石英砂表面铁胶膜的合成——pH和铁摩尔比[Fe(Ⅱ)]/[Fe(Ⅲ)]的影响

本研究以石英砂为载体,在其颗粒表面合成铁胶膜,并探讨合成体系不同初始pH(5,6,7)及铁摩尔比(R=[Fe(Ⅱ)]/[Fe(Ⅲ)])等条件对铁胶膜形成的影响。研究表明,在初始pH相同的情况下,当R为0时,铁胶膜的矿物成分为弱晶质的水铁矿;R为0.01时的矿物成分为赤铁矿;R分别为0.02、0.04、0.06和0.10时为针铁矿,且随着R增加,X射线衍射(XRD)图谱中针铁矿的峰强度逐渐增加,扫描电镜(SEM)可观察到针铁矿晶形逐渐变大,且在R为0.10时晶体形貌最大;当R为0.50和体系只加入Fe(Ⅱ)时合成的铁矿物主要为针铁矿与磁铁矿的混合物。当R一定时,随着合成体系初始pH的增加,胶膜中针铁矿的XRD峰强度逐渐增强,在初始pH为7时其峰最强,且晶形逐渐变大。     

聚合氯化铝铁中Al(Ⅲ)对Fe(Ⅲ)稳定性的保护作用

对以NaOH为碱化剂合成的聚合氯化铝铁(PAFC)及其合成前体聚合氯化铝(PAC)、聚合氯化铁(PFC)的低温干燥胶体进行了表征。红外光谱证实PAFC中存在Fe-O-HAl基团;X射线衍射结果证实了PAFC中有着与PAC、PFC不同形态的Al(Ⅲ)、Fe(Ⅲ)羟基配合物,这些Fe-Al羟合异核多核共聚物是长程无序的;扫描电镜能谱分析表明:短程有序的Al-OH-Fe羟合物在Fe(Ⅲ)、Al(Ⅲ)继续水解的过程中与它们一起随机排列,形成长程无序的Fe-Al羟合异核多核共聚物无定形胶体。Al(Ⅲ)对Fe(Ⅲ)的保护作用包括三个方面:Al(Ⅲ)对Fe(Ⅲ)的水解有催化作用,使Fe(Ⅲ)形成更多细微的结晶中心而不是相互聚集生成较大的结晶;大量Al(Ⅲ)的存在使Fe(Ⅲ)羟合物之间的碰撞受到制约,相当于降低了Fe(Ⅲ)的有效浓度,延缓了Fe(Ⅲ)的迅速水解;大量短程有序的Al-OH-Fe羟合物的存在破坏了Al13相及-βFeOOH相的生成环境,有效地保护了Fe(Ⅲ)胶团并使它们在水溶液中的稳定时间大大增加。     

Fe(Ⅱ)/铁氧化物表面结合铁系统还原有机污染物的研究进展

在土壤和沉积物的自然厌氧环境中,铁氧化物可被铁还原茵等微生物异化还原产生Fe(Ⅱ),形成的Fe(Ⅱ)/铁氧化物表面结合铁系统具有还原活性,可使有机污染物还原转化.综述了含卤和含硝基有机污染物的非生物还原转化过程和表面结合铁系统与有机污染物之间的界面反应机理,进而揭示了污染物在环境中的赋存状态和迁移转化规律;重点分析了影响该还原过程的因素,如铁氧化物类型、pH值、Fe(Ⅱ)与铁氧化物接触时间,以及过渡金属、腐殖酸等竞争因子对反应过程的影响.强化自然界中天然的Fe(Ⅱ)/铁氧化物表面结合铁系统在有机污染治理中的作用,在受污染环境修复领域具有广阔的应用前景.     

