2+),Cd~(2+)和Cu~(2+)离子对Zn~(2+)吸附行为的影响;比较了羟基磷灰石对上述离子的吸附能力。实验结果表明:随着Cd~(2+)离子浓度增大,对Zn~(2+)的去除率逐渐增高,羟基磷灰石对Cd~(2+)和Zn~(2+)离子无吸附选择性。而随着Cu~(2+)离子浓度增大,对Zn~(2+)的去除率急剧下降,表现出明显的吸附选择性。另一方面,对Zn~(2+)的去除率几乎不随Pb~(2+)离子浓度的变化而改变,这是由于羟基磷灰石对这两种离子的吸附行为与机理不同。上…     

膨润土、高岭石对锌的吸附和解吸

本文研究了膨润土和高岭石对Zn~(2+)的吸附和解吸。结果表明,所得到的吸附Zn~(2+)量的资料适合Freudlich和Langmuir方程,与CEC(阳离子交换量)呈正相关,Mg质粘土矿物略高于Ca质。这是由于阳离子水化度不同所致。从Ca质的膨润土和高岭石解吸Zn~(2+)状况看,粘粒表面解吸下来的Zn~(2+)数量与其吸附量呈正相关。经连续解吸后,高岭石粘粒表面吸持的Zn~(2+)量占解吸量的百分数高于膨润土。表明高岭石与Zn~(2+)亲和力高于膨润土。     

齐齐哈尔碾子山麦饭石物化性能及其对Pb2+、Cd2+、Cr3+的吸附行为研究

以齐齐哈尔碾子山麦饭石为研究对象,通过比表面积及孔隙分析、阳离子交换容量(CEC)测试以及p H值缓冲能力测试等,对碾子山区麦饭石的结构和性能进行表征,并进一步研究麦饭石对Pb~(2+)、Cd~(2+)、Cr~(3+)的吸附行为。结果显示:碾子山区麦饭石具有海绵体大孔结构,阳离子交换容量(CEC)13~20 mmol/100 g。碾子山麦饭石对酸碱溶液都具有较好的调节能力,尤其对酸液的调节更高效。重金属吸附性能方面,对Pb~(2+)、Cd~(2+)、Cr~(3+)这3种离子吸附关系为:Pb~(2+)Cr~(3+)Cd~(2+)。     

阴离子捕收剂浮选分离一水硬铝石与高岭石的表面晶体化学

铝土矿正浮选实践中,常采用脂肪酸阴离子捕收剂(如油酸)选择性分离一水硬铝石和高岭石等铝硅酸盐矿物。矿物表面晶体化学特性是产生选择性浮选分离的决定性因素。笔者研究了油酸钠(Na OL)浮选体系中一水硬铝石和高岭石的可浮性,发现一水硬铝石可浮性明显好于高岭石。红外光谱分析表明,矿物表面Al质点与油酸的羧酸基团发生化学吸附作用。借助Materials Studio软件分别计算了2种矿物常见晶面的单位面积断裂键数,并计算了矿物晶面/捕收剂的作用能。计算分析发现,矿物晶面单位面积断裂键数以及与油酸根离子相互作用能大小存在差异,具体为:一水硬铝石(100)(001)(010),而高岭石(010)(110)(001),而且油酸与一水硬铝石3个晶面的的作用皆强于高岭石。矿物晶体晶面的Al-O断裂键数不同导致油酸作用下高岭石和一水硬铝石的可浮性差异。     

腐植酸改性强化磁铁矿吸附水体中铅镉的实验研究

磁铁矿是一种绿色廉价的矿物材料,对水体中重金属离子具有良好的吸附性,但吸附容量低,选择性差,易团聚,通过改性可以克服该缺点并提高其吸附性能。本文以腐植酸为改性剂,采用常温水相反应制备了腐植酸改性磁铁矿吸附材料。通过傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)表征研究其表面形貌和微观结构。采用静态平衡实验考察了pH、吸附时间等因素对铅、镉吸附性能的影响,探讨了吸附动力学规律,拟合了吸附等温线。结果表明:腐植酸上的羧基、羟基被成功地接枝到了磁铁矿表面。在室温下,溶液初始pH对Pb~(2+)的吸附率几乎无影响,对Cd~(2+)的影响较大,当pH=7时,Pb~(2+)和Cd~(2+)吸附率均达到了95%。对初始质量浓度为10mg/L的Pb~(2+)、Cd~(2+)最佳吸附平衡时间为360min,吸附过程符合准二级动力学方程。吸附等温线实验得到的竞争吸附顺序为Pb~(2+)Cd~(2+),由Langmuir等温吸附模型得到Pb~(2+)、Cd~(2+)饱和吸附容量分别为39.27mg/g、28.95mg/g,显著大于磁铁矿的饱和吸附容量,表明磁铁矿经腐植酸改性后增强了对水中铅镉的吸附能力。     

