纤维矿物粉尘环境矿物学与环境医学研究的新进展

本文全面评述了纤维矿物粉尘在环境安全性方面的研究成果与目前存在的主要不足,提出除应注重纤维间的特性差异（纤维剂量、长度、细度）的要求外,还应注意制样方法、样品产地、成因、成分等方面的影响,强调纤维断键、活性自由基、活性中心、纤维电荷、催化性质、氧化－还原强度,“表面介体”等因素的作用,阐明从表面活性及矿物－生物化学作用方面揭示纤维粉尘致病机理的重要性、即从矿物表面官能团、表面综合性状来探讨天然纤维     

几种纤维矿物粉尘的真空有机吸附及表面基团变化

利用真空有机吸附和红外光谱分析法,研究了几种纤维矿物粉尘对不同偶极矩的正己烷（偶极矩为０）、乙醚（偶极矩为１．１６）和吡啶（偶极矩为２．１９）的吸附特征及这种有机试剂对表面基团的影响。研究发现：纤维矿物粉尘对有机试剂的吸附能力并不完全与有机试剂的偶极矩大小成正比;部分纤维矿物粉尘对正己烷的吸附为化学吸附,吸附解吸后出现了１２６２￣１２６７ｃｍ＾－１、１３１１ｃｍ＾－１的新的ＩＲ谱带,它们应是部分纤     

玄武岩制备连续纤维熔融反应热力学研究

玄武岩纤维由天然岩石直接熔融拉丝制备而成，性能优异，其原料调控对纤维制备和性能提升有重要影响，熔融反应的热力学分析是研究原料特征的重要手段。本文以代表性玄武岩样品为原料，分析其矿物组成，进而构建复杂硅酸盐体系热力学模型，研究其在1400℃时的熔融反应热力学。结果表明，单一矿物如长石、辉石熔融反应的吉布斯自由能为负值且相对较小；钛铁矿、磁铁矿、磷灰石等矿物熔融反应的吉布斯自由能为正数。所选玄武岩样品熔融反应的吉布斯自由能为-225～-257 kJ/mol,表明可自发进行；样品熔融过程的理论能耗为2.4～2.5 GJ/t,接近某些玻璃纤维池窑工艺能耗(考虑窑炉热效率)。纤维的制备条件和性能参数与原料的成分关系密切，以直径约9μm的纤维为例，其拉丝温度及缠绕机线速度等条件各不相同，纤维表面光滑，断裂伸长率约3%～4%,弹性模量59～66 GPa,抗拉强度1700～2400 MPa;采用Giordano的模型，计算出不同原料成纤粘度(lgη)约0.70～1.21 Pa·s。本研究的热力学模型及实验结果可为玄武岩纤维制备的原料优选、能耗计算、条件调控及性能预测提供参考。     

多孔纤维矿物在氨基酸水溶液中的溶解性及其生物持久性研究

在模拟人体温度３７℃条件下,进行多孔纤维矿物粉尘与氨基酸作用的实验研究。在７２ｈ内溶解过程中ｐＨ值和电导率的变化结果表明,多孔纤维矿物在氨基酸中发生的溶解作用与到的性质有关,酸性氨基酸对矿物的溶解能力最强,中性次之,碱性最弱。其溶解过程在前８ｈ以内较强,以后趋于平缓,纤维矿物在氨基酸中的溶解程度从小到大为：斜发沸石－坡缕石、海泡石－蛇纹石,说明斜发沸石有较强的耐蚀能力,其生物持久性较高,而蛇纹石石     

纤维矿物生物活性研究的新进展

石棉、毛沸石、硅灰石、坡缕石、海泡石、水镁石是被国际癌症研究所（ＩＡＲＣ）列为具有致癌、潜在致癌作用或具有较强生物活性的六种纤维矿物,本文综述了目前国内外对这几种纤维矿物生物活性的研究状况及最新进展     