Fe(Ⅱ)/铁氧化物表面结合铁系统还原有机污染物的研究进展

在土壤和沉积物的自然厌氧环境中,铁氧化物可被铁还原菌等微生物异化还原产生Fe(Ⅱ),形成的Fe(Ⅱ)/铁氧化物表面结合铁系统具有还原活性,可使有机污染物还原转化。综述了含卤和含硝基有机污染物的非生物还原转化过程和表面结合铁系统与有机污染物之间的界面反应机理,进而揭示了污染物在环境中的赋存状态和迁移转化规律;重点分析了影响该还原过程的因素,如铁氧化物类型、pH值、Fe(Ⅱ)与铁氧化物接触时间,以及过渡金属、腐殖酸等竞争因子对反应过程的影响。强化自然界中天然的Fe(Ⅱ)/铁氧化物表面结合铁系统在有机污染治理中的作用,在受污染环境修复领域具有广阔的应用前景。 [HT5H]关 键 词:[HT5K]     

不同铁、氮转化功能微生物对Fe(Ⅱ)化学氧化的响应

在地下水位波动带、地表水-地下水交互带等氧化还原变化区域,O2会与Fe（II）发生反应产生活性氧,如·OH、·O2-、H2O2等.这些活性氧具有生物毒性,可能对微生物的存活产生影响,而不同的功能微生物对Fe（II）化学氧化产生活性氧的响应可能不同.为了验证这一科学假设,选取了一种Fe（II）氧化菌Pseudogulbenkiania sp.strain 2002（strain 2002）和两种氨氧化细菌Rhodococcus sp.（A1）和Arthrobacter oxydans（A2）作为模式菌种,并与铁还原菌Shewanella oneidensis strain MR-1（MR-1）对比,研究了Fe（II）化学氧化过程中微生物数量、细胞结构的变化,通过淬灭实验探究了活性氧的贡献.结果表明,不同功能微生物对Fe（II）化学氧化的响应截然不同.0.2 mmol/L Fe（II）氧化60 min后,MR-1数量下降了1.61个数量级,A1和A2分别下降了0.74和1.37个数量级,而strain 2002的存活几乎不受Fe（II）氧化的影响.透射电镜观察结果显示,MR-1、A1和A2菌细胞的外膜受到了不同程度的破坏,而strain 2002完好无损.淬灭实验结果表明,溶液中和胞内生成的活性氧是造成功能微生物死亡的原因,但是不同微生物由于对Fe（II）的吸附性能和对活性氧的抵御能力不同,因而对活性氧的响应机制不同.该研究结果对于诠释现代环境氧化还原变化区域微生物群落演化及地球史上氧气大爆发事件的生物地球化学过程具有重要的借鉴意义.     

Fe(Ⅲ)水解过程中的Fe同位素分馏研究

三价铁水解是铁地球化学循环中的一个重要过程,在一定程度上控制了铁在水体中的运移和再分配。实验研究了Fe(Ⅲ)在20℃和46℃水解生成沉淀过程中,上清液的存在形态以及该过程导致的Fe同位素分馏。20℃水解实验有两个时间长度,分别是95天和130天,水解实验结束时上清液中的Fe(Ⅲ)主要以胶体形式存在。不同的水解时间导致的Fe同位素分馏在误差范围内是一致的。20℃水解实验结束时上清液和沉淀之间56Fe/54Fe的同位素组成之间的差异Δ56FeFe(Ⅲ)sup-Fe(Ⅲ)pre为1.15‰;46℃水解实验的时间长度为95天,结束时上清液中的Fe(Ⅲ)主要以离子形式存在,46℃水解实验结束时Δ56FeFe(Ⅲ)sup-Fe(Ⅲ)pre为1.37‰。通过瑞利分馏的公式计算出20℃和46℃时Fe(Ⅲ)水解过程中沉淀和上清液间的瞬时平衡分馏系数分别为0.999 121和0.999 260。     

Fe–Mg Interdiffusion in (Mg,Fe)O

We have performed a series of interdiffusion experiments on magnesiowüstite samples at room pressure, temperatures from 1,320° to 1,400°C, and oxygen fugacities from 10^?1.0 Pa to 10^?4.3 Pa, using mixed CO/CO₂ or H₂/CO₂ gases. The interdiffusion couples were composed of a single-crystal of MgO lightly pressed against a single-crystal of (Mg_1-x Fe _x )_1-δO with 0.07<x<0.27. The interdiffusion coefficient was calculated using the Boltzmann–Matano analysis as a function of iron content, oxygen fugacity, temperature, and water fugacity. For the entire range of conditions tested and for compositions with 0.01<x<0.27, the interdiffusion coefficient varies as $$\tilde D\, =\,2.9\times10^{ - 6}\,f_{{\text{O}}_2 }^{0.19}\,x^{0.73}\,{\text{e}}^{ - (209,000\, -\,96,000\,x)/RT}\,\,{\text{m}}^{\text{2}} {\text{s}}^{ -1} $$ These dependencies on oxygen fugacity and composition are reasonably consistent with interdiffusion mediated by unassociated cation vacancies. For the limited range of water activity that could be investigated using mixed gases at room pressure, no effect of water on interdiffusion could be observed. The dependence of the interdiffusion coefficient on iron content decreased with increasing iron concentration at constant oxygen fugacity and temperature. There is a close agreement between our activation energy for interdiffusion extrapolated to zero iron content (x=0) and that of previous researchers who used electrical conductivity experiments to determine vacancy diffusivities in lightly doped MgO.     

