煤系高岭石/醋酸钾插层复合物热相变研究

高岭石插层复合物作为新型矿物材料现已被广泛应用。然而,插层复合物热稳定性较难控制使其在聚合物中的应用一直受到限制。本文应用热分析、X射线衍射、质谱及发射红外光谱等表征技术对煤系高岭石/醋酸钾插层复合物受热分解产物及微结构变化进行了研究。结果表明,煤系高岭石/醋酸钾插层复合物热相变主要经历以下几个阶段:插层水脱嵌(约350℃),插层剂醋酸钾脱嵌(约400℃),脱羟基(约450℃),偏高岭石形成(450~550℃),KHCO3出现(约600℃),KHCO3热分解形成K2CO3和KAl Si O4出现(约700℃),热解产品K2Al2Si O4出现(约800℃),K4Al2Si2O3出现(900~1000℃),大量K3Al O3形成阶段(1100℃及以上)。此外,还发现通过控制插层率和加热温度,可实现高岭石插层复合物的可控分解、新物相合成与转变,从而有利于新材料的合成。     

扎鲁特地区无烟煤分子结构特征和模型构建

为了构建内蒙古扎鲁特地区无烟煤的分子结构模型,采用工业分析、元素分析、核磁共振碳谱、高分辨率透射电镜和X射线光电子能谱等测试方法对该地区无烟煤的分子结构进行研究。结果表明无烟煤分子结构中以芳香碳为主,脂肪碳以短烷基侧链和环烷烃为主。煤分子结构中氧原子主要以酚羟基和醚氧基的形式存在,氮原子主要以吡咯型氮和吡啶型氮的形式存在,硫原子主要的赋存形态是硫醇硫酚。结合由核磁共振碳谱测得的煤结构参数和由高分辨率透射电镜测得的芳香环尺寸和含量,构建了无烟煤大分子平均结构模型。对构建的模型进行了结构优化与能量分析,发现煤分子结构的芳香片层趋于平行排列,非键结势能中的范德华力是保持煤结构稳定的主要因素。本研究为采用分子动力学模拟从分子尺度研究扎鲁特地区无烟煤在石墨化过程中,其芳香碳层的拼叠过程及其反应路径提供了模型基础。      

晋中南地区铝土矿矿物特征及其成因

铝土矿是生产金属铝的主要来源,用途广泛。利用偏光显微镜、扫描电镜–能谱、X射线衍射、红外及差热分析等手段,研究晋中南石炭系铝土矿矿物特征,分析主要矿物成因。结果表明,铝土矿中所含矿物主要是硬水铝石和高岭石,少量伊利石、绿泥石、赤铁矿、菱铁矿、针铁矿、锐钛矿、金红石、石英、钾长石及方解石等。硬水铝石分隐晶–微晶碎屑、它形粒状晶体、短柱–鳞片状晶体3种类型,差热曲线吸热峰温度偏低,晶胞参数均值a为0.441 546 nm,b为0.945 445 nm,c为0.285 250 nm。硬水铝石主要由高岭石脱硅转变而成,少量为结晶成因。高岭石形成于温暖潮湿气候的风化过程中,部分为复硅化产物。锐钛矿形成于低温低压、TiO₂供应充足的环境中。赤铁矿由含水氧化铁矿物风化脱水形成,少部分为成矿早期沼泽相或海相沉积。石英、钾长石及一些重矿物为陆源碎屑来源。      

铵伊利石矿物热稳定性研究

通过室内对含铵伊利石粘土岩样品加热处理,利用DTA、XRD、FTIR、氮元素分析等方法研究了铵伊利石的热稳定性,发现铵伊利石矿物中的氮含量随温度的升高而逐渐降低.铵伊利石矿物晶格结构在500℃之前,具有稳定性,层间的N表现为缓慢释放的特征.在500～600℃温度区间,层间N的释放速率加剧.600℃开始向半晶质化方向发展,700 ℃以上晶格结构破坏,层间NH4+消失.加热到700～800℃高温相中,仍残留有0.3%～0.5%的氮,这表明矿物中的N在高温下通过与Si、Al和O原子化学结合,仍具有比较高的相对稳定性.本研究对于认识地球系统幔源物质演化、运移、分异、脱气作用和氮循环等具有重要理论意义.     

