山西袁家村组变沉积岩地球化学特征及构造意义

早元古宙袁家村组岩层是吕梁地区主要的含矿地层.对岩层样品进行元素地球化学组分测试,结果表明:主量元素以SiO₂为主,次为Al₂O₃,TFeO和K₂O,SiO₂的含量与其他主要氧化物负相关;LILE和HFSE明显富集;稀土元素配分曲线具明显右倾的特征,轻重稀土分馏明显,轻稀土富集强烈;Ce异常极弱,Eu异常变化范围较大.袁家村组地层属副变质岩,原岩以沉积岩为主,沉积过程中风化作用较弱.物源性质以高成熟度的上地壳长英质沉积物为主,沉积过程可能混入了少量含古老沉积物成分和安山质岛弧火成岩组分的岩石,沉积构造环境为被动大陆边缘.     

Al含量对Fe?10Mn?xAl (x = 0.035wt%, 0.5wt%, 1wt%, 2wt%)合金体系和CaO?SiO2?Al2O3?MgO精炼渣反应的影响

轻量化是世界汽车发展的方向,中高锰钢因高强、高塑、高加工硬化率等优异的力学性能引起了人们的很大关注。除Mn含量高外,该钢种通常含有较高的Al以降低材料密度、防止氢延迟断裂等。因合金含量高,钢液中的溶质元素和顶渣会发生较强的渣/钢反应,进而对钢液、顶渣、洁净度等产生重要影响。本文旨在研究不同Al含量的中锰钢与精炼渣的反应及其影响。本文采用渣/钢平衡的实验方法研究了不同Al 含量(0.035wt%, 0.5wt%, 1wt%, 2wt%)的Fe?10Mn?xAl 合金体系与CaO?SiO₂?20wt%Al₂O₃?6wt%MgO (CaO/SiO₂ = 4)精炼渣之间的反应,及其对钢液和炉渣成分、非金属夹杂物的影响;在实验基础上,对钢液和炉渣成分变化以及夹杂物转变进行了热力学分析与讨论。研究结果表明,渣/钢反应后,钢中Al含量显著降低,初始Al含量对反应后钢、渣的成分有重要影响。随着初始Al含量增加,钢中的Si和渣中的Al₂O₃逐渐增加,而渣中的SiO₂和MnO逐渐减少。造成该变化的原因是:随着初始Al含量增加,钢液中的Al逐渐替代Mn与渣中SiO₂反应,即渣/钢之间的主控反应由2[Mn] + (SiO₂) = 2(MnO) + [Si]转变为4[Al] + 3(SiO₂) = 2(Al₂O₃) + 3[Si]。随着初始Al含量增加,钢中夹杂物类型也发生很大变化,转变路线为:MnO → MnO?Al₂O₃?MgO → MgO → MnO?CaO?Al₂O₃?MgO 和 MnO?CaO?MgO,相应的夹杂物形状由球形变为不规则状,最后又变为类球形。其转变机理是:随着初始Al含量增加,钢中Al逐渐替代Mn与渣中SiO₂反应,且Mg、Ca依次从渣中还原进入钢液,故而夹杂物类型发生上述转变。     

四川盆地富有机质页岩硅质生物成因及对页岩气开发的意义

通过岩石学、有机碳含量、主量元素和力学性质分析, 对四川盆地长宁双河剖面上奥陶统五峰组和下志留统龙马溪组页岩进行硅质成因研究。长宁双河剖面底部页岩过量硅含量为40%~62.7%, 具有高SiO₂, P₂O₅和Fe₂O₃, 低Al₂O₃, TiO₂, FeO和MgO的特征。Al/(Fe+Al+Mn)比值为0.67~0.71, Si/(Si+Al+Fe)比值为0.89~0.93, 在Al?Fe?Mn图解上落在生物成因区。五峰组有机碳含量(TOC)为2%~7.55%, 平均3.73%。龙马溪组页岩有机碳含量为0.23%~8.36%, 平均1.16%, TOC>2%段集中在剖面底部21 m, TOC与硅质含量具有正相关关系。页岩中发现大量放射虫、海绵骨针等微体化石, 证实硅质为生物成因, 指示页岩沉积环境为深水陆棚, 有利于形成自然裂缝和后期压裂改造, 对页岩气勘探开发具有重要意义。     