海南岛玄武岩石粉废渣制备连续纤维实验研究

玄武岩石粉废渣是玄武岩石材破碎加工过程中产生的废料,其粒度细、销路差,尚无成熟的大规模综合利用方法。本文采集海南岛不同地区的8组玄武岩石粉废渣,利用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)和X射线衍射仪(XRD)分析其化学成分和矿物组分,通过差示扫描量热仪(DSC)、能谱仪(EDS)及熔融实验分析其结晶性能,筛选出最符合玄武岩纤维原料特征的样品进行纤维制备研究。通过扫描电子显微镜(SEM)及XRD分析纤维表面形貌与结晶晶相,将其性能与标准纤维进行对比。结果表明,1 450℃时制得的纤维频繁断丝,表面结晶出大量树枝状及针状的硅灰石、石英、黄长石和磁铁矿;升温至1 480℃并保温1 h后成功制得的连续纤维,仍含有黄长石和磁铁矿,断裂强力略低于标准纤维。研究结果表明利用海南岛玄武岩石粉废渣制备连续纤维具有一定可行性,本研究为海南岛玄武岩石粉废渣的处理提供了导向性建议和理论基础。     

矿物—氨基酸水溶液的表面离子化及溶解作用研究

在矿物－氨基酸－水组成的多相体系中，矿物在氨基酸中的溶解作用是一个复杂的过程，其矿物的成分、结构和表面离子化是影响矿物溶解和络合的重要因素。水镁石、纤蛇纹石、硅灰石由于表面羟基化，在氨基酸水溶液中有较高的溶解度，溶解以配合作用为主；坡缕石、海泡石层状硅酸盐矿物表面羟基化作用较弱，与氨基酸的作用为配合作用和吸附作用并存，以后者为主；沸石矿物则以吸附作用为主。在中性氨基酸水溶液中，矿物的溶解度大小为：水镁石＞纤蛇纹石＞硅灰石＞海泡石＞坡缕石＞斜发沸石。     

陕南黑木林纤维水镁石矿地质特征及应用前景浅析

黑木林纤维水镁石矿是目前全球范围内已知的最大纤维水镁石矿床,赋存于加里东期侵入的超基性岩——斜方辉石橄榄岩中,该岩体已完全蛇纹岩化.矿体平均厚度约400m,长2400m,平面形态呈一长的透镜状.纤维水镁石平均品位4.322％.纤维水镁石是水镁石的变种矿物.纤维水镁石矿物呈纤维状或片状集合体,成分接近于水镁石理论值.属三...     

矿物纤维粉尘的表面特性及对生物活性的影响

通过对矿物纤维粉尘对人体的危害性及对环境影响的研究，提出了一些矿物产生毒理作用过程的假说和因素判定；研究了矿物与生物体之间的相互作用时应重视矿物表面－细胞物理化学作用，并依据初步试验提出表面特征是矿物纤维表征生物活性的关键因子（如表面活性域、催化作用等），而纤维性只是矿物表面特性的表征因素之一。     

天然水镁石纤维的化学松解技术

研究了不同表面活性剂对不同等级水镁石纤维的松解效果，通过对纤维悬浮液叩解度、粘度、纤维表面Zeta电位、纤维混凝土强度等的研究，并经扫描电镜分析，证明了化学松解工艺对水镁石纤维具有较好地劈分作用。表面活性剂种类及用量对纤维的叩解度、纤维的表面电位、悬浮液粘度均有影响，对不同等级纤维的影响有差异。随表面活性剂用量增加，纤维的叩解度、纤维表面的负电荷量、悬浮液的粘度一般均呈增加趋势。经过化学分散试验，水镁石纤维得到了较好松解，纤维直径由微米级下降至纳米级。将水镁石纤维应用于混凝土，抗折强度随纤维叩解度的增加而提高，说明纤维的化学分散有利于纤维对混凝土增强作用的发挥。     

纤维水镁石在氨基酸水溶液中的电化学及溶解作用研究

在模拟人体温度３７℃条件下,进行水镁石纤维粉尘与氨基酸作用的实验研究,测定在７２ｈ内溶液过程中ｐＨ值的电导率的变化,结果表明,纤维矿物在氨基酸中发生了有机配合作用,并且中性氨基酸对矿物的溶解能力最强。     

