湖南湘潭锰矿锰钾矿-天然氧化物八面体分子筛(OMS-2)在HRTEM下的微结构特征研究

在对湖南湘潭锰矿次生氧化带中天然锰钾矿鉴定的基础上．采用HRTEM对该地区结晶程度差、呈隐晶质集合体的天然锰钾矿微结构进行研究．结果表明：Mn,K,O为样品的主要元素．还含少量Cu,Si．Al,Mg,Fe等杂质元素;锰钾矿表现出一维针状的纳米晶,大多数纳米晶的宽度〈100nm;对选区电子衍射（SAED）计算d值并指标化．确定是锰钾矿,而电子衍射所表现出的弥散环、衍射斑点圆弧化和拉长,均表明该地区样品结晶度差、具有超结构和一定择优取向的特征,这与锰钾矿呈一维针状纳米晶的特征相一致。在锰钾矿的晶格像中,普遍存在晶格畸变、位错缺陷和超结构现象。因此,结晶度较差、颗粒细小至纳米级、结构的有序度较低等是该地区锰钾矿的主要特点。     

湖南湘谭锰矿次生氧化带中天然锰钾矿晶胞参数的修正

应用Rietveld -DBW 941 1和Pirum程序对湘潭锰矿次生氧化带中天然锰钾矿的X射线粉晶衍射数据进行了晶胞参数的修正 ,首次给出其晶胞参数 :a0 =0 .9974nm ,b0 =0 .2 86 3nm ,c0 =0 .9693nm ,β =91 .467° ,V =2 76 .66× 1 0 - 3nm3,同时指出天然锰钾矿晶体结构精细化的难点在于其呈隐晶质集合体的特征导致衍射峰宽化、背底高和不对称     

应用电子探针技术研究桂西南下雷锰矿床锰钾矿的结构特征

八面体分子筛(OMS-2)具有2×2孔道结构,在离子交换、催化剂、能源和环境等方面具有非常重要的应用价值,然而天然OMS-2矿物材料——锰钾矿在典型结构的成分精细表征和成因研究等方面仍然缺乏.环带和核-边结构在锰氧化物矿物的结构中非常具有代表性,明确其矿物种属、探索其成分特征对于探究其成因、开拓锰氧化物的应用具有重要意...     

天然锰钾矿催化活性实验研究

利用天然锰的氧化物矿物及合成MnO2催化分解过氧化氢溶液．对比研究锰钾矿的催化活性。在0℃下锰钾矿催化分解H2O2的活性远大于天然软锰矿、恩苏塔矿和分析纯MnO2,原因是锰钾矿具有较大的比表面积及特殊的晶体化学特征。锰钾矿分解不同浓度H2O2溶液的反应能很好遵循langmuir—Hinshelwood动力方程式。XRD分析表明锰钾矿反应后结构未发生改变,重复实验锰钾矿催化分解H2O2的活性未见降低。     

天然锰钾矿处理印染废水实验研究

利用天然锰钾矿处理印染废水，讨论了介质pH值、样品用量、样品粒径、反应时间、光照和同存电解质等实验条件对活性艳红X—3B印染废水脱色速率的影响。处理了工业中常用的10种活性染料印染废水和华丰印染厂实际废水，大部分染料的脱色率达到了95％，处理后的华丰印染厂的CODcr和色度都达到了纺织染整工业废水排放一级标准，且天然锰钾矿可以被重复使用。锰的溶解情况研究结果表明，加入染料后，溶液中Mn(Ⅱ)的浓度大大提高，表明染料能将Mn(Ⅳ)还原为可溶的Mn(Ⅱ)，即染料与锰钾矿颗粒物界面发生了氧化还原反应，使染料的发色基团破坏而导致脱色。     