广东怀集藤铁铁(铜)矿床地质特征

藤铁铁(铜)矿床是产于连阳岩体南缘鱼鹿岩株内外接触带上的典型矽卡岩型矿床.矽卡岩铁(铜)矿体呈似层状、透镜状产出,共生铜矿体位于铁矿体之上下盘,伴生组分Cu、Sn、Bi可综合利用.总结了铁(铜)成矿受高硅高碱质富挥发组分岩体、钙镁碳酸盐围岩以及接触带构造和断裂带构造的控制规律,对指导区域铁铜的地质找矿具有实际应用意义.     

铁氧化物铜金矿床(IOCG)研究进展

<正>1 IOCG的定义IOCG矿床是英文Iron Oxide-Copper-Gold矿床的缩写,中文翻译为铁氧化物铜-金矿床或氧化铁铜-金矿床。铁氧化物铜金矿床(IOCG)于1992年被正式提出(Hitzman et al.,1992),是目前全球最新的重要矿床类型。经过20年的发展,正与斑岩型、VMS、SEDEX、MVT等矿床类型一样被大家广为所知。Williams et al.(2005)提出了一个基于实践经验的定义,他认为IOCG矿床具有以下特征:(1)成矿元素以铜为主,     

A.ferrooxidans培养过程中Al/Fe(摩尔比)对铁矿物形成产物的影响

主要研究了磷酸铝(Al PO4)的加入量对氧化亚铁硫杆菌HX3培养液中铁矿物形成的影响,并对相应沉淀产物进行了结构表征分析。结果表明,Al PO4的加入对细菌培养过程中Fe2+的氧化无明显影响,但可促进Fe3+的水解和初始铁矿物相的形成,也可加速黄钾铁矾的转化形成。Al/Fe(摩尔比)为0. 04～1的培养液中主要形成产物为施威特曼石和黄钾铁矾; Al/Fe为0. 4和1时另有磷酸铁矿形成。较高的Al/Fe比值和磷酸根含量有利于磷酸铁矿的形成。     

影响高岭土中Fe(Ⅲ)生物还原的因素

考察不同因素对异化铁还原菌(Dissimilatory Iron Reducing Bacteria,DIRB)还原高岭土中Fe(Ⅲ)的影响,通过在底液中添加不同有机酸、草酸盐、络合剂和重金属离子来研究微生物还原铁的机制。结果发现,添加草酸对微生物还原铁有明显的促进作用,而乙酸和水杨酸则抑制了微生物的生长;添加草酸钠的实验表明草酸对微生物的促进作用是通过草酸根离子的作用而与草酸的酸性并无联系;络合剂(NTA)可以提高微生物异化铁还原量,而EDTA不影响铁还原的作用;Cu(Ⅱ)对微生物具有毒害作用从而抑制了微生物的还原活性,Mn(Ⅱ)对铁的还原则有明显的促进作用。此外,采用logistic方程对有促进作用的曲线进行拟合,发现添加草酸钠对微生物的还原铁促进作用最大。     

Fe°对U(Ⅵ)的地球化学屏障

通过静态吸附和动态实验研究了U(VI)在黏性土壤中加入Fe0与未加Fe0的吸附量和迁移速度。静态结果表明:加入Fe0使黏性土壤的吸附量、最大吸附量都大于未加Fe0的黏性土壤;通过180d的土柱动态迁移实验,U(VI)在加入Fe0的土柱中迁移了3cm;而在未加Fe0的土柱中迁移了5cm。因此,加入Fe0使U(VI)在核废料处置场天然屏障中的迁移速度降低,因而也减缓了铀污染源进入地下水的风险,使地球化学屏障更安全。     