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     

Ca~(2+)与白云母作用机理的XPS分析

利用XPS等手段对白云母样品进行了表征,系统的研究了油酸钠体系下Ca~(2+)对白云母的作用机理。结果表明,矿浆p H为碱性时,Ca~(2+)可显著改善白云母可浮性,并且在矿浆p H值为12、油酸钠浓度为9.20×10-4mol/L的条件下,Ca~(2+)浓度为2.70×10-4mol/L时,白云母的回收率可达到65.20%。Ca~(2+)改善白云母可浮性的原因在于:加入的Ca~(2+)吸附在白云母表面,而矿浆中的油酸根离子与吸附在白云母表面的Ca~(2+)、Ca(OH)+及沉淀在白云母表面的Ca(OH)2作用,形成了疏水的油酸钙。此外,当Ca~(2+)浓度为2.70×10-4mol/L时,白云母表面的ζ电位正向增大到-7.73 m V,导致白云母表面的局部正电区域增大,进而增强了油酸根等离子在白云母表面的静电吸附作用,并使白云母的可浮性得到改善。     

天然丝光沸石表面重构改性及其在水中去除重金属的应用

天然丝光沸石作为一种绿色廉价多孔材料广泛应用于环境治理中去除重金属,目前报道的天然沸石对重金属的去除率多在60%～90%,提升其去除效率已成为研究热点。本文采用正硅酸乙酯对天然丝光沸石进行表面重构改性,通过TEM、XRD、BET等手段表征其形貌和结构。结果表明:正硅酸乙酯水解生成的SiO_2可与天然丝光沸石复合形成新颖的"SiO_2/丝光沸石",原沸石表面包覆了新生纳米SiO_2孔结构,同时没有损坏原始沸石的多孔结构,使改性沸石材料兼具了天然丝光沸石和纳米SiO_2孔结构优点,增强了对重金属离子的吸附能力。该改性材料对水中Pb~(2+)、Cd~(2+)、Zn~(2+)和Mn~(2+)的最高吸附率为99. 3%、97. 1%、98. 3%和97. 0%,且极少解吸,性能稳定。考虑经济成本并保证合适吸附率的情况下选择吸附效率最佳的投加量,得到改性材料对初始浓度10 mg/L的Pb~(2+)、Cd~(2+)、Zn~(2+)、Mn~(2+)溶液的最佳投加量分别为0. 5 g/L、2 g/L、2 g/L、5 g/L,可为中试和规模应用提供参考。较之焙烧、酸、碱、盐和有机改性,本改性方式对多种重金属均有高的吸附率,并显现出操作简便、成本低和环境友好等优势,具有较好应用前景。     

微型计算机的岩石和矿物数据处理系统

中国科学院地质所岩石研究室经过多年实际运用,有下列主要岩石学和矿物学数据处理系统程序: 1.标准矿物分子(CIPW)计算程序:输入岩石化学分析数据,可计算28个标准矿物分子和39个常用的岩石化学特征参数,在程序中设计了几种Fe~(3+)和Fe~(2+)修正可选择开关, 2.矿物晶体化学式和某些矿物端员分子数计算程序:包括氧原子法和阳离子法,适用于硅酸盐矿物(含水矿物除外,但可计算含OH矿物的分子式)和氧化物。使用者可自由地进     