玄武岩纤维原料特征的统计及分析研究

玄武岩纤维是以玄武岩或他种成分相近的岩石为主要原料,经熔融后拉制而成的一种高性能纤维。天然矿石的成分波动会造成拉丝困难或纤维性能不稳定,本文收集了54组原料岩石以及114组玄武岩纤维样品的化学成分数据,研究归纳了玄武岩纤维所需原料的岩石学特征、参数指标特征和其他特征,分析提出了可拉丝岩石相关参数指标的最佳区间。适于生产玄武岩纤维的原料矿石,其特征可总结如下：岩石学方面,以基性岩以及SiO2含量为53%~57%的中性岩为佳,岩石类型最佳为玄武岩或安山玄武岩;岩石结构最佳为间隐结构、玻基斑状结构或玻璃质结构;构造的影响是间接的,主要为气孔或杏仁构造中可能含有的一些不利矿物的影响;矿物组成方面,蛇纹石、沸石等含水矿物会在熔融过程中产生气泡,影响纤维制备连续性的同时也有利于原料的充分熔融,镁橄榄石、磁铁矿等高熔点矿物会使原料在熔融阶段难以完全熔化,导致熔体不均匀并容易析晶。参数指标方面,可拉丝岩石的酸度系数（Mk）最佳区间为4.0~5.5;黏度系数（Mv）为2.0~3.0;硅铝氧化物与其他氧化物比值为1.5~3.0;氧化物组成的物质的量分数分布为n(RO)=20%~30%,n(RO2)=57%~70%,n(R2O3)=10%~16%（R为阳离子）。     

玄武岩纤维原料特征的统计及分析研究

玄武岩纤维是以玄武岩或他种成分相近的岩石为主要原料,经熔融后拉制而成的一种高性能纤维。天然矿石的成分波动会造成拉丝困难或纤维性能不稳定,笔者等收集了54组原料岩石以及114组玄武岩纤维样品的化学成分数据,研究归纳了玄武岩纤维所需原料的岩石学特征、参数指标特征和其他特征,分析提出了可拉丝岩石相关参数指标的最佳区间。适于生产玄武岩纤维的原料矿石,其特征可总结如下：岩石学方面,以基性岩以及SiO2含量为53%~57%的中性岩为佳,岩石类型最佳为玄武岩或安山玄武岩;岩石结构最佳为间隐结构、玻基斑状结构或玻璃质结构;构造的影响是间接的,主要为气孔或杏仁构造中可能含有的一些不利矿物的影响;矿物组成方面,蛇纹石、沸石等含水矿物会在熔融过程中产生气泡,影响纤维制备连续性的同时也有利于原料的充分熔融,镁橄榄石、磁铁矿等高熔点矿物会使原料在熔融阶段难以完全熔化,导致熔体不均匀并容易析晶。参数指标方面,可拉丝岩石的酸度系数（Mk）最佳区间为4. 0~5. 5;黏度系数（Mv）为2. 0~3. 0;硅铝氧化物与其他氧化物比值为1. 5~3. 0;氧化物组成的物质的量分数分布为n(RO)=20%~30%,n(RO2)=57%~70%,n(R2O3)=10%~16%（R为阳离子）。     

矿物表面活性与反应性

矿物表面活性是矿物表界面反应中一个重要的指标性参数。如矿物溶解和晶体生长、矿物表面吸附和表面络合反应、矿物表面氧化还原和催化反应,都与矿物表面活性相关。甚至生物矿物界面作用过程中,常用到矿物表面反应性氧基(ROS),其释放能力也与矿物表面活性密切相     

青蛤贝壳韧带的结构色及微结构

采用XRD、热失重分析、反射光谱及高分辨FE-SEM对青蛤贝壳韧带的矿物组成,结构色及微结构进行系统研究,结果表明:1)青蛤韧带由78%文石矿物,18%的蛋白质及少量的水组成,文石矿物呈纤维状,纤维的直径约138 nm,相邻纤维中心的间距约164 nm;2)韧带可呈现蓝,黄色结构色;3)韧带具有明显的层状结构特征,生长层的厚20μm~40μm,同一生长层中文石纤维长轴定向排列,而相邻层纤维长轴的定向不一致,并呈现一种新的结构类型“-交叉棱柱层”结构。再者,青蛤韧带中的文石纤维构成了一类特殊的2D准周期光子晶体。     