低品位钾长石矿选矿提纯工艺试验研究

辽宁某钾长石矿原矿中K₂O品位为5.21%,Na₂O品位为3.07%,TFe₂O₃品位为1.09%,TiO₂品位为0.054%,SiO₂品位为69.47%,Al₂O₃品位为13.45%。原矿K₂O+Na₂O=8.28%品位偏低,而杂质铁、硅含量偏高,不能直接用于高档陶瓷生产,需要采用选矿提纯技术对其中的铁、硅等杂质去除,提高K₂O+Na₂O的品位。试验研究采用强磁-脱泥除铁,粗精矿进行长石-石英浮选分离的选矿提纯工艺,可获得K₂O品位为6.23%、Na₂O品位为4.07%,K₂O+Na₂O=10.30%,TFe₂O₃品位为0.28%,K₂O回收率为79.37%,Na_...     

应用网络理论研究地幔流体的形成机制

上地幔的不均一性尤其表现在挥发性组分（CO₂,H₂O,H₂,CO,S,Cl,F,CH₄等）和碱金属的含量及分布特征上。地幔中存在过富含碱金属和其它轻元素的独立流体,它是以挥发性组分为主的富含Si的碱质流体。我们应用网络理论通过对地幔熔体结构的分析来讨论地幔流体的形成机制。熔体是由以［SiO₄］为核心的聚合体构成的。挥发性组分填充在聚合体空隙中,或者挥发性组分以及它们的离子、K、Na等元素通过离子键或范德华力与［SiO₄］,Mg,Fe等聚合而形成聚合体。这种聚合体通过主价键形成一种立体网状排列的结构——网络结构。在原始地幔中网络是各向等强的,即结构中的离子或分子团的分布呈随机无序状态,当有剪切力作用时,网络中最弱的键会遭到破坏,从而使网络结构发生调整并在新的环境下寻求新的结构上的平衡状态。地幔熔体网络中最弱的键是范德华键和Na,K与[SiO₄]之间的离子键,这些键首先被破坏。网络结构的调整导致熔体粘度的变化,使网络中杂乱分布的各种离子和挥发性组分重新分配。这个过程是散布于网络中的挥发性组分和K,Na,以及不能进入[SiO₄]或与之形成主价键的不相容元素、成矿元素从网络中分离出来形成独立的流体相。     

高炉炼铁工艺中超高TiO2炉渣:密度和表面张力

针对高炉冶炼超高（>80%）甚至全钒钛磁铁矿工艺流程，为了优化高炉造渣制度，进行了一系列关于高钛型炉渣（BFS）物理化学性质方面的研究。本工作分别利用阿基米德原理和最大气泡压力法研究了高钛型炉渣的密度和表面张力。系统探究了TiO₂含量和MgO/CaO质量比对CaO–SiO₂–TiO₂–MgO–Al₂O₃炉渣密度和表面张力的影响规律。结果发现，随着TiO₂含量从20wt%增加到30wt%，炉渣密度逐渐降低，但随着MgO/CaO质量比从0.32增加到0.73，熔渣密度略有增加。从硅酸盐网络结构角度来看，炉渣密度与结构聚合度（DOP）具有一致的变化规律。TiO₂的加入会降低炉渣体系中(Q3)2/(Q2)比值（其中，Q2和Q3分别代表桥氧数为2和3的网络结构单元），进而降低炉渣结构聚合度，导致炉渣密度降低。随着TiO₂含量从20wt%增加到30wt%，CaO–SiO₂–TiO₂–MgO–Al₂O₃炉渣的表面张力显著降低。相反，随着MgO/CaO质量比从0.32增加到0.73，表面张力增加。此外，利用基于Butler公式的Tanaka模型获得了1723 K下含钛炉渣等表面张力图，为高炉冶炼超高比例（>80%）甚至全钒钛磁铁矿工艺中造渣制度的优化提供了数据支撑。     

合成条件对高硅SSZ-13分子筛膜单气体渗透性能的影响

采用2次水热合成法在多孔莫来石支撑体外表面上制备高硅SSZ-13分子筛膜,考察了合成溶胶中的Si/Al比、晶化时间、晶化温度、H₂O/SiO₂比对合成高硅SSZ-13分子筛膜的单气体渗透性能的影响.高硅SSZ-13分子筛膜的CO₂和CH₄的单气体渗透性能依赖于合成溶胶中的Si/Al比,Si/Al比越高,越有利于气体分离.其次,合成溶胶中H₂O/SiO₂比和晶化条件也能够影响分子筛晶体形貌、分子筛层厚度以及分子筛膜的单气体渗透性能.当合成溶胶的摩尔配比为1.000 SiO₂:0.100 Na₂O:0.100 TMAdaOH:80.000 H₂O:0.005 Al₂O₃,晶化时间和温度分别为48 h和160 ℃时,制备的高硅SSZ-13分子筛膜具有最佳的单气体渗透性能,对CO₂的渗透速率可达到3.0×10^-7 mol· m^-2·s^-1·Pa^-1),CO₂/CH₄的理想选择性为39.     