钙镁离子对胶磷矿表面电性及可浮性的影响

本文选取贵州典型磷矿区海相沉积型磷矿石为研究对象,通过ξ电位测定和纯矿物浮选试验,考察了Ca2+、Mg2+对胶磷矿表面电性及可浮性的影响。结果表明:加入Ca2+、Mg2+后,胶磷矿表面负电性降低,由此可推知,胶磷矿是优先吸附溶液中的Ca2+、Mg2+而使表面负电性降低。Mg2+在胶磷矿表面的吸附使其表面形成类似白云石的覆盖层,从而会降低分选的选择性。在酸性条件下,Ca2+、Mg2+对胶磷矿浮选影响不大,但在中性及碱性条件下,金属离子的加入会明显地抑制胶磷矿的上浮,其原因可能是金属离子与脂肪酸类捕收剂发生沉淀反应,从而消耗捕收剂,并且在碱性条件下形成氢氧化物沉淀,并吸附罩盖在矿物表面,使矿物表面亲水,不易上浮。     

晶体结构和表面性质对石英浮选行为影响研究

采用阳离子捕收剂HAY和脂肪酸类捕收剂GJBW对采自贵州织金硅钙质磷矿床的石英试样进行可浮性试验。结果表明,HAY比GJBW更易吸附于石英表面,2个试样可浮性存在差异。采用X射线衍射、扫描电镜及X射线能谱、Zeta-电位对石英晶体结构及表面特性进行分析。X射线衍射分析结果表明,2份试样物相组成单一,纯度高,结晶粒度较大。晶胞参数分析计算结果与理论值接近,偏大,晶胞参数偏差是影响石英可浮性的主要因素。扫描电镜及能谱分析表明:石英表面存在凹坑和明显棱角,晶体表面存在微量的Al、Mg和K等元素对石英进行活化,其相对密度越大,石英可浮性越好。Zeta-电位分析结果表明,石英零电点较低,石英表面金属离子使石英Zeta电位负移,石英表面电负性强,在弱酸条件下使用阳离子捕收剂HAY对其浮选效果较好。推测石英表面杂质元素可能是以类质同象进入石英晶体结构,对石英表面特性及可浮性影响较大。     

单纯形线性规划多组份同时分光光度分析5-Br-PADAP光度法测定八种常见离子

本文将分光光度法无机分析中多组分同时分析的问题归结成线性规划问题。用单纯形法求解。编成FORTRAN和BASIC程序,在长城0520或IBM微机上应用均获得成功。实验体系为常见八种金属离子Cd~(2+)、Co~(2+)、Ni~(2+)、cu~(2+)、Pb~(2+)、Zn~(2+)、Mn~(2+)、Fe~(3+)与5-Br-PADAP-OP的络合物。当pH为9,取10个波长数可任选2-5种组分组合同时测定,其相对偏差为1.0-8.0％。随组份数增加偏差增大。方法用于标准水样,铝合金标样和铬铝钴钢标样中多组分分析,其平均误差小于11.0％,可满足例行分析要求。     

含钼白钨矿的矿物学特征、晶体结构与可浮性

针对白钨矿-钼钙矿系列矿物在选矿实践中浮选行为的差异,本文在对某钨钼矿床中的典型钨矿物——含钼白钨矿进行工艺矿物学研究的基础上,从矿物晶体化学角度出发,探讨矿物晶体结构和浮选行为之间的关系,为该类型矿物的浮选行为以及浮选药剂的选择提供理论指导。结果表明,该矿石中的含钼白钨矿为钨的主要回收矿物,WO₃占有率达99%,矿物晶格中约25%的W被Mo呈类质同象替代,导致Ca-O的键合能力降低,造成矿物表面与捕收剂作用的活性质点减少,晶格中阴离子基团[MoO₄]^2-的存在,不利于矿物表面与捕收剂的有效吸附,从而使含钼白钨矿的可浮性降低。     

碳酸钙矿物表面润湿性的控制机理

系统论述了碳酸钙矿物浮选中常用的捕收剂和抑制剂及其相关作用机理。这些药剂通过包括静电作用、氢键、半胶束吸附和化学吸附等多种机理,吸附在碳酸钙矿物表面,从而控制矿物表面的润湿性。捕收剂的功能在于增强矿物表面的疏水性,抑制剂的功能在于增强矿物表面的亲水性。选择合适的捕收剂和抑制剂复配方案对高效浮选分离至关重要。     

