天然粉石英的提纯增白研究

尝试反浮选法和酸浸法去除粉石英矿中的红柱石、水铝石和铁等杂质。结果表明,采用反浮选法可去除粉石英中的红柱石杂质,最佳浮选条件:油酸钠作为捕收剂,其浓度为3.3 mmol/L,磷酸氢二钠作为抑制剂,其浓度为4.7 mmol/L,浮选液pH为8.5。采用酸浸法可去除水粉石英中的水铝石和铁杂质,最佳酸浸条件:盐酸(浓度为18%)与粉石英质量比为3∶1,在60℃酸浸30 min后,再在室温酸浸8 h。经过反浮选和酸浸处理后,粉石英中二氧化硅含量由80.02%上升至98.49%,白度由76.0%上升至89.3%,铝含量由9.86%下降至0.26%,铁含量由182μg/g下降至56.3μg/g。     

花岗闪长岩风化层土壤及其盐水与酸不溶物元素变化行为研究:以热液成矿指示元素为例

从土壤到水系沉积物风化过程中微量元素含量的变化行为对化探异常的圈定和解释具有重要参考价值。以北京西南房山花岗闪长岩体发育的土壤为研究对象,通过盐水及盐酸溶液去除土壤中的活动态微量元素,以模拟含盐水系及酸性水系,实验查明从土壤到水系沉积物风化过程中微量元素的变化行为。实验结果发现从土壤到盐水不溶物再到酸不溶物,花岗岩风化指数(WIG值)逐渐降低,表明WIG是表征其风化程度的良好地球化学指标。样品粒度越细其风化程度越高,热液成矿元素含量从粗粒级到细粒级含量逐渐升高,建议采样粒度为80~100目。     

大青山地区2.5 Ga紫苏花岗岩——对深熔石榴花岗岩成因模式的启示

华北克拉通北缘西部陆块早前寒武纪基底分布广泛,现有的研究普遍认为经历 2.5 Ga,2.45~2.37 Ga,1.95 Ga和1.85 Ga变质热事件影响。华北克拉通北缘阴山陆块中2.5 Ga的紫苏花岗岩研究已经成为了揭示华北克拉通北缘早前寒武纪构造演化的一个热点,但孔兹岩带中却鲜少有新太古代晚期构造热事件的相关报道。近年来,相继从大青山地区的孔兹岩带石榴黑云母片麻岩中分辨出一期具有2.45~2.37 Ga变质锆石年龄的大青山表壳岩,同时出露与其成因关系密切的深熔石榴花岗岩,但其深熔成因的模式存在争议。本文对大青山地区新发现的新太古代晚期紫苏花岗岩、石榴花岗岩及其围岩的野外空间产出关系和锆石年代学进行对比分析,为探究深熔石榴花岗岩成因模式提供重要的启示。     

酸溶方法对地球化学样品中主次量元素测定的影响探讨

用混酸(HF-HCl-HNO_3-HClO_4)消解样品-电感耦合等离子体发射光谱法测定地球化学样品中主次量元素效率较高,但易出现标准物质中MgO、CaO等部分项目测定结果偏低的情况,主要原因有基体干扰和样品分解不完全等。本文通过采用加大定容体积与称样量的比值控制基体干扰,分析比较了用两种酸溶方法所得的9种元素的结果,证明采用氢氟酸浸泡的方法可以促进样品分解,可改善MgO、CaO、Na_2O、K_2O、TFe_2O_3、Mn、Al_2O_3的分析质量,而对P、Ti影响不大,两种方法所得Al_2O_3的结果误差均较大;针对较难消解样品通过补加混酸可进一步改善样品分解效果,使包含Al_2O_3在内的测定结果偏低程度有明显改善,所得标准物质测定结果符合地球化学样品分析质量控制规范要求。     

大宁?吉县区块深层煤层气井酸化压裂产气效果影响因素分析

大宁?吉县区块深层8号煤层面积大、厚度大、分布广、煤层气资源富集,体积酸压后试采获得突破,但试采井产能差异大,产能主控因素不明确,严重制约煤层气开发进程。针对大宁?吉县区块2 000 m以深的上石炭统本溪组8号煤层试采井,从地质条件、酸压施工和排采制度中选取28个典型评价指标,运用灰色关联方法对煤层气井酸压后产能进行敏感性分析并提出相应技术对策。结果表明:酸压施工因素对产能的影响高于地质因素和排采因素;砂量、酸量、见气前产水指数、泥质含量和阵列感应电阻率是影响该区块气井产能的主控因素,可将阵列感应电阻率和泥质含量作为筛选有利区的重要指标;提出采用低密度、低粒径支撑剂提高支撑剂运移距离与支撑裂缝长度;控制排采速度不超过200 m3/d,以保证深层煤层气平稳连续产出。该研究可为深层煤层气有利区筛选、施工参数优化以及排采制度调整提供参考。      

电感耦合等离子体质谱法测定灌木枝叶中微量元素的样品预处理方法研究

利用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定植物样品中微量元素的关键技术是消除植物样品的有机基体效应,本文通过预处理方法中的酸消解体系、称样量和消解方式消除其影响。以国家标准物质灌木枝叶组合样(GBW07603)为材料进行研究,对比分析了硝酸-过氧化氢、硝酸-氢氟酸、硝酸-氢氟酸-过氧化氢3种酸溶体系的消解效果,以确定最佳酸溶体系,进而定量研究2种称样量(50 mg和100 mg)和3种消解方式(密封高压二次消解、密封高压一次消解、微波消解)的消解效果,并以In作为内标采用ICP-MS测定微量元素含量。结果表明:硝酸-氢氟酸-过氧化氢酸溶体系的消解效果最好;50 mg的测定值更接近于参考值;微波消解法的测定值明显偏低,而密封高压二次消解法是灌木枝叶样品预处理的有效方法。     

