利用低品位菱锰矿矿石热处理制备纳米材料

通过热处理低品位菱锰矿矿石制备高活性纳米材料,并探究其催化去除NO_x、吸附重金属性能.利用X射线荧光光谱仪、透射电子显微镜等研究菱锰矿矿石组成;利用X射线粉末衍射仪、扫描电子显微镜、比表面积分析仪、烟气分析仪、原子吸收分光光度计等研究菱锰矿矿石空气中热处理后结构变化及其NH₃-SCR脱硝、重金属吸附效果.菱锰矿矿石主要组分为菱锰矿,含有少量黄铁矿、石英、白云石及硫酸盐.在空气中550℃煅烧1 h后,菱锰矿分解完全,产物以黑锰矿为主晶相,同时含有其他低结晶态锰氧化物;样品表面出现大量3~7 nm气孔,比表面积达到最大（31.5 m2/g）.脱硝实验显示R550在170℃时脱硝效率可达到90%;吸附实验表明R550对Cd2+、Pb2+、Cu2+均有较好的吸附作用,表明低品位菱锰矿矿石在空气中550℃煅烧可获得高比表面积、高活性的纳米结构化材料,在环境污染物去除方面有潜在的利用价值.      

草酸盐法测定锰矿石中有效氧的误差分析

草酸盐法是测定锰矿石有效氧的常用方法之一,易产生系统误差。在分析产生误差的原因及影响因素的基础上,测定酸度、Mn^2 浓度、加热时间、光照时间、Fe^3 阻滞剂和隔绝空气等因素对草酸盐容量法测定有效氧的影响。实验结果表明：Mn^2 是其产生误差的主要因素。通过对比实验,改进后的草酸盐法优于经典草酸盐法,与亚铁法测定结果一致,能有效地减少因Mn^2 的催化作用而造成测定结果偏高的倾向。该实验方法的重现性好,测定结果准确。     

水钠锰矿氧化硫化物的过程与动力学研究

水钠锰矿是表生环境中常见的氧化锰矿物之一,影响土壤溶液中硫化物的迁移、转化和归趋。本文考察了酸性水钠锰矿氧化硫化钠溶液的反应过程,采用分光光度法、离子色谱法分析S2-及其氧化产物的浓度和变化趋势,用XRD、SEM表征酸性水钠锰矿粉末反应前后的晶体结构和微观形貌,探讨了温度、pH值、矿物用量对S2-氧化速率的影响。结果表明,S2-的氧化产物主要为单质S,其氧化速率符合准一级动力学规律,且氧化速率随着温度升高、pH值降低和矿物用量增加而增大;酸性水钠锰矿首先被还原生成Mn(OH)2,Mn(OH)2在空气中与O2作用转化成Mn3O4,Mn3O4可进一步转化生成MnOOH。     

碱性介质中水钠锰矿的合成与转化

水钠锰矿、钙锰矿是土壤和沉积物中常见的氧化锰矿物。本文用改进的方法在碱性介质中合成了结晶度高的单相水钠锰矿 ,其平均化学组成为Na0 .2 5MnO2 .0 70 .6 6H2 O。合成在常温 2 5℃以及机械搅拌作用下进行 ,反应易于控制 ,没有黑锰矿、六方锰矿等其它矿相生成。合成的单相水钠锰矿经Mg2 + 交换、热液处理 ,完全转化为结晶良好、隧道构造为 3× 3的钙锰矿。生成的钙锰矿呈长短不一的纤维状 ,沿三个方向生长的晶体形成各交 12 0°角的三连晶结构 ,平均化学组成为Mg0 .1 6 MnO1 .570 .82H2 O     

常压下Mn(Ⅲ)在Na-布塞尔矿向钙锰矿转化中的作用

隧道构造的钙锰矿以其特殊的结构和理化性质在催化、吸附、二次电池正极材料等领域有广泛的应用,常以层状Na-布塞尔矿(Na-buserite)为前驱物进行人工合成。焦磷酸盐(pH=1～8)对Mn(Ⅲ)有很强的络合作用,经焦磷酸盐处理的Na-布塞尔矿向钙锰矿转化的特点可表征Mn(Ⅲ)在层状向隧道构造转化中的重要作用。常压回流条件下Na-布塞尔矿向钙锰矿的转化程度随着焦磷酸盐处理浓度的增加和处理时间的延长而逐渐减小,直至不能向钙锰矿转化。钙锰矿形成的难易与Na-布塞尔矿结构中Mn(Ⅲ)被络合数量成反比,用对Mn(Ⅲ)络合作用很弱的焦磷酸盐溶液(pH=10)处理的Na-布塞尔矿可在常压回流条件下完全转化形成钙锰矿。     

云南省开远地区沉积型锰矿找矿前景分析

云南省开远地区位于南盘江克拉通盆地内,是滇东南地区传统的优质富锰矿产区。通过对云南省开远地区沉积型锰矿地质特征以及区内典型锰矿床研究,结合研究区遥感矿化蚀变信息特征、水系沉积物地球化学特征,系统总结了区内含锰岩系法郎组的成矿特征及找矿标志,在研究区内圈出了两个锰矿找矿远景区,通过地表山地工程验证,取得了较好的找矿成果,为在区内寻找锰矿指明了方向。     

