热处理天然金红石的微结构研究

利用粉晶X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等分析手段对在氩气气氛中加热、退火的天然金红石样品的微结构进行了研究.研究表明样品在热处理后,晶格发生膨胀,并且在900 ℃和1000 ℃的样品中出现了钛铁矿物相.钛铁矿也是一种天然半导体矿物,沿与金红石(010)面网成大约31°夹角的方向生长,与金红石形成了二元复合半导体.紫外漫反射实验结果表明热处理后,金红石中出现的钛铁矿相有效地促进了光催化效果.     

天然含钒金红石降解卤代烃实验研究

利用天然金红石光催化降解卤代烃，在1h内对三氯乙烯和四氯乙烯的降解率分别达到82．54％和94．43％，对三氯甲烷也有一定的降解作用。经电子辐射的金红石光催化活性降低，卤代烃的降解率低于原样；经加热和淬火处理的金红石样品表面钒含量增加，光催化活性提高，能将浓度400μg／L左右的三氯乙烯和四氯乙烯降解到5μg／L以下。     

孕育光催化活性的天然含钒金红石矿物学特征

天然含钒金红石平均含V2O5可达1．22％，Fe2O30．39％，ZnO0．35％，CuO0．22％，这些金属离子可替代八面体中Ti^4 。V以5价形式存在，配位多面体呈三方双锥，其在晶格内部对Ti的替代导致晶格畸变，打破了配位多面体原有的八面体对称而呈四方双锥的几何形态，并产生结构微应力。透射电镜研究表明，该天然金红石结构内部存在位错、晶界等缺陷，可以成为光催化活性位。对其进行受力、受热以及微波辐射等改性作用后，晶胞发生不同程度的膨胀，可能导致晶格畸变及应变能增加，进一步促进光催化活性。研究结果表明，该天然含钒金红石孕育有良好的光催化活性。     

天然金红石光催化降解藏红T实验研究

以低压汞灯为光源研究了天然金红石悬浆体系中藏红T的脱色条件及其光催化反应动力学，讨论了溶液初始pH值、催化剂投入量、光强、气流量、催化剂粒径、反应气氛等实验条件对藏红T脱色速率的影响，阐述了实验过程中无机离子的生成情况。结果表明，该反应基本上符合一级反应动力学；在酸性条件下尤其是当溶液初始pH值为2．5时，藏红T的脱色速率要比在碱性和中性条件下快得多；增加光强度能较大地提高反应的降解速率；催化剂最佳投入量为1．3g／L；在氧化气氛下该反应比在非氧化气氛快得多；通入气体的流量在40L／h最合适；反应溶液中有氯离子溶出说明有机物中的含氯部分被降解。本研究为光催化作用降解有机污染物提供了新的途径。     

微生物所协同的天然金红石日光催化作用研究

本文揭示了自然界中可能存在的一种新的矿物和微生物交互作用形式,即微生物通过生物电化学作用参与到半导体 矿物的日光催化作用过程中。模拟日光光源下“产电”微生物与天然半导体矿物金红石交互实验结果显示,金红石的光催 化作用促进了矿物端元的反应速率,提高了电子在微生物和矿物之间的转移效率,使微生物电子传递链末端电子能量得到 提升。二者协同作用可提高微生物或半导体矿物单独作用时对污染物如Cr(Ⅵ)的还原处理效果。该研究为环境污染治理提 供了一种矿物与微生物协同作用新理念。     

氩气热处理对天然金红石可见光响应的影响

利用高温管式炉对天然含钒、铁金红石在氩气气氛下进行了500～1000℃的热处理改性.粉晶X射线衍射分析表明:随着热处理温度的升高,金红石晶胞发生不同程度的膨胀;加热到900℃以上时,样品中出现钛铁矿物相.通过测试热处理前后样品的紫外-可见漫反射吸收光谱发现,氩气热处理能明显提升天然金红石在可见光区的吸收强度.和空气气氛加热相比,氩气气氛热处理更有利于提高其可见光响应.     