红土镍矿样品前处理方法和分析测定技术研究进展

随着常规镍来源的硫化镍矿资源的日益枯竭,可直接生产氧化镍、镍锍和镍铁等产品的红土镍矿倍受关注。对于红土镍矿中主量、次量、痕量元素的检测,相同的检测项目存在多种测试方法,且部分相同原理的测试方法存在细节上的差异,使得检测者选择合适的检测方法变得困难。本文综述了近年来红土镍矿中24种元素测定的样品前处理方式及分析技术研究进展。样品前处理方式依据目标元素及后续的分析方法进行选择,其中酸溶法和碱熔法用途最广。酸溶法引入的盐分少,操作简单,但是分解过程中易导致挥发元素As、Sb、Bi、Hg的损失,Cr易随高氯酸冒烟损失。碱熔法分解能力强,适合分析Cr、Si、全铁等项目,但会引入大量的盐类和因坩埚材料损耗而带入其他杂质,给后续分析带来困难。红土镍矿的分析技术依据实验室条件及目标元素的性质和浓度进行选择。电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)是主量、次量元素的主要分析方法,适合于分析含量为10-5~30%级别的金属元素;X射线荧光光谱法主要用于分析含量为10-3~1级别的元素,尤其适合于测定Al、Si、Ti、V和P,由于该方法的准确性依赖于一套高质量的标准样品,故更适合炉前检测或检测大批红土镍矿样品。电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)最适合于分析10-4含量以下的重元素,特别是稀土和贵金属元素。原子吸收光谱法(AAS)适合于分析10-4~10-2级别的Ca、Mg、Ni、Co、Zn、Cr、Mn等低沸点、易原子化元素。分光光度法主要用于分析Ni和P。原子荧光光谱法(AFS)主要用于分析As、Bi、Sb等易形成气态氢化物的元素。容量法主要用于分析Al、Fe、Mg和Si O2等主含量元素。尽管AAS、分光光度法、AFS法和容量法检测周期长,但所用仪器为实验室常规配置,可满足缺乏相应大型仪器实验室的日常检测。本文认为,针对各种检测方法的适用性及存在问题,应从开发微波消解法、固体进样直接测汞法、ICP-MS法以及Cr与其他元素同时分析的快速分析方法等方面开展研究,建立灵敏、准确的检测方法,从而更好地服务于红土镍矿的贸易、检验和综合利用。     

酸溶-电感耦合等离子发射光谱法测定密西西比型铅锌矿床矿石中的铅

密西西比型(MVT)铅锌矿床的主要矿物有方铅石、闪锌矿,常伴生有重晶石、萤石等矿物,使得MVT型矿石在酸处理过程中易生成不溶于水和酸的硫酸铅钡复盐,故而检测矿样中铅的含量偏低。本文建立了采用盐酸-硝酸-氢氟酸体系酸溶分解MVT型矿石,电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)测定铅含量的分析方法。实验比较了盐酸-硝酸-氢氟酸、盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸、盐酸-硝酸-硫酸三种酸溶体系的溶样效果,并通过X射线衍射论证了方法的可行性。结果表明,盐酸-硝酸-氢氟酸体系克服了复盐硫酸铅钡和硫酸铅沉淀的生成,适量的氢氟酸促进了Pb SO4的溶解,X射线衍射表征也表明此种酸溶体系的沉淀中不含有Pb SO4,可更彻底地分解MVT型矿石。本方法精密度(RSD)为0.3%~0.6%,实际样品的加标回收率为96.0%~99.2%,铅的最佳检测范围为0.01%~20.0%。     

西藏日喀则地区白朗蛇绿岩中石榴辉石岩的岩石地球化学、年代学及其构造意义

白朗石榴辉石岩位于西藏南部雅鲁藏布江蛇绿岩带上,地处于日喀则地区白朗县境内,因其具有重要的大地构造位置和意义,得到了国内外诸多学者关注。国内外学者对该岩体的研究有助于深入剖析雅鲁藏布江蛇绿岩带的就位机制。本文以白朗石榴辉石岩为研究对象,其野外产出为构造岩块,围岩为没有变形特征的蛇纹石化地幔橄榄岩,早白垩世昂仁组和紫红色硅质岩也没有构造变质现象,且石榴辉石岩与蛇纹石化地幔橄榄岩间界限截然。通过对其进行岩石地球化学和年代学的研究,并结合大地构造动力学观点,认为西藏日喀则地区石榴辉石岩属钙碱性超基性岩,形成于无流体无水的稳定物理化学环境中,略亏损高场强元素Th、Ta、Nb等,锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄为149.0±3.1Ma,且锆石εHf(t)平均值为+17.7,说明原始岩浆主要源于亏损地幔,且没有发生岩浆混染。总结:本文确定白朗石榴辉石岩原始岩浆来源于上地幔,并且该岩石的形成与印度板块和欧亚板块俯冲有关,但在该岩石形成过程中印度板块和欧亚板块没有发生陆陆碰撞。     

嗜酸微生物与生物冶金技术

生物圈中广泛分布着自然酸性环境和人造酸性环境,为嗜酸微生物(最适生长p H3)提供了生存场所。嗜酸微生物在铁和硫等重要元素的地球化学循环等方面起着重要作用,可应用于冶金领域,具有流程短、成本低、环境友好等优势,目前已经成功地应用于铜、金、铀等金属的提取,成为世界矿物加工的前沿技术。该技术在国外已经实现工业化生产,中国也在逐步推广应用,但仍然存在浸出率和浸出效率低等问题。本文主要介绍嗜酸微生物和生物冶金技术的研究进展,为加强基础理论和应用技术研究提供启示。