扬子东南缘“湘潭式”锰矿的地球化学特征及成矿机制北大核心CSCD

湖南“湘潭式”锰矿是华南扬子地块东南缘南华纪沉积型锰矿的重要组成部分。含锰岩系赋存于大塘坡组底部碳酸锰层中,矿石类型主要为致密块状、条带状和互层状碳酸锰矿石。菱锰矿呈显微“球粒”状,多具3层圈层构造,类似“薄皮鲕”的特征。锰矿石MnO含量为12.08%~40.02%,平均28.93%,具有较低的Fe/Mn值(0.01~0.32)和较高的P含量(0.058%~0.190%),从工业用途的角度,属低Fe高P型锰矿。“湘潭式”锰矿石微量元素相对PAAS具有明显的Co、Mo、Sr富集和V、Cr、Ni、U等亏损,中稀土元素相对轻、重稀土元素富集,呈“帽式”配分模式。“湘潭式”锰矿与黔东“大塘坡式”锰矿具有相似的微量元素富集亏损特征和稀土元素配分模式,反映了它们可能存在相似的成矿背景。“湘潭式”锰矿石较低的Al/Mn(0.02~0.35)、Al/(Al+Fe+Mn)值(<0.35)和较高的(Fe+Mn)/Ti值(>25),表明锰质主要来源于海底热液活动,但锰矿石Ce正异常及弱的Eu负异常表明其并非典型的海相热水沉积,且Al_(2)O_(3)-SiO_(2)图解显示锰矿石为正常海水沉积。综合认为,“湘潭式”锰矿的锰质来源于非成矿期的海底热液活动。锰矿石Fe、Mn分离显著,U、V亏损和Mo富集的特征表明Mn沉淀时水体环境可能较为氧化。锰矿石具有明显的Ce正异常,且Ce/Ce^(*)值与Mn含量之间表现为显著正相关关系,表明Mn是在氧化环境中,以氧化物或氢氧化物的形式沉淀富集,具有与现代海底水成Fe-Mn结核类似的沉淀成因机制。与“大塘坡式”锰矿床类似,“湘潭式”锰矿具有负的δ^(13)C_(carb)值(−9.9‰~−4.3‰),锰矿石中Mn含量和δ^(13)C_(carb)值具有显著相关性,同时考虑到锰矿石S元素的陆源特征、黄铁矿的缺乏和新元古代海水中较低的SO_(4)^(2−)含量,有机质早期成岩阶段,锰氧化物作为主要电子受体氧化有机质为锰碳酸盐岩沉淀提供了HCO_(3)^(−)。但锰矿石δ^(13)C_(carb)明显高于其有机碳库δ^(13)C_(org)(−34.4‰~−32.58‰),且比地质历史时期重要碳酸锰矿床的δ^(13)C_(carb)值更为集中,说明海水可能提供了更多的碳源,锰碳酸盐岩沉淀可能发生在靠近海水–沉积物界面的位置。     

南华盆地新元古代成冰纪成锰作用及其成矿背景

南华盆地成冰系大塘坡组锰矿是我国最重要的锰矿产出层位之一,它形成于成冰纪Sturtian冰川事件之后,其成矿背景及形成机理一直是研究的重点。在系统总结Sturtian冰川事件起始与结束时间、南华裂谷盆地结构演化及古气候演变等重大地质事件的最新研究进展的基础上,综合分析了南华盆地大型沉积型锰矿成矿作用过程与这些重大地质事件之间的联系。揭示了南华盆地Sturtian冰期的启动和结束与全球其他地区基本一致,分别发生在～717 Ma和～660 Ma之前。同时,对南华系大塘坡锰矿成矿时代进行了约束,大约形成于～660 Ma之前。在新元古代中期Rodinia超大陆裂解作用的影响下,南华裂谷盆地内部发育一系列由同沉积断层控制的地垒—地堑次级盆地。沿同沉积断层运移的热液流体为大塘坡锰矿的形成提供了大量的成矿物质,并控制着大塘坡锰矿的发育分布。化学蚀变指数(CIA)、锂同位素(δ~7Li)及锇同位素组成[n(~(187)Os)/n(~(188)Os)]等风化指标显示,南华盆地Sturtian冰期晚期至间冰期大塘坡期早期的气候为寒冷干燥,随后转为温暖湿润并很快变为寒冷干燥。至大塘坡中晚期,气候逐渐由寒冷干燥恢复至温暖湿润,并一直保持至大塘坡晚期。整体来看,Sturtian冰期结束后,南华盆地表层海水逐渐氧化,深部沉积水体出现局部间歇式氧化环境,裂陷阶段热液和陆源输入的Mn~(2+)被氧化为MnO_2发生沉淀,并在底部伴随着有机质的埋藏及早期成岩作用而最终形成菱锰矿。