铁氧化物还原动力学——用不可逆过程热力学推导抛物线公式

用 Fe将 Fe_3O_4 还原为 FeO 时,或用 FeO 将 Fe_2O_3 还原为 Fe_3O_4 时,产物层厚度的增长与还原时间的关系遵循所谓“抛物线定律”。本文应用不可逆过程热力学的原理,讨论了用 Fe将 Fe_3O_4还原为 FeO 的动力学过程,导出了抛物线定律公式。并进而解释了此反应的机理。FeO 的生成主要是由于 Fe~(2+)离子和电子的迁移。而引起各种离子的迁移的动力是各物质的电化学势梯度,各物质电化学势均匀化的趋势引起了各物质的不断迁移,从而使 FeO 不断生成。     

桐柏围山城地区变质岩形成的温压条件

文章基于变质岩中的矿物共生组合和前进变质作用中的特征矿物,论述了桐柏围山城变质地体中发育的铁铝榴石+黑云母、蓝晶石+十字石和矽线石变质带与绿帘石角闪岩相及角闪岩相变质作用,并据矿物地质温压计和氧同位素地质温度计,估算了其形成时温压条件是500—650℃,500—700MPa。     

氧化亚铁基负极材料的合成及其电化学性能研究进展

铁氧化物原料来源丰富、价格低廉、对环境友好,受到研究者的广泛关注,是一类很有发展潜力的锂离子电池负极材料.与Fe_3O_4和Fe_2O_3相比,FeO重量轻,嵌/脱锂过程中,FeO在充放电过程中体积变化小,且FeO磁性更弱,具有更好的电子传导性,这对FeO获得更优的容量保持率和循环稳定性具有重要作用.本文中对FeO的结构和制备方法进行概述,并重点对FeO作为负极材料的电化学性能的研究做了综述及展望.     

攀枝花直接还原钛渣的矿物学特征

以中国攀枝花直接还原钛渣为研究对象,采用化学分析、X线衍射分析和矿物解离度分析等对其矿物学性质进行研究。研究结果表明:直接还原钛渣中TiO2品位为46.80%,其中的矿物主要为黑钛石,质量分数为50.28%,其次为尖晶石、中长石、钛辉石、橄榄石和自然铁等。直接还原钛渣中各矿物相互之间均存在共生关系,且部分矿物颗粒共生关系复杂。Ti在各矿物中均有分布,其中绝大部分赋存在黑钛石中,分布率达到94.34%。直接还原钛渣在电炉熔分的过程中,镁等元素通过类质同象掺杂进入黑钛石晶体中,使黑钛石携带杂质元素。     

青海老藏沟多金属矿区火山岩岩石化学特征

老藏沟多金属矿区位于秦岭南侧印支褶皱系西段中部,矿床产于上三叠统陆相火山岩系及其火山构造中。所有火山岩均为亚碱性的高铝玄武岩和拉斑玄武岩系列的岩石,这些岩石具有造山带和活动大陆边缘型的钙碱性、钙性火山岩的属性。本区钙碱性、钙性火山岩系是由同源岩浆连续分异形成的产物。对火山岩岩石化学成分研究表明:a.火山岩系具高SiO_2和低TiO_2,Fe_2O_3,Na_2O的特征;b.K_2O/Na_2O比值高(1.70 6.64);c.中酸性火山岩的氧化系数F〔F=FeO/(FeO+Fe_2O_3)〕高,但中性火山岩低。     

探讨南岭陆壳改造型花岗岩类岩体成岩方式及演化规律的一种方法——岩石化学NSF三角图解

本文提出了一种岩石化学N((K_2O)/(Na_2O))、S((SiO_2)/(TiO_2×10~3))、F((Fe_2O_3×10~1)/(Fe_2O_3+FeO+MgO+CaO))三角图解来区分南岭地区陆壳改造型花岗岩类岩体的成岩方式,图解中圈定的Ⅰ区属交代花岗岩区,Ⅱ区属岩浆花岗岩区.将南岭地区典型交代花岗岩和岩浆花岗岩体的81个岩石化学N.S.F 值投入本图解中,鉴别效果较好,并能醒目地反映出复式花岗岩体的演化规律.     