天然锰钾矿氧化降解水体中苯酚实验研究

在酸性条件下进行了锰钾矿氧化降解水体中苯酚的实验研究，结果表明：室内自然光照和氧气环境不影响苯酚降解；反应溶液酸度越大，反应进行得越快；样品用量越多、粒径越小，越有利于降解反应；反应温度升高与振荡速度增大也有利于降解反应的进行；共存电解质氯化钠、氯化钙不影响降解反应，而磷酸钠与醋酸钠则不利于降解反应。当介质pH值为2、1，160～200目锰钾矿用量为10g／L，反应温度为25℃，振荡速度为200r／min，反应8h，对50mL浓度为100mg／L苯酚的降解率基本上达到100％，达到了工业排放标准。从反应产物初步推断，苯酚降解的实质是锰钾矿氧化降解作用，为处理苯酚废水增加了一种有效的方法，并拓宽了天然锰钾矿的开发应用前景。     

天然锰钾矿吸附水溶液中Hg^2＋的实验研究

利用粉碎分级的天然锰钾矿去除水溶液中Hg^2 的实验研究表明：反应平衡时间约为20小时；pH值对其吸附率影响很大，在中性（氯化物在偏碱性）条件下吸附率较高；溶液中阳离子的存在会产生竞争吸附而降低对Hg^2 的吸附量，2价金属离子较1价金属离子对Hg^2 竞争干扰明显；溶液中Cl^-的存在能明显降低对Hg^2 的吸附量。对等温吸附曲线的回归分析得出在浓度为5～350mg/L段能很好地符合Langmuir单吸附位吸附曲线，并计算出在该实验条件下其最大理论吸附量为27.6mg/g。解吸实验结果表明，在无其他电解质参与的条件下解吸量较少，受多种电解质干扰时其解吸率不超过20%。     

天然锰钾矿处理含Cd^2＋废水实验研究

利用天然锰钾矿处理实验室内配置的含Cd^2 废水，结果表明：天然锰钾矿对水溶液中Cd^2 的去除达平衡需2d以上；锰钾矿粒径越小对Cd^2 的去除量越大；溶液中例Cd^2 的浓度不太高时，去除量随溶液浓度的升高而增大；在酸性介质中去除量随pH值增大先降低后增大，pH值超过6．3时天然锰钾矿表面开始带负电荷，在弱碱性介质中去除量最大；不同电解质对去除量的的影响主要是由Cl^-与Cd^2 的络合造成的。实验浓度范围内能很好地用Langmuir吸附等温线拟合，对Cd^2 0的最大吸附量为5．54mg/g。锰钾矿处理含Cd^2 废水的过程中伴随有K^ 和Mn^2 溶出。处理Cd^2 后的锰钾矿渣，经超声并淋滤后仍有大部分的Cd^2 被固持，固持率可达去除量的79．82％。     

锰钾矿处理高浓度含酚废水研究

对人工合成锰钾矿氧化降解高浓度含酚废水的特性进行了研究。结果表明,体系酸度和矿物用量是影响废水处理效果的重要因素。加酸量为0.12 mol/L,矿物用量20 g/L,温度70℃,反应时间3 h时效果最佳,废水总酚含量由1269 mg/L降低至268 mg/L,同时CODCr与TOC去除率为31.2%和70.5%。经GC/MS测定,水中酚类物质为苯酚、甲基苯酚、二甲基苯酚,最佳条件下,酚类物质浓度已低至检测限以下,水中残余吲哚、长链烷烃、喹啉及其衍生物等难降解有机物。     

锰钾矿光催化降解苯酚及其影响因素研究

利用回流法合成隧道结构的锰钾矿,并研究其光化学降解苯酚的效果及影响因素。分别采用X射线衍射、原子吸收光谱、扫描电镜、透射电镜和BET氮气吸附法对锰钾矿的晶体结构(包括晶型、晶胞参数和结晶度)、化学组成、微观形貌和比表面积进行了表征。研究表明,非光照时锰钾矿对苯酚的降解效果较差,光照能显著促进锰钾矿对苯酚的降解;光照条件下,p H值减小能显著促进锰钾矿对苯酚的降解;锰钾矿用量增加至1.00 g/L时能显著促进锰钾矿降解苯酚,但继续增加矿物用量却显著降低苯酚降解率;非光照条件下,p H值减小和矿物用量增加不能显著促进锰钾矿降解苯酚。     