湘黔地区埃迪卡拉纪-寒武纪之交硅质岩的成因探讨——来自稀土元素和Ge/Si比值的证据

对埃迪卡拉纪?寒武纪之交的贵州铜仁坝黄剖面留茶坡组层状硅质岩和湖南张家界柑子坪剖面留茶坡组穹隆状硅质岩的主量、微量元素和稀土元素以及Ge/Si特征进行分析, 探讨两种硅质岩的成因。层状硅质岩的SiO₂含量为96.06%~99.61%, 穹窿状硅质岩的SiO₂含量为98.62%~99.56%, 平均值为99.13%; 其他元素含量很低, 两者均为纯硅质岩。坝黄层状硅质岩的ΣREE为20.14~248.56 μg/g (平均100.62 μg/g), Eu/Eu*值为0.90~1.10 (平均1.06), 无明显异常, Ge/Si值为0.13~0.98 μmol/mol (平均0.50 μmol/mol), Al₂O₃与ΣREE明显正相关, 表明硅质岩成分明显受陆源输入的控制。柑子坪穹隆状硅质岩的ΣREE值低, 为3.75~7.24 μg/g (平均5.73 μg/g), Ce/Ce*值为0.46~0.66 (平均0.57), 具负异常, Eu/Eu*值为2.28~11.07 (平均4.60), 具明显正异常, Ge/Si值为1.09~1.43 μmol/mol (平均1.25 μmol/mol), Al₂O₃与ΣREE的相关性较差, 表明硅质岩为海底热液成因。Al₂O₃与Ge/Si的相关性强弱也可以反映硅质岩的来源。结合古地理环境, 推断层状硅质岩可能形成于盆地内部, 而穹隆状硅质岩可能发育在台缘同生断裂处, 因海底热液喷流而形成。以1 μmol/mol 作为Ge/Si的临界值可以为示踪硅质岩的物质来源提供新的思路。     

唐宋时期洛阳城洪水事件的地层沉积记录

通过对隋唐洛阳城定鼎门遗址附近沉积剖面分段采样, 并进行粒度和常量元素分析, 探讨唐宋时期沉积剖面的成因以及洛阳城洪水事件。粒度组分、概率累积曲线以及频率分布曲线表明, 第4, 6, 7层有3次洪水灾害事件发生; SiO₂, Al₂O₃和Fe₂O₃等常量元素含量分析结果表明石英、高岭土以及磁性矿物发生迁移, 反映沉积环境的改变; 第6, 7层底部样品中石英增多, 高岭土以及磁性矿物减少, 印证了粒度分析结果所反映的水灾记录。综合分析表明, 在盛唐时期和中唐时期发生过两次较大规模的水灾事件, 北宋时期发生过一次较为严重的漫洪堆积过程。研究结果与历史文献的记录基本吻合。     

稻壳碱溶活化制备P型分子筛

以农业副产物稻壳为硅源、 硫酸铝为铝源, 通过炭化、 碱溶和水热合成工艺, 无需老化过程及添加晶种制备了洗涤助剂P型分子筛, 并考察了硅铝比、 碱度比、 反应时间和反应温度对合成分子筛的影响. 实验结果表明, 分子筛合成的最佳条件为： n(Na₂O) ∶n(SiO₂)=1.43, n(SiO₂) ∶n(Al₂O₃)=4,  n(H₂O) ∶n(Na₂O)=18.3, 在85 ℃反应8 h. 产品的XRD和SEM表征表明, 上述条件下合成的P型分子筛产品具有较高的结晶度, 无杂相且晶粒细小, 其Ca^2+交换容量可达330 mg/g.     