Fe_2O_3/TiO_2复合纳米管阵列的制备及其可见光催化性能研究

在氟化铵-乙二醇体系中,采用阳极氧化法在铁基体上制备Fe_2O_3纳米管阵列,然后以氟钛酸铵为钛源,利用水热法在Fe_2O_3纳米管阵列上负载TiO_2纳米片,制得Fe_2O_3/TiO_2复合纳米管阵列,利用SEM、EDS、XRD、TEM、UV-Vis等手段,对所制Fe_2O_3/TiO_2纳米管阵列的表面形貌、物相结构及光催化性能进行表征,并分析Fe_2O_3/TiO_2纳米结构对亚甲基蓝的可见光降解能力。结果表明,Fe_2O_3/TiO_2复合纳米管阵列具有良好的可见光响应;NH_4F浓度为0.4%、水热反应3h制备的Fe_2O_3/TiO_2复合结构具有最佳的光催化性能,对亚甲基蓝的降解率可达90%。     

攀枝花地区两类铁钛氧化物矿床对比研究

攀枝花矿区存在贯入式和韵律式两种类型的铁矿床.相比韵律式铁矿,贯入式铁矿相对富TiO_2、Fe_2O_3(t)、MnO,贫SiO_2、Al_2O_3、CaO、Na_2O+K_2O和P_2O_5;两类铁矿石具相似的稀土和微量元素地球化学特征,稀土元素相对富集LREE,亏损HREE,具弱的正Eu异常.微量元素相对富集Ba、Ti、Nb、Ta,亏损Th、La、Ce、P;两种类型铁矿中磁铁矿和钛铁矿的主要氧化物含量变化不大,贯入式铁矿中磁铁矿具稍高的TiO_2、FeO和MgO值,钛铁矿相对富MgO、贫MnO、FeO和Fe_2O_3;贯入式铁矿中磁铁矿的δ57 Fe变化范围小,铁同位素组成较轻.研究结果表明,来自地幔的富铁、富挥发份的超临界流体贯入玄武质岩浆中,与玄武质岩浆相互作用、结晶沉淀形成了韵律式铁矿,后期贯入的富铁超临界流体沿先存侵入体、围岩的薄弱面侵位、沉淀形成了贯入式铁矿.     

四川攀枝花钒钛高新技术产业园区固废资源现状调研

<正>(接上期此篇文章的第三部分)3固废资源国内外综合利用趋势3.1选钛尾矿攀枝花选钛尾矿中主要矿物是钛辉石、斜长石、钛铁矿,次为角闪石、橄榄石、绿泥石。同时,在选矿过程中,原矿中的重金属元素、钪等稀有金属元素大部分富集在选钛尾矿中,还包括选矿工艺中添加的浮选药剂等。     

铁尾矿再选粗精矿深度还原含铁硅酸盐矿物的生成与还原

采用化学分析、XRD分析、SEM及EDS能谱分析方法,对齐大山铁尾矿再选粗精矿深度还原含铁硅酸盐矿物的生成与还原机理进行研究。研究结果表明:低温还原时,部分铁氧化物与脉石矿物发生固相反应,使含铁硅酸盐矿物中的铁(简称硅铁)占全铁的质量分数由未还原时的20.66%增加到720℃时的27.56%;当还原温度为770~930℃时,由于浮氏体大量生成和Na2CO3的加入,有大量低熔点富铁复杂硅酸盐矿物生成,使硅铁占全铁的质量分数由28.03%增加到53.18%;当升温到930℃时,大量钙铁辉石和少量铁橄榄石、钙铁橄榄石生成,由于Ca O的碱性氧化物效应,铁橄榄石不能大量稳定存在而转化为还原性更好的钙铁辉石、钙铁橄榄石。在高温还原条件下,钙铁辉石及钙铁橄榄石中的铁离子进入复杂硅酸盐相中,并迁移到复杂硅酸盐相表面进行还原,还原得到的金属铁沿着复杂硅酸盐相表面聚集连晶,形成金属铁环边产物层;当升温到1 300℃时,硅铁占全铁的质量分数可降至9.13%。     