土壤游离态Fe(Ⅱ)催化氧化铁矿物晶相转变的Fe原子交换机制

<正>氧化铁作为高活性矿物的重要内因是以变价元素铁构成的氧化铁循环过程活跃。土壤铁循环是一个特殊微生物驱动的生物地球化学过程,长期以来普遍认为,以氧化铁矿物为末端电子受体、铁还原菌通过氧化电子供体藕联的氧化铁异化还原过程[1],与以游离态Fe(II)为电子受体、铁氧化菌作用产生的Fe(II)微生物氧化成矿过程[2],组成了完整的铁循环链[3](图1过程I和II)。1980年底有研究发现,厌氧条件下游离态     

纳米铁去除饮用水中As(Ⅲ)和As(Ⅴ)

在好氧水体中,As(Ⅲ)比As(Ⅴ)更易迁移,而且在水处理过程中去除效率更低。在实验室合成制得BET比表面积为49.16 m2/g,直径范围为20~40 nm的纳米铁。通过批试验考察纳米铁对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)去除能力及其反应动力学情况。结果表明,在pH为7,温度20℃时纳米铁能够快速地去除As(Ⅲ)和As(Ⅴ),在60 m in内,0.25 g纳米铁对起始浓度为968.6μg/L As(Ⅲ)和828.9μg/L As(Ⅴ)的去除率大于99.5%。反应遵循准一级反应动力学方程,标准化后的As(Ⅲ)和As(Ⅴ)比表面积速率常数kSA分别为1.30 mL/(m2.m in)和1.64 mL/(m2.m in)。由实验结果可知,具有高反应活性的纳米铁是用于含砷饮用水处理非常有效的吸附材料。     

Ferrovalleriite, 2(Fe,Cu)S · 1.5Fe(OH)2: Validation as a mineral species and new data

Ferrovalleriite, ideally 2(Fe,Cu)S · 1.5Fe(OH)₂, a layered hydroxide-sulfide of the valleriite group and an analog of valleriite with Fe instead of Mg in the hydroxide block, has been approved by the IMA Commission on New Minerals, Nomenclature and Classification as a valid mineral species. It was found in the Oktyabr’sky Mine, Noril’sk, Krasnoyarsk krai, Siberia, Russia. Ferrovalleriite occurs in cavities of massive sulfide ore mainly consisting of cubanite and mooihoekite. In different cases, it is associated with magnetite, Fe-rich chlorite-like phyllosilicate, ferrotochilinite, hibbingite, or rhodochrosite. Ferrovalleriite forms crystals flattened on [001] (from scaly to tabular; up to 5 mm across and up to 0.3 mm thick), typically split and curved. Occasionally, they are combined into aggregates up to 1.5 × 2 cm. Ferrovalleriite is dark bronze-colored, with a metallic luster and black streak. The Mohs’ hardness is ca. 1; VHN is 35 kg/mm². Cleavage is perfect parallel to {001}, mica-like. Individuals are flexible and inelastic. D(calc) = 3.72 g/cm³. In reflected light, ferrovalleriite is pleochroic from yellowish to gray; bireflectance is moderate. Anisotropy is strong, with bluish gray to yellowish beige rotation colors. Reflectance values [R ₁–R ₂ %, (λ, nm)] are: 15.6–16.6 (470), 14.8–20.5 (546), 14.7–22.3 (589), 14.5–24.1 (650). The IR spectrum shows the presence of (OH) groups bonded with Fe cations and the absence of H2O molecules. The chemical composition of the holotype (wt %; electron microprobe, H content is calculated) is as follows: 0.10 Al, 0.03 Mn, 45.31 Fe, 0.07 Ni, 18.29 Cu, 20.37 S, 15.62 O, 0.98 H, total is 100.77. The empirical formula calculated on the basis of 2 S atoms is: Al_0.01Fe_2.55Cu_0.91S₂(OH)_3.07 = (Fe_1.09Cu_0.91)_Σ2S₂ · (Fe _1.34 ²⁺ Fe _0.12 ³⁺ Al_0.01)_Σ1.47(OH)_3.07. The structure of ferrovalleriite is incommensurate (misfit); two sublattices are present: (1) sulfide sublattice, space group $R\bar 3m$ , R3m or R32; the unit-cell dimensions are: a = 3.792(2), c = 34.06(3) Å, V = 424(1) ų and (2) hydroxide sublattice, space group $P\bar 3m1$ , P3m1 or P321; the unit-cell dimensions: a = 3.202(3), c = 11.35(2)Å, V = 100.8(3) ų. Together with this main polytype modification with three-layer (R-cell, Z = 3) sulfide block, the holotype ferrovalleriite contains the modification with one-layer (P-cell, Z = 1) sulfide block (sulfide sublattice with $P\bar 3m1$ , P3m1 or P321, unit cell dimensions: a = 3.789(4), c = 11.35(1) Å, V = 141(5) ų). The strongest reflections in the X-ray powder pattern (d, Å-I) are: 5.69–100; 3.268–58; 3.163–36; 1.894–34; 1.871–45.     