琉璃瓦胎体氧化物成分与胎体颜色、吸水率、显气孔率及机械强度的相关性研究

以故宫南三所绿釉琉璃瓦胎体为研究对象,分别采用X射线荧光光谱仪（XRF）、X射线衍射仪（XRD）、色差计测试了样品的氧化物成分、晶相、色度,参照GB/T 3810.3—2016测定了样品的吸水率、显气孔率和密度,使用万能力学试验机测试了样品的力学性能,并探究了氧化物含量与胎体颜色、吸水率与显气孔率的相关性,利用SPSS软件对琉璃瓦胎体的机械强度和氧化物含量进行多重线性回归分析。结果表明,所选用的8个琉璃瓦胎体样品的氧化物组成大致相同,其中主要的氧化物成分为SiO₂和Al₂O₃;Fe₂O₃含量与红绿度之间呈显著的正相关关系,与亮度之间呈显著的负相关关系;Fe₂O₃含量与吸水率、显气孔率之间存在正相关关系;琉璃瓦胎体的显气孔率与吸水率呈线性关系,可通过测量吸水率的方法得到胎体的显气孔率;琉璃瓦胎体的机械性能在一定范围内受其氧化物含量的影响,提高SiO₂和Al₂O₃含量、降低CaO含量均有利于提高抗折强度和抗压强度,提高K₂O含量不利于提高抗折强度,但有利于提高抗压强度。     

SiO2/PSt 纳 米 复 合 微 球 的 制 备

用Stober方法合成了SiO₂/PSt纳米微球, 并对其进行表面改性. 以SiO₂纳米微球为核, 采用乳液聚合法, 合成了SiO₂/PSt纳米复合微球. 该复合微球粒径均匀、 单分散性好. 通过控制反应条件, 可以合成不同大小的复合微球. 对两种微球的形貌、 尺寸、 所携带官能团及表面元素变化情况进行了表征, 讨论了SiO₂纳米微球用量、 乳化剂用量与反应介质配比等因素对SiO₂/PSt纳米复合微球粒径的影响.     

Physical Property Influence on Foaming Index of Refining Slag

The foaming indexes of a group of refining slag were measured. The refining slag with better foaming ability was chosen,its composition (mass frachon in %) is CaO, 53.25, SiO₂, 17.75, MgO, 9; Al₂O₃, 15 and CaF₂, 5. The relationship between slag foaming index and physical properties of the slag was obtained by dimensional analysis, and the expression indicates that viscosity of slag is the most important factor which influences foaming index. The influence sequence of slap composition on foaming index was also obtained as follows: CaF₂→MgO→Al₂O₃→ B (CaO/SiO₂).     

B掺杂介孔C/SiO2复合材料的自组装法合成及其CO2吸附性能

采用溶胶-凝胶结合协同自组装法,以三嵌段共聚物F127为模板剂,以正硅酸乙酯为硅源,以酚醛树脂为碳源,改变硼酸三异丙酯硼源的投料量,制备了一系列具有丰富介孔结构的新型B掺杂介孔C/SiO₂复合材料(BC/SiO₂),研究B的掺杂量对BC/SiO₂复合材料CO₂吸附性能的影响,采用3种等温吸附模型(Langmuir、Freundlich和DSL)分别对CO₂等温吸附曲线进行拟合分析。结果表明:BC/SiO₂复合材料呈球形,且具有较高的比表面积和均一的孔径分布;在BC/SiO₂复合材料中,大部分B原子已被均匀掺入到碳骨架中,从而产生极性位点;BC/SiO₂复合材料对CO₂的吸附能力不仅与材料比表面积大小有关,同时也与B掺杂所产生极性位点数量相关;B掺杂的BC/SiO₂复合材料对CO₂分子存在2种不同强弱的吸附位点,CO₂吸附等温线符合DSL等温吸附模型。     