攀枝花钛精矿真空碳热固相还原

运用FactSage、XRD和BSE-EDS分析手段研究了在1 000～1 400℃下真空碳热还原钛精矿的物相变化及还原历程。结果表明:还原温度能促进还原反应进行和金属铁的形核长大。当温度为1 200～1 300℃时反应最为剧烈;在1 350℃时有硅进入铁相,初期有少量的Fe_2TiO_4→FeTiO_3,钛精矿的还原历程主要为:FeTiO_3→FeTi_2O_5→Ti_3O_5→Ti_2O_3。铁氧化物被还原为金属铁,并形核集聚长大,钛氧化物则由高价态向低价态转变,还原最终主要物相为Ti_2O_3和金属铁。还原过程中会形成(Fe,Mg)TiO_3及M_3O_5型固溶体,遏制铁的还原效果。     

高钛渣中低价钛分析方法的研究

本文对高钛渣中低价钛的测定方法进行了研究,文中采用FeCl_3—HCl分离除去M_(Fe),Fe_2O_3及部份FeO,残渣以H_2SO_4—HF—H_3PO_4溶解,用硫酸高铁铵氧化低价钛,然后用K_2Cr_2O_7标准溶液滴定生成的Fe~(2+),本方法具有简便、快速、重现性好的优点,适用于日常分析。     

华南产铀花岗岩蚀变矿物绿泥石与铀成矿的联系

选取了花岗岩中最为常见的蚀变矿物绿泥石作为研究对象,通过绿泥石的成分、种类来总结产铀花岗岩中的绿泥石所具有的特征。产铀花岗岩绿泥石种类复杂,包括铁绿泥石、铁镁绿泥石、磷绿泥石、鲕绿泥石、铁叶绿泥石和辉绿泥石,其MgO含量较低、FeO和Fe_2O_3含量较高。绿泥石组成显示产铀花岗岩形成于泥质岩源区,其源岩更加富铀。产铀花岗岩的绿泥石四面体和八面体的位置成分复杂。产铀花岗岩的绿泥石形成温度略高,在低氧逸度的环境下形成。     

磁性MOFs复合材料(Fe3O4@HKUST-1)的制备及其对U(VI)的吸附研究

以Fe_3O_4磁性纳米粒子、Cu(NO3)2·3H2O和均苯三甲酸为主要原料合成了一种新型磁性MOFs复合材料-Fe_3O_4@HKUST-1,对其进行XPS、SEM、XRD以及FT-IR表征分析,结果显示该复合材料形貌结构是以Fe_3O_4磁性纳米粒子为核,HKUST-1将其包裹在内.以Fe_3O_4@HKUST-1作为吸附剂,研究不同环境条件下(pH、浓度和吸附时间)对铀的吸附影响.在pH为4的条件下,铀在Fe_3O_4@HKUST-1上有较高的吸附量.Fe_3O_4@HKUST-1对U(Ⅵ)的吸附符合二级动力学模型以及Langmuir等温吸附模型.研究结果表明,Fe_3O_4@HKUST-1对水中U(Ⅵ)有着良好的吸附能力,可作为一种高效的铀吸附材料.     

弓长岭何家采区斜长角闪岩地球化学特征分析

弓长岭铁矿是鞍本地区大型铁矿床之一,通过对弓长岭何家采区的斜长角闪岩的镜下观察,地球化学的主量、微量、稀土元素进行分析得出:斜长角闪岩中主要矿物为斜长石、闪石矿物和石英;斜长角闪岩中主要包括Si O2、Al2O3、铁氧化物、Ca O和Mg O。微量元素分配曲线属于右倾型,(Rb/Yb)N平均值为49.34,为强不相容元素富集型,斜长角闪岩可能是由岛弧或洋中脊拉斑玄武岩形成的正角闪岩。该区斜长角闪岩有Eu正异常,表明其形成与海底热液活动有关。     