含煤地层中铵伊利石矿物特征及成因

NH4+和K+具有相同的离子半径(K+半径为0.133nm,NH4+半径为0.148nm),导致NH4+可以替代K+参与成岩作用形成含铵硅酸盐矿物,常见的含铵矿物有:水铵长石,含铵黑云母、铵伊利石等(Higashi S,1982;Juster T C,1987)。铵伊利石常见于有机质丰富的沉积地层     

铵伊利石矿物中NH_4~+的水溶性与可交换性研究

利用蒸馏水和10%KCl溶液先后多次反复对铵伊利石质矸石粉状样品进行淋滤实验,通过测试淋滤液中总氮、铵态氮、硝态氮和亚硝态氮的含量,探讨水和KCl溶液对铵伊利石层间NH4+离子的溶出行为。研究发现:①铵伊利石夹矸中存在水可溶性氮,这种可溶性氮可能以硝态氮和铵态氮的形式存在,水对其溶出速度是比较快的,这部分水溶性氮是煤矸石风化过程中对周围环境产生氮污染的潜在因子;②铵伊利石矿物晶层中的固定NH4+离子是可以被K+离子所取代出来的,这个取代过程是持续而缓慢的。     

偏岭石结构研究

用广角度X射线散射 (WAXS)和由它得到的径向分布函数 (RDF)研究了偏岭石的结构。偏岭石是一种以非晶组份为主的部分有序的中间序性物质。构成偏岭石的结构单元是四面体 [MO₄ ](M =Si,Al)和八面体 [AlO₆](O =O,OH)。偏岭石结构中近邻四面体与四面体共顶连接构成M-O层,八面体与八面体共棱或共面连接构成Al-O层;而四面体与八面体通过不规则的共顶连接构成近程层状结构。它的近程结构将不随序性或结晶性变化。它的微结构及其随热处理温度的变化主要决定于结构基元之间的关系和序性。偏岭石是结构不同于变高岭石的一种粘土.     

广西南宁地区所产世界级球粘土的矿床特征与合理开发利用

广西南宁地区以维罗—淡坡矿区为主的球粘土产于新生代第四纪的更新统(Q3)，曾由广西第四地质队详查证明为—大型矿床(探明储量2000多万吨)。经研究主要由无序高岭石组成，多为湖沼盆地胶体沉积假六方片状高岭石，尚未固结成岩或无重结晶有序化粘结性好，其粒度极细，平均0．94μm．故可塑性指数高达47～53，耐火度达1750～1790℃，其质量好，矿体平均高岭石含量89％～94％，比英美球粘土的高岭石的含量要高，储量大，易露天开采，实为中国球粘土之最，可与英、美所产大型优质球粘土矿媲美，特称其为世界级球粘土。该矿近年已由农民土法开采以用于耐火材料的生产，今后应大规模现代化开采，作为科技含量高的各种填料及涂料的原料以满足国内外的需要。     

煤系高岭石—醋酸钾复合体的热行为

用煤系高岭石与醋酸钾合成夹层复合体，并利用热分析（TA）、红外光谱（IR）和X射线衍射（XRD）等手段研究其热行为特征。夹层复合体在低于300℃左右的条件下相当稳定，当温度进一步升高，夹在高岭石层间的醋酸钾就会发生熔化，在此阶段脱羟基作用发生。复合体脱羟基所需的温度比纯高岭石发生同样作用所需的温度要低得多。红外光谱研究发现，高岭石复合体中不同性质羟基团的脱羟基作用的发生遵循着一个固定的顺序。     

论湖南测水组分段砂砾岩成因

介绍了分段砂砾岩的岩性、构造、厚度分布、形态、相序及相组成,并论述了形成机理。