高硫酸盐矿山废水的处理方法研究进展

高硫煤矿闭坑后成为埋藏在地表以下深部的产酸污染场,对相邻含水层和周边环境造成了潜在危害,且因采动效应影响和矿井空间分布复杂导致相邻含水层的污染过程与污染程度评价困难。以某闭坑矿区为研究对象,选取SO₄ ²⁻作为特征污染物,考虑多煤层采动裂隙对含水层结构的破坏影响,运用数值模拟技术对闭坑矿区酸性矿井水中SO₄ ²⁻污染迁移特征进行研究,并分析流体扩散系数对含水层污染物运移的影响。结果表明：SO₄ ²⁻在二叠系童子岩组砂岩含水层中水平迁移面积随时间增大而增大,增大速率逐渐减小,垂向渗透系数扩大10倍,空间变异性增强;闭坑5、10、15 a后,最大水平迁移距离分别为215、414、612 m,最大垂向迁移距离分别达到50、65、70 m;而扩散系数越大,产酸时间越长,SO₄ ²⁻迁移距离和污染范围将随之增大,相较于水平方向,垂向上SO₄ ²⁻浓度变化对扩散系数的敏感度更高。基于模拟结果,结合闭坑矿区实际条件,针对性提出了“源头减量−过程阻断−末端治理”的综合防控与治理方案。研究结果将为该闭坑煤矿酸性矿井水污染治理与防控提供理论基础,也为其他同类矿井提供科学借鉴。

     

钛白副产绿矾生产聚合硫酸铁的研究

本文以钛白副产品绿矾为原料,氧化后,加入聚合剂生产聚合硫酸铁。     

中国锰矿勘查进展及需要解决的主要问题

锰矿是我国大宗紧缺矿产之一。近年来中国南华系、石炭系、二叠系、三叠系锰矿取得突破性进展,新增锰矿资源量达15亿吨,完成国家“358”锰矿战略目标,进一步丰富了“内源外生”等成矿理论。但目前锰矿远景资源量储备不足,锰矿科研工作尚需深入开展。本文较全面地总结了我国锰矿勘查工作及成矿理论的进展,提出需要解决的主要问题,指出了下一步工作部署的建议。     

甲烷和固态硫酸钙的热化学还原反应模拟实验初步研究

碳酸盐岩地层中常伴有硫酸盐岩的沉积，在一定的温度和压力条件下，干酪根热降解生成的气态烃与硫酸盐岩接触后发生热化学还原反应(简称为TSR反应)，使气态烃消失，这可能是造成生气死亡线的主要原因之一。本文对CH4-CaSO4热化学还原反应的热力学问题进行了探讨，发现该反应能够自发进行，而且升高温度对反应有利。利用高温高压模拟装置对CH4-CaSO4反应体系进行了初步的模拟实验研究，通过微库仑、气相色谱和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等分析手段对实验结果进行了进一步验证。结果表明，甲烷和固态硫酸钙能够发生热化学还原反应，生成硫化氢、碳酸钙和水。最后，将CH4-CaSO4反应体系同国内外的研究工作进行了对比，认为本实验研究能够更好地补充和完善TSR反应体系，解释地质条件下工业气藏的死亡线问题。     

二价锰盐还原KMnO4合成锰矿物及其影响因素研究

以二价锰盐还原KMnO4的方法合成锰矿物,运用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等手段对矿物的结构进行表征,探讨合成体系中锰摩尔比R(Mn2+:Mn7+)(分别为1∶1、1∶2、1∶3、1∶4)、合成温度(分别为30℃、50℃、70℃、90℃、110℃)以及阴离子类型(分别为Cl-、SO42-、NO3-)等条件对锰矿物形成的影响.研究表明:随着R从1∶1到1∶4逐渐减小,形成的锰矿物由锰钾矿向水钠锰矿转变,锰氧化度也相应的增加;阴离子类型的不同会影响反应所得矿物的种类和结晶度;随着合成温度的升高,锰矿物的结晶度增大,锰氧化度略有升高.     