纤维水镁石的环境安全性研究

纤维水镁石的环境安全性研究＊董发勤万朴周开灿（西南工学院，绵阳６２１００２）刘杰罗素琼＊＊（陕南石棉矿，陕西宁强７２４４０１）（华西医科大学，成都６１００４４）关键词纤维水镁石环境矿物粉尘安全评估由于大量纤维日益广泛地应用于众多的工业领域，非职业接触...     

贵州赫章地区玄武岩拉丝试验研究

对采自贵州省赫章县不同地区的16件致密状和3件杏仁状玄武岩进行了拉丝试验,从化学成分、矿物成分、拉丝温度、试验转速、析晶上限温度等方面分析了拉丝成功的影响因素,讨论了本区玄武岩作为生产连续玄武岩纤维原矿石的可能性,同时探讨了生产连续玄武岩纤维的拉丝作业温度.结果 表明,赫章县不同地区19件玄武岩,16件拉丝成功、3件拉丝失败;16件致密状玄武岩有15件拉丝成功、3件杏仁状玄武岩有2件拉丝失败.该区致密状玄武岩化学成分和矿物成分绝大部分符合连续纤维用玄武岩标准,具有重要的开发利用价值;利用本区致密状玄武岩生产连续纤维过程中,拉丝作业温度应高于1350 ℃.     

机械力化学改性硅灰石机理研究

天然硅灰石矿物具有特殊的针状结构,白色,无毒,是橡胶、塑料的理想填料。添加硅灰石填料,可降低橡胶制品的生产成本,提高橡胶的力学性能,赋以橡胶自身所没有的特殊功能。其作用大小取决于硅灰石／橡胶界面的结合状态。硅灰石系亲水性矿物,与橡胶相容性差。界面能否形成良好的粘结,硅灰石矿物表面性能是关键。经超细粉碎、表面改性可以提高硅灰石表面活性,增强与橡胶的粘结强度。但是,当硅灰石经超细粉碎,粒度为微米级或纳米级,粉体容重为０－１５ｇｃｍ３,以表面化学改性方法加入偶联剂,经高温高速搅拌,不但破坏硅灰石的长…     

俄罗斯奥斯泊矿区(11~#矿)碧玉的宝石矿物学研究

本文以采自俄罗斯奥斯泊矿区11#矿的碧玉样品作为研究对象,采用常规的宝石学测试、傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜、X射线粉晶衍射仪,对其表面微观形貌、矿物组成、化学成分特征进行了较全面的研究。研究表明,俄罗斯奥斯泊11#矿区碧玉主要的矿物组成为透闪石,内含的黑色点状矿物为铬铁矿。结晶度较好,矿物结晶颗粒局部具有定向性,结构主要为毛毡状纤维交织变晶机构,使其具很高的韧性。俄罗斯奥斯泊11#矿碧玉的主要化学成分为MgO、SiO2、CaO,与透闪石类玉一致,与含铁量较高的新西兰碧玉不同,其主要矿物成分为透闪石。     

聚丙烯纤维改良膨胀土干缩裂隙试验研究

为了更好地探究聚丙烯纤维对膨胀土干缩裂隙的抑制作用,在相同的蒸发温度下分别从定性和定量两个方面对有纤维和无纤维的膨胀土表面裂纹发展、演变和特征进行分析。研究结果表明,水分蒸发过程中聚丙烯纤维对膨胀土的裂缝有显著的抑制作用,而在干缩裂缝形成过程中裂缝数量与裂缝接缝的比值γ能够反映裂缝的穿透程度,其值越小,裂缝的穿透程度越强。这种物理改良方式能够使聚丙烯纤维与膨胀土连接成为整体,进而将干缩应力扩散到膨胀土中,有效减缓其裂缝发展的速度。研究成果可在干缩裂隙膨胀土地区路基处理中推广应用。