高放处置罐铁释放诱发膨润土矿物相变研究进展

作为高放废物处置罐候选金属材料,低碳钢在处置库服役期间,其腐蚀产物侵入缓冲屏障,导致缓冲材料矿物相变与性能变异,威胁多重屏障体系的长期安全稳定。本文详细综述了国内外处置库深部还原环境所处的弱碱性化学场与中低温度场的变化趋势,认为处置库深部化学-温度还原条件可导致处置罐Fe腐蚀释放Fe~(2+)。在处置库长期运行过程中,蒙脱石与Fe~(2+)接触发生矿物相变,一方面Fe~(2+)置换蒙脱石八面体晶格中的Al~(3+)和Mg~(2+),还原Fe~(3+)或直接占据空位,生成次生矿物;另一方面Fe~(2+)交换蒙脱石层间的Na~+、K~+和Ca~(2+),转化为铁基蒙脱石。矿物相变可诱发缓冲屏障性能变异甚至退化。基于"抗矿物转化"理念,提出了下一阶段缓冲材料矿物相变研究方向,为地下实验室碳素钢选型、缓冲屏障验证试验设计以及屏障体系安全评价提供科学依据。     

石英与钠长石浮选分离的研究

用十八胺(阳离子捕收剂)和十二烷基磺酸钠(阴离子捕收剂,SDS)作浮选为捕收剂分离石英与钠长石,研究了浮选条件对分离效果的影响以及捕收剂在矿物表面的吸附行为.结果表明,最佳浮选条件是浮选液的pH=2,阴、阳离子捕收剂的浓度分别为3.0×10-6 mol/L和4.0×10-6 mol/L;阴阳离子捕收剂在石英与钠长石两种矿物上表现出相同的吸附行为.在最佳浮选条件下,对不同配比的石英和钠长石混合物进行浮选,石英回收率为14%,钠长石回收率达80%,分离效果显著;对含微量长石的石英矿粉进行浮选,分离效果与石英与钠长石混合物相近.     

黑钨矿的次生富集及找矿意义

黑钨矿在风化作用下,矿物中的Fe~(2+)、Mn~(2+)易氧化变价,Ca~(2+)溶解,钨的络阴离子被铁锰氧化物和氢氧化物吸附,形成次生钨矿物,在矿床氧化带富集形成“钨帽”,是找原生钨矿床的重要找矿标志.     

混合表面活性剂对长石、石英浮选分离的影响

采用单矿物浮选、Zeta电位和芘荧光探针,研究由DDA和SDS组成的阴阳离子混合表面活性剂在不同的浮选条件下对长石、石英分离效能影响以及表面活性剂在矿物表面的吸附行为。结果表明:在相同浓度阴阳离子混合表面活性剂中,长石的疏水性要强于石英;Zeta电位在DDA∶SDS=1∶1时主要由阳离子决定,在DDA∶SDS=1∶2、1∶3时由阴离子决定。芘荧光探针结果表明:在pH=2.0,长石和石英表面极性在低浓度混合表面活性剂中与浓度呈负相关;在DDA∶SDS=1∶1、浓度为4×10-4 mol/L时,混合表面活性剂在矿物表面形成半胶束,且长石表面形成半胶束浓度低于石英。当DDA∶SDS=1∶2、1∶3时,长石表面形成半胶束浓度提高,而石英未能在实验条件内形成胶束。综合而言,在同一混合表面活性剂条件下,长石表面疏水性强于石英。     

锌赤铁矾的再研究

锌赤铁矾是一种含Zn~(2+)和Fe~(3+)的硫酸盐矿物,属赤铁矾族。本文在前人工作的基础上,对锌赤铁矾进行了重新研究。所得结果不仅补充了锌赤铁矾的穆斯堡尔谱、红外吸收光谱和可见吸收光谱等数据,而且修正了前人所得出的基础矿物学某些结论,如矿物的解理、光性和差热分析结果等。同时把锌赤铁矾与赤铁矾的主要性质和特征做了对比。     

Fe~(3+)对羟磷灰石溶解特性的影响

羟基磷灰石(HAP)对溶解性Fe~(3+)具有良好的去除作用,其反应机理尚未明确。基于HAP的溶解规律探究Fe~(3+)去除过程的思路,研究了HAP在空白溶液和含Fe~(3+)溶液中溶解特性。对比研究结果表明:Fe~(3+)对HAP溶解的影响主要为表面吸附过程的抑制作用和溶解沉淀过程的促进作用,且浓度越大抑制作用越强。溶解初期(t≤4min)溶解-沉淀过程起主导作用,溶解速度快;后期(t>4min)表面吸附起主导作用,溶解速度慢。