磁性铁钛催化剂的制备及其NH3选择性催化还原NO性能

利用微波热解辅助共沉淀方法制备磁性铁钛复合氧化物催化剂,探讨了钛掺杂对铁氧化物SCR(选择性催化还原)脱硝活性的影响规律,并借助XRD(X射线衍射)、N_2吸附研究钛掺杂前后铁氧化物晶相和微观孔隙结构的变化趋势.结果表明:微波热解辅助共沉淀方法制备的单一铁氧化物表现出强烈的α-Fe2O3晶相,掺杂钛会提高铁氧化物的稳定性;当钛掺杂物质的量比为0.25时,铁钛复合氧化物存在γ-Fe_2O_3和α-Fe_2O_3两种晶相;钛掺杂可细化铁氧化物孔径,增大其比表面积和比孔容,从而提高其中低温NH_3-SCR脱硝性能,合适的钛掺杂物质的量比为0.25;在空速比为60 000/h条件下,275~400℃区间Fe_(0.75)Ti_(0.25)Oz取得了高于90%的NO_x转化率.     

低碳高强钢氧化铁皮的形貌和熔化过程研究

将一种低碳高强钢试样在热轧带钢厂的工业加热炉中随炉加热,采用电子背散射衍射(EBSD)与能谱仪(EDS)观察并分析所研究钢种氧化铁皮的组成结构及形貌,采用激光共聚焦显微镜(LSCM)观察氧化铁皮的熔化过程。结果表明,氧化铁皮最内层为共晶化合物Fe_2SiO_4/FeO,FeO在Fe_2SiO_4/FeO区域有两种分布形态,一种是以相互平行的片层状分布,另一种是以点状或颗粒状弥散分布于Fe_2SiO_4中;靠近铁基体处的弥散颗粒中除了包含Fe_2SiO_4成分外,还有磷酸盐化合物;添加P元素可以降低Fe_2SiO_4/FeO的熔化温度,当实验钢中w(P)=0.06%时,Fe_2SiO_4的实际熔点为1101.3℃,明显低于其理论熔点。     

橄榄石对甲苯重整活性及积碳速率的影响

为掌握橄榄石在焦油转化过程中的作用规律,采用实验的方法研究橄榄石及其主要化学组成催化重整煤焦油的模型物甲苯.实验结果表明:橄榄石能大大促进甲苯生成气体产物.主要化学组成中MgO促进甲苯转化为气体产物的能力最强,Fe_2O_3次之,CaO不能促进气体产物的生成.甲苯在石英砂上反应生成的气体不饱和烃可能是通过甲苯侧链甲基的脱氢、聚合产生,由苯开环裂解产生的可能性小.煅烧后的橄榄石中除Fe_2O_3外,其他微量化学组成Al_2O_3、NiO可能起了较大的催化作用.氧化钙、氧化铁、氧化镁等化学组成都能降低甲苯水蒸气重整过程中的积碳速率.积碳速率由大到小的顺序是橄榄石石英砂氧化铁氧化钙氧化镁.     

红壤磁性发生机理研究初报

对大量磁测和化学分析资料的统计分析结果表明,所有红壤的磁性均与弱晶质氧化铁矿物的含量有密切的关系,而强磁性矿物Fe_3O_4,r-Fe_2O_3则在磁性较强的红壤中有明显的作用.据此,提出了各种氧化铁矿物在数量上的积累和结晶程度的变化,是红壤磁性演变的基本原因的观点.     

微差比色法測定大含量硅的研究

硅酸盐包括的种类非常多。天然硅酸盐包括硅酸盐岩石和硅酸盐矿物等;人工制造硅酸盐包括玻璃、陶瓷、水泥、耐火材料等。硅酸盐一般须要测定的项目为SiO_2、Al_2O_3、Fe_2O_3、CaO、MgO,必要时还须测定K_2O、Na_2O、TiO_2、吸湿水及化合水等。在经常测定的硅、铝、铁、钙、镁五种元素中,除硅以外,其余四种元素,均有较