废弃矿井充水问题及其研究和治理方法——以美国匹兹堡煤田为例

以美国匹兹堡煤田为例,介绍了废弃矿井地下水回充、相邻矿井水连通和自流排泄出地表,以致造成河水污染,生产矿井涌水量增加,甚至导致生产矿井水害事故等问题。强调应基于GIS和GPS等技术对这类矿区进行水文地质填图,设立长期水位水质观测站,并有针对性的设置矿井水处理厂。针对我国废弃矿井充水问题提出了建议。     

湖南桃江响涛源锰矿地球化学特征及其成因意义

湖南响涛源锰矿位于湘中桃江成锰盆地。盆地内发育一组NNW向同沉积断裂,形成了一系列断陷槽,控制了沉积岩相的分布,其中黑色页岩、含锰灰岩、碳酸锰矿为成矿最佳的岩性组合。矿石的化学组分多样,Co、Ni、Pb、Mo和Ba等丰度较高,Co/Ni、SiO2/Al2O3、(Fe+Mn)/Ti、Al/(Fe+Mn+Al)、Fe/Ti比值以及Co/Zn-(Cu+Ni+Co)和Fe-Mn-(Cu+Ni+Co)图解揭示锰矿成矿过程中有海底热水的参与;稀土元素配分模式、Ce、Eu异常表示锰矿形成于被动大陆边缘环境,并具有热水沉积特征;碳同位素结果显示出富集碳的轻同位素的特征,反映了响涛源锰矿成矿过程中深部热水沉积及生物作用的特征;氧同位素计算古温度为湘中响涛源锰矿床的低温热水沉积成因提供了有利的佐证。     

The aging of gypsum in underground mines

The aging properties of gypsum extracted from two underground mines in France (Livry–Gargan and Grozon) have been highlighted by means of observation performed using scanning electron microscopy on samples taken along horizontal boreholes drilled through to the middle of several pillars. The aging process is exhibited by the presence of traces of dissolution (edges of the dissolved crystals, corroded crystalline surfaces, important intra- and intercrystalline space). These dissolution figures decrease in number and in intensity from the wall heading towards the middle of the pillar. The “older” pillars display a greater number of dissolution traces than the “more recent” pillars. Then, the role of the aging has been assessed by determining various physical and mechanical parameters on cylindrical samples of 38 mm in diameter and 76 mm in height, machined from the set of drilled boreholes. The following parameters have been quantified: density, grains density, total porosity, porosity accessible to water, intrinsic permeability to nitrogen, velocity of ultrasonic compression and shear waves, dynamic Young's modulus, dynamic Poisson's ratio, uniaxial compressive strength and static Young's modulus. Significant variations in parameter values between the wall and the middle of the pillar were recorded and recognized as being strongly correlated with the intensity of dissolution traces, and hence with gypsum aging.     

石英砂表面锰胶膜的合成及其影响因素研究

以石英砂为载体在其颗粒表面合成锰胶膜运用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等手段对胶膜中矿物的结构进行表征,探讨体系中不同锰摩尔比R(Mn~(2+)、Mn~(7+)摩尔比分别为1:1、1:2、1:3、1:4)、合成温度(30、50、70、90、110℃)、搅拌时间(48、72、96 h)和石英砂添加量(5、10、20、30、40 g)等因素对锰胶膜合成的影响。研究结果表明,随着R的减小,锰胶膜中的锰钾矿向水钠锰矿转化且矿物的结晶度增大,锰含量减小,晶体颗粒逐渐增大;随着温度的升高,胶膜中矿物的结晶度增大,锰含量下降,但矿物类型没有变化;搅拌不会影响胶膜的矿物类型,但搅拌时间越长胶膜中锰矿物含量越高;随石英砂添加量的增大胶膜中锰矿物类型不变,但其结晶度减弱,锰含量先降低但在石英砂添加量为10 g时开始升高。