CaO–SiO2–Al2O3–4.6wt%MgO–Fe2O3废汽车催化剂熔炼渣系的冶金特性研究

本文系统地研究了废汽车催化剂（SAC）与含铜电镀污泥（CBES）协同熔炼过程中形成的CaO?SiO₂?Al₂O₃?4.6wt%MgO?Fe₂O₃五元渣系的冶金特性。通过傅立叶变换红外吸收光谱、拉曼光谱、FactSage热力学计算和粘度测试研究了该渣系的熔渣结构、熔化温度和粘度特性。实验结果表明,Fe₂O₃含量（3.8wt%?16.6wt%）、CaO/SiO₂质量比（0.5?1.3）和SiO₂/Al₂O₃质量比（1.0?5.0）的提高可以促进硅酸盐网络的解聚,同时以四面体和八面体单元形式存在的大量Fe₂O₃确保了Al3+离子的电荷补偿,使得Al₂O₃仅表现为酸性氧化物。热力学计算和粘度测试结果表明,随着Fe₂O₃含量、CaO/SiO₂比和SiO₂/Al₂O₃比的增加,熔渣中发生硅酸盐网络结构解聚和低熔点相变,促进了熔点和粘度的降低;而进一步增加会导致新的高熔点物相形成,反而导致粘度和熔点回升。根据实验分析,优选的低聚合度、粘度和熔点炉渣组成为:Fe₂O₃含量为10.2wt%?13.4wt%,CaO/SiO₂比为0.7?0.9和SiO₂/Al₂O₃比为3.0?4.0。本研究为SAC和CBES协同熔炼过程中的炉渣设计提供了理论支持。     

M-均苯三甲酸基配聚物(M=Cu和Co)的合成、 结构及光伏性能

采用水热方法合成2种均苯三甲酸根配位聚合物{\[Cu₂(Hbtc)₂(H₂O)₆］·ppz·H₂O}_n(1)和{［Co₂(btc)₂(H₂O)₆］·(H₂ppz)·(H₂O)}_n(2)(H₃btc=均苯三甲酸,
ppz=哌嗪), 通过红外光谱(IR)、 紫外 可见\|近红外吸收光谱(UV-Vis-NIR)、 元素分析和X射线单晶衍射(XRD)对配位聚合物进行表征, 利用表面光电压光谱(SPS)考察配位聚合物的光伏性能, 并将SPS与UV Vis吸收光谱进行关联, 采用半导体能带理论与晶体场理论分析且指认各响应带. 结果表明: 配位聚合物1和2均属于三斜晶系, P-1空间群; 二者具有均苯三甲酸根桥连的1D链状结构, 不对称单元中均包含2个晶体学不等效的M(Ⅱ)离子(M1=Cu,M2=Co); 二者中心金属离子的配位构型不同, 相同有机分子的存在形式不同; 2种配位聚合物在紫外 可见光诱导下均产生光伏响应, 且配位聚合物中心离子的配位环境对光伏响应影响较大.     

元素录井分析在复杂构造带超深钻井地层识别的应用——以准噶尔南缘中段上侏罗统-下白垩统为例

准噶尔盆地南缘中段下组合地层总体埋藏深度为6 000～7 000 m,构造条件复杂,常规地层岩性识别依靠人为判定,缺乏定量判定标准。元素录井对岩屑样品的元素含量进行检测,为岩性和地层定量识别提供了数据基础。以准噶尔盆地南缘中段为例,在上侏罗统的喀拉扎组和下白垩统的清水河组超深地层中获取627个岩屑样品,利用手持式X射线荧光光谱仪对岩屑元素含量进行检测。通过元素箱型图和图谱分析建立元素的含量与岩性对应关系,对敏感性元素的含量进行交会分析,建立不同岩性元素定量标准,探讨标志层的元素定量特征。结果表明,样品的SiO₂和Fe含量与岩性相关性强,其中Fe含量与泥质含量呈正相关性;SiO₂含量与砂质含量呈正相关性。SiO₂含量与Fe含量之比大于24.53为砂岩,两者含量之比小于等于24.53为泥岩。岩屑的Ca元素含量突增是清水河组和喀拉扎组分界标志。元素录井分析实现了准噶尔南缘中段上侏罗统-下白垩统复杂构造带超深钻井地层岩性和地层定量判别,为山前复杂构造带的构造解释提供新依据。     

1623 K时SiO2饱和的MnO–SiO2渣和Al2O3饱和的MnO–SiO2–Al2O3渣中NiO的活度系数

MnO–SiO₂二元系作为废旧锂离子电池、海洋锰结核还原熔炼过程中的基础渣型,测定有价金属（如镍）在渣中的溶解度、活度及活度系数热力学数据十分必要。为此,本文测定了温度1623 K、氧分压10?7,10?6,和10?5 Pa时SiO₂饱和的MnO–SiO₂渣和Al₂O₃饱和的MnO–SiO₂–Al₂O₃渣中NiO的溶解度和活度系数。结果表明:在试验条件下,镍在MnO–SiO₂渣和MnO–SiO₂–Al₂O₃渣中主要以NiO形式存在,且渣中NiO的溶解度随着氧分压