甘肃桦树沟(铁)铜矿床的成因机制

矿床地质地球化学特征研究结果表明，随着古陆边缘弧－槽－盆体系的发生与发展，元古代基底火山（沉积）岩系经深循环水（海水）－热系统的作用，成矿物质被浸出和搬运，并经海底喷溢作用沉淀于海盆洼地中形成桦树沟矿床含铜建造，后期变质作用使成矿物质活化、转移和富集。桦树沟矿床为喷气（流）沉积－变质改造型（铁）铜矿床。     

大厂辉锑锡铅矿的(119)Sn和(57)Fe穆斯堡尔谱研究

辉锑锡铅矿是一种复杂的Pb-Sn-Sb硫盐矿物,化学组分变化大,结构复杂。前人对此做了不少工作,但仍未能查明该矿物的晶体结构和晶体化学性质。辉锑锡铅矿含有两种主要的穆斯堡尔元素Sn和Fe,穆谱研究可为该矿物提供重要信息。一些作者曾对产自玻利维亚和苏联的辉锑锡铅矿作过穆谱研究,但在Sn、Fe的价态和谱线等问题上     

新疆阿尔泰托莫尔特铁(锰)矿成矿作用

新疆托莫尔特中型铁(锰)矿床赋存于上志留-下泥盆统康布铁堡组上亚组变质火山-沉积岩系中。本研究利用硫同位素和年代学,探讨该矿床的成矿物质来源、成矿时代和成矿作用。结果表明,矿床的形成经历火山沉积期、岩浆热液叠加改造期和区域变质期。火山沉积期为铁和锰主要成矿期,岩浆热液叠加改造期形成少量铁和铜矿化。火山沉积期黄铁矿的δ34S变化于6.2‰～13.1‰和-20‰,表明硫主要来自火山岩,也有少量来自细菌还原海水中的硫酸盐。岩浆热液叠加改造期硫化物的δ34S变化于-1.8‰～8.5‰,主要集中在-1.8‰～3.8‰,表明硫主要来自黑云母花岗斑岩脉。含矿岩系变流纹岩锆石SHRIMP U-Pb年龄为(406.7±4.3)Ma,穿切矿体的黑云母花岗斑岩脉锆石激光剥蚀-多接收器电感耦合等离子体质谱(LA-MC-ICPMS)U-Pb年龄为(401.6±0.6)Ma,表明托莫尔特铁矿火山沉积期形成的Fe-Mn矿化及岩浆热液叠加改造期形成的Fe-Cu矿化出现在早泥盆世(407～401 Ma),为火山喷发沉积和岩浆侵入活动的产物。     

长石Fe同位素组成对高分异花岗岩高δ~(56)Fe值成因的启示

<正>高硅花岗岩(w(Si O2)72%)的Fe同位素组成相对低硅样品显著偏重,其成因被解释为流体出溶[1-2]、Soret扩散[3]或分离结晶[4-5]。高硅花岗岩中,由于铁镁质矿物含量极低,全岩Fe含量相当一部分赋存于长石中,显著不同于低硅花岗岩,后者的Fe几乎都存在于铁镁质矿物和磁铁矿中。这一Fe赋存状态的改变对高硅花岗岩铁同位素组成的影响尚属未知。本研究测试了大别造山带I型花岗岩中长石和其他共存矿物     

放射性(核)地球物理勘探在国民经济中的应用学术交流会

于1986年9月22—25日在北戴河召开。参加会议的代表有58名,会议收到论文53篇。论文内容大体分为5个方面:1)铀矿普查勘探新技术;2)利用放射性