天然金红石可见光催化强化微生物还原作用的研究

天然金红石在400～700 nm可见光范围内表现出良好的光吸收特性并具有可见光催化活性。本研究利用双室反应器,将天然金红石可见光催化作用引入微生物原有的电子还原过程。利用电化学分析等手段,对天然金红石可见光催化条件下的还原反应进行研究。金红石光催化条件下,体系整体内阻下降23.5%,功率密度增加57.1%,体系反应效率得到提高;在（0.70±0.01）V（相对于饱和甘汞电极）处发生的微生物还原氧气的反应得以加强;同时反应极化内阻降低93.05%,表明在动力学层面上促进了原有反应的发生。研究证明,可见光下天然金红石的光催化作用强化了微生物对电子受体的还原能力。     

南召泌阳金红石矿带金红石赋存规律

为了开发利用南召—泌阳金红石矿带的金红石,综合分析了以往资料,并在实地踏勘、样品测试和重点地段综合研究基础上,查明了各矿段金红石矿基本地质特征、金红石赋存状态、嵌布特征、粒度变化特征、金红石富矿体的主要赋存位置。区内粗粒易选富矿体位于矿带中段的左老庄组一段上部（北部）。采用以微生物提纯金红石粗精矿为标志的新工艺,取得了良好的选矿试验效果。刘岗矿区的1号和2号富矿体可作为进一步研究和开发利用的重点。     

铁细菌利用天然金红石光生电子能量研究

天然金红石和铁氧化细菌在自然界中广泛存在,并且可能分布于同一区域,发生能量的交互作用.本文通过实验探讨了铁细菌利用金红石光生电子的可能性及其机理.研究发现,天然金红石在日光下可以很好地将Fe3 还原成Fe2 ,其速度达101.8 mg/L·24 h-1;而细菌又可以将Fe2 氧化成Fe3 ,从中获得新陈代谢的能量.依靠这种作用,本文通过一种实验装置将金红石的光生电子导出并传递给Fe3 ,然后通过Fe3 /Fe2 的变化将电子传递给细菌,从而实现了细菌对光生电子能量的利用.在96 h内,光催化作用下的细菌浓度可以达到空白样品的100倍,说明光催化作用促进了细菌的生长.     

氩气热处理改性下天然金红石可见光响应研究

<正>自从1972年日本学者Fujishima和Honda发现TiO2电极能光电分解水以来,TiO2因其具有合适的禁带宽度,耐光腐蚀、无毒害、稳定性好等优点,成为半导体光催化领域的重点研究对象。TiO2在自然界常见的物相有三种:金红石,锐钛     

紫外光及日光下天然金红石光催化降解苯酚的研究

研究了山西代县天然金红石在紫外光和日光照射条件下对苯酚的光催化降解性能,考察了光照时间、pH值、苯酚初始浓度以及H2O2添加量对降解过程的影响。在紫外光照射下,酸性条件(pH=3.5)利于光催化降解,中性和碱性条件下降解效率较低;当初始浓度为60mg/L时,降解速率可达1.922mg/(L.h);H2O2作为电子捕获剂可提高苯酚降解速率,最佳投加量为2mL/L。在日光条件下,天然金红石对苯酚表现出良好的降解性能,照射7h后,降解率达87.68%,仅略低于P25型TiO2(99.72%),可在14h内完全降解。根据电子探针和X射线衍射分析结果,认为天然金红石晶格中的V、Fe等杂质可能是提高其可见光响应效果和光催化活性的主要原因。     

金红石磁化率的研究

本文讨论了不同类型金红石样品磁化率的测定结果。金红石的磁化率与其铁的含量明显相关。其磁性来源主要有三:类质同象形式的铁离子的顺磁性(这是主要的)、出港相含钛赤铁矿的反铁磁性和出溶相钛铁矿的顺磁性。     

碾子沟金红石矿床金红石自然颗粒粒度分析

用数学地质方法，通过电子计算机对３１５１９２个数据的处理，认为金红石自然颗粒较粗，＞０．１、０．２、０．３ｍｍ的分别占９８．８２％、８２．３６％、６４．５５％；据粒度概率分布特征，金红石自然颗粒分为７个总体，分别以０．３２０、０．４３２、０．５４４、０．６６１、０．７６７、０．９３５ｍｍ为界。其成因主要为变质作用及张力的衰减性及波动性。较粗的金红石自然颗粒可使选矿回收率大幅度提高。对矿床经济评价，开发及成因研究等有一定意义。     

天然含钒金红石加热、淬火及电子辐射改性实验研究

天然含钒金红石样品经过1273K加热、淬火和高能电子辐照处理后性质发生不同程度的变化。XRD谱峰显示处理前后样品没有发生物相变化，显微IR图谱证明原样、加热、淬火样品的表面有少量吸附水存在，而辐射样品的显微IR图谱上没有检测到吸附水的吸收峰。用XPS分析比较了处理前后样品表面主要元素Ti、O和V的价态及含量，结果表明，原样经过处理后表面钒和氧的原子百分含量增加，其中淬火样品表面吸附水和钒的含量相对于原样增加最为明显，光催化活性相应较高；加热样品表面的吸附水和钒的含量比原样稍有增加，光催化活性与原样相当；电子辐射样品表面钒的原子百分含量相对原样增加不明显，而对水的吸附能力相对原样较低，光催化效率也略低。     

氢气还原处理对天然金红石可见光吸收的影响机制

天然半导体矿物金红石因结构中含有类质同象替代杂质元素V和Fe,具有一定的可见光吸收和光催化活性。为改善金红石的日光光催化性能,在H2还原气氛下,对天然金红石粉末进行500～900℃不同温度的热处理改性研究。紫外-可见漫反射吸收光谱（UV-Vis diffuse reflectance absorption spectra）表明H2还原处理显著改善了金红石在可见光区460～750 nm波段的光吸收,其中900℃处理样品的光吸收提升最为明显。电子顺磁共振（EPR）和X射线光电子能谱（XPS）测试表明,随着还原温度升高,杂质元素V和Fe从高价态（V5＋,Fe3＋）向较低的价态（V4＋,V3＋,Fe2＋）转化,同时金红石表面的化学吸附水含量也有所增加。本文认为H2还原热处理引起的过渡金属元素价态的改变,尤其是较低氧化态V离子（V4＋和V3＋）的形成,可能是导致金红石样品可见光吸收显著增加的主要原因。     

柏树岗金红石矿床矿石类型及金红石特征

柏树岗金红石矿床含矿岩石主要为下元古界宽坪组角闪片岩等,矿体呈（似）层状,产状与地层一致。矿石可划分为角闪石型片状（或块状）、绿帘石型片状（或块状）、斜长石型块状、云母（或绿帘石）石英型片状、绿帘黑云斜长石型片状、白云母型片状、黑云母型片状（或块状）及石英脉型块状等类型。金红石早于、同时或晚于主变质期脉石矿物形成,以前两种为主,其杂质含量不超过5％,主要为FeO、Cr2O3及SiO2等;决定金红石杂质含量的因素主要为杂质元素离子半径,次为杂质元素在矿石中含量。矿床是下元古界富钛火山-沉积岩系经泥盆纪的区域变质作用形成的。     

八庙—青山金红石矿床金红石特征及成因

本文论述了金红石的地质产状，化学成分，粒度的概率分布，红外光谱，Ｘ射线衍射等特征有金红石成因，对本矿床成因研究及开发利用有一定意义。     

金红石微量元素电子探针分析

金红石电子探针微量元素分析一般以人工合成的氧化物来作为监测标样,尚较缺乏对金红石标样进行系统地测试分析。本文运用CAMECA SXFive电子探针对金红石标样R10进行微量元素分析,根据金红石中主要微量元素在地质学中的应用,本次共分析了Al、Si、Ti、Fe、Cr、Zr、V、Nb、Ta等9个元素,Ti、Si元素作为本次分析的监测元素。本文通过调整加速电压和电流、背景和峰值测试时长以及干扰谱峰处理等来提高微量元素分析精度和准确度。分析结果显示,其中,Zr(780±29×10~(-6))(1SD,n=25)、Nb(2799±66×10~(-6))、V(1276±33×10~(-6))、Fe(4309±34×10~(-6))、Cr(718±31×10~(-6))的分析结果与二次离子质谱(SIMS)和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)的推荐值在误差范围内一致。大部分元素数据波动范围在10%以内,V、Fe元素的数据波动范围仅在5%以内。V、Nb和Fe测试精度比前人电子探针分析结果有较大提高。金红石Zr测试误差传递给金红石Zr温度计给出的温度误差一般22℃。本文还对金红石Zr温度计应用、提高Ta元素分析精度和准确度、金红石Fe~(3+)分析等问题进行了探讨。     

会东地区的金红石矿

四川会东金红石矿远景很大,但属难选矿石,因而长期被搁置。近年来选矿获得较佳进展,建议加速各方面工作,促进这一宝贵资源的开发利用。     

我国主要金红石矿床金红石自然颗粒产状及粒度特征

我国已知主要金红石矿床有江苏东海榴辉岩型、湖北大阜山榴闪岩型、豫陕交界处八庙—青山角闪片岩型、陕西凤凰尖千枚岩型及山西碾子沟直闪 (片 )岩型 5个 ,前 4者为变质成因 ,后者为变质蚀变成因。变质型矿床 ,金红石自然颗粒主要为单晶、粒度较细、分布均匀 ,随着变质温压降低、粒度有明显变小趋势 ;变质蚀变型矿床 ,金红石自然颗粒主要为集合体、粒度粗、局部富集。其成因前者为变质过程是没有水参与的“干变”及变质温压的改变 ;后者蚀变过程是有水参与的“湿变” ,并且其环境为金红石提供了充分的生长空间。