硫化物矿物氧化反应动力学实验研究

硫化物矿床和含硫化物矿床（如中高硫煤）在开发过程中由于氧化作用向环境释放大量的酸、硫酸盐、重金属及其它有害物质,造成一定范围内的次生地球化学异常和环境污染;而中国大陆硫化物的排放量2010年将达到39．1×10 6 t。因此,人们对硫化物矿物在表生环境下的氧化行为日益重视。硫化物矿物的氧化速率受矿物本身物理化学特性（组成、结构、表面性质）和介质条件（溶解氧DO、Fe 3＋浓度、pH、Eh、温度及微生物）等多种因素的控制。在全面分析近年来国内外文献的基础上,系统介绍了硫化物矿物氧化动力学实验研究方法、实验参数的选择、反应机理、反应产物及反应速率等的研究现状。指出今后应加强对初始阶段的氧化反应速率、反应中间产物、多因素的综合作用、分子水平上的反应机理解释等方面的研究。     

环境矿物界面反应动力学

环境矿物界面反应动力学主要探讨地表中各种有毒、有害离子或分子与矿物表面之间的反应速率与反应机制。矿物表面存在一组化学活性很强的表面功能基，当它们与环境中毒害物质发生作用时，会因其极性、荷电性和Lewis酸碱性不同而表现出不同的作用力和反应速率，进而控制有毒、有害物质在大气、水体和沉积物中的赋存形态，稳定性及迁移转化速率。本文简要介绍了环境矿物界面反应动力学理论，并给出几个应用实例。     

矿物溶解—结晶的反应动力学分析

系统地探讨了矿物溶解－结晶的反应动力学特征,分析了制约矿物溶解－结晶的几上关键因素,并就矿物溶解－结晶作用的反应动力学研究的发展前景进行了预测。     

研究地球化学机制的热动力学方法

章介绍了热动力学方法的研究历史，研究原理以及在研究地球化学机制中的应用，如石膏的脱水反应机制可分二步进行，ＣａＳｏ４．２Ｈ２Ｏ→ＣａＳＯ４．１／２Ｈ２Ｏ→ＣＳＯ４活化能Ｅ＝１１８．７ＫＪ／ｍｏｌ，脱水温度Ｔ＝３８０．６０，呱应速率Ｋ１＝４．４１×１０＾－４Ｓ＾－１方解石的溶解反应机制，在０－５０００Ｓ期间以溶解反应为主，嗣后，发生周期性的溶解反应，热谱图上表现为化学振荡。     

成岩流体－矿物反应的地球化学动力学数值模拟方法

本文引用ＬｉｃｈｔｎｅｒＰ．Ｃ．（１９８８，１９９２）的渗透－扩散－化学反应三者耦合的时空连续性方程和准稳态近似法，建立了成岩作用过程中流体—矿物反应的地球化学动力学数学模型，并设计了数值模拟的计算方法和编写了计算程序。     

微量热法用于矿物溶解反应实验研究

0 前言 在地质地球化学领域中,研究矿物溶解和水岩作用反应一直是科学工作者密切关注的问题.人们研究这类现象更多的是采用传统的化学分析方法,即在一定时间间隔内对反应体系中的物质成分做化学分析,通过物质浓度的变化寻找其化学动力学规律.这类研究方法属于静态法研究范畴,能够获得的信息有限,操作过程较为烦琐,并且需要耗费大量的时间和人力财力.     

中低温成矿过程的锰镁碳酸盐矿物化学动力学与矿物成因

文章使用开放流动反应装置研究了中低温热液矿床中常见脉石矿物碳酸盐(白云石、菱锰矿)在25℃～250℃水中化学动力学溶解反应速率。在25℃条件下,碳酸盐矿物的溶解速率r(Ca)>r(Mn)>r(Mg)。碳酸盐矿物在水中200℃时具有最大溶解速率。随着温度的继续升高,Mg、Mn碳酸盐的溶解反应速率会下降,容易形成白云石和锰碳酸盐。实验研究结果有助于理解中低温环境下,金属矿石的主要伴生碳酸盐矿物与水反应的化学动力学限制,试图说明中低温矿石伴随白云石和锰碳酸盐的沉淀机理。     

矿物溶解的表面化学动力学机理

本文应用表面化学理论分析了矿物在水溶液中的溶解反应动力学机理。表面化学的催化作用使矿物溶解反应的活化能显著降低。矿物溶解速率受表面吸附、表面交换反应和解吸反应等表面化学过程的控制并与溶液的pH值有关，正比于溶液αH＋值的nθ次幂。受表面吸附控制时，nθ＝1，溶解速率随pH增大而减小；受表面交换反应控制时，nθ＝0，溶解速率与pH无关；受解吸反应控制时，酸性条件下nθ为0～1内的正小数，碱性条件下nθ为-1～0之内的负小数。大多数矿物的溶解作用在酸性条件下受表面吸附和／或表面交换反应控制，在碱性条件下受解吸反应的控制。     

基于热重分析的菱镁矿分解动力学解析

本文利用热重(TG)分析方法,探讨了菱镁矿的热分解过程。根据热微商(DTG)曲线峰顶温度,结合Kissinger及Ozawa-Doyle方法拟合计算得到菱镁矿热分解的活化能和指前因子(lgA)分别为211.55 kJ/mol和11.07s-1。依次采用单曲线拟合、多元非线性拟合及Malek方法判定得出菱镁矿热分解过程属于三维相界反应模型(R3),其动力学方程为:dα/d T=(1011.07/β)·e-211.55×103/(8.314×T)·3(1-α)2/3。     

矿物中元素扩散动力学的研究及地质应用

扩散作用作为元素重要的地球化学行为,对矿物内部的微量元素及同位素信息有着重要影响,被越来越多地应用于解决地球化学动力学方面的问题.目前,对矿物中元素扩散行为的研究以实验模拟扩散过程的方法为主,同时理论预测的方法也逐渐成为获取扩散数据的一种重要手段.关于这一领域的研究,国外学者所做的工作较多,而我国开展的相关研究还非常少.为了促进国内在固体矿物中元素扩散动力学方面的研究及应用,本文对这一领域的研究现状及方法进行了归纳,并对扩散作用的研究意义与地质应用等做了阐述.     

天然锰氧化物矿物氧化废水中苯酚的动力学研究

利用天然锰氧化物矿物在酸性条件下的强氧化性,研究其氧化水中苯酚的动力学,模拟锰氧化物矿物氧化苯酚的反应过程。通过测定初始浓度为100~1000 mg/L,pH值为1~2,温度为293~333 K时不同氧化时间锰氧化物矿物对苯酚的氧化结果,比较伪一级和伪二级反应方程的线性拟合情况;结果表明,该反应动力学曲线用伪二级反应模型拟合时相关系数高于用伪一级反应方程线性的拟合,所以这个反应可用来模拟伪二级反应。根据动力学数据得出Arrhenius反应活化能Ea为11.62 kJ/mol,说明温度对该反应影响不显著,且是一个扩散控制反应。     

硫脲浸取—光度法测定硫化矿中金

常温下在Ｈ２Ｃ２Ｏ４－Ｈ２ＳＯ４介绍中,用５０ｇ／Ｌ硫脲（Ｔｕ）溶液可完全浸提含金硫化矿中Ａｕ,对金的浸取率可达９９．８％,然后作用ＣＬ－Ｐ２０４萃淋树脂事集含金分解液中Ａｕ（Ｔｕ）２＾＋,结晶紫分光度法测定。方法用于硫化原生矿及含硫浮选精矿中Ａｕ的测定,所得结果与王水分解原子吸收法测定相符,其ＲＳＤ（ｎ＝５）〈３％。     

细粒沉积物(岩)中重矿物提取方法的改进

随着近百年的重矿物研究,从沉积物中提取重矿物的实验方法已经形成了固定模式,然而这些传统方法都是对砂岩粗颗粒矿物研究经验的积累,并不适用于泥质含量高的细粒沉积物.根据溶胶稳定(DLVO)理论,悬浮于溶液中的微细颗粒会因分子间作用力的相互吸引絮凝成团,从而影响细粒沉积物中重矿物提取的效果.实验研究证明,影响重矿物提取的主要因素是微细矿物颗粒间的絮凝作用,而并非有机重液的黏度.如何克服微粒间的絮凝作用是提取泥岩和粉砂岩中重矿物的关键.实验对比分析表明,添加分散剂的超声波振动和自然沉降法可以在克服絮凝作用的前提下有效去除泥质成分,同时对粉砂级矿物进行精确的粒径分选;离心分离同样也可以克服微粒间的絮凝作用,在重液分离过程中使重矿物顺利从轻矿物中分离.以上3种方法的联合使用可以弥补传统的重矿物提取方法的不足,并显著提高泥岩、粉砂岩中重矿物的提取率.     

An Evaluation of Methods for the Chemical Decomposition of Geological Materials for Trace Element Determination using ICP-MS

Complete dissolution is essential to obtain accurate analytical results using ICP-MS. In this study, decomposition techniques (i.e. acid digestions using Savillex Teflon vials, a high pressure digestion system and microwave oven, a combined lithium tetraborate fusion - HF/HNO3 acid decomposition and sodium peroxide sinter) for the total dissolution of different types of geological reference materials have been investigated. Savillex Teflon vial HF/HNO3 digestion is effective for basaltic samples. The high pressure HF/HClO4 digestion (PicoTrace TC-805 digestion system, Bovenden, Germany) allows dissolution of basalts and ironstones. Granites and magnetite-rich samples can be dissolved using a high pressure HF/H₂SO₄ method. Geological samples cannot be effectively attacked by microwave acid digestion. A combined lithium tetraborate fusion - HF/HNO3 acid digestion method allows complete dissolution of many different types of geological materials; however, this method precludes the determination of volatile elements due to the high fusion temperature (1000 °C). A sodium peroxide sinter method at 480 °C has the potential for the rapid determination of Y, Sc and REE in different types of geological materials. However, the lack of ultra-pure reagents precludes the use of lithium tetraborate fusion and sodium peroxide sinter methods for the measurement of geological samples with low trace element abundances.     

含U副矿物的原位微区U-Pb定年方法

同位素地质年代学是解决地质体时、空演化及大陆动力学等地学研究的基础,而副矿物U-Pb年代学是常用的定年方法之一。含U副矿物广泛分布于各种类型的岩石中,其U[CD*2]Pb年龄可提供地质体演化过程中所发生的地质事件的时代,而传统的热电离质谱全溶年代学分析只能提供样品年龄信息的平均值。随着仪器科学和分析技术的进步,副矿物的原位微区U-Pb测年方法成为近年来U-Pb同位素地质年代学发展的主导趋势。与锆石相比,其它副矿物的U-Pb同位素体系相对比较复杂,经常含较高的普通Pb。在仔细阅读相关文献的基础上,结合近年来相关研究工作,综述副矿物原位微区U-Pb定年以及普通Pb校正方法研究的最新进展,以期推动我国副矿物原位微区U-Pb定年方法相关研究及其在地质学中的应用。     

含水矿物的电子探针定量分析

本文对含水矿物电子探针定量分析方法进行探讨,提出了从除水外各组分测定的和值中推算含水量并将其水量参与各组分浓度的校正计算。此法简便易行,提高了含水矿物定量分析的准确度,特别是对富含水矿物尤其重要。此外,本文对不稳定含水矿物的测试方法也作了一些研究。     

热解硫酸钡制备硫同位素分析试样二氧化硫

改进了硫同位素分析中由ＢａＳＯ４制备ＳＯ２的方法：ＢａＳＯ４和Ｖ２Ｏ５及ＳｉＯ２混合后覆盖铜丝,在真空状态９８０℃加热２０ｍｉｎ,用液氮捕集ＳＯ２。与火焰直接加热分解法相比,用高温炉方便,改善了制样环境,避免污染。经国际标样和国家标准物质分析验证,结果与标准值相符,标准偏差（１σ）在±００９‰～±０２０‰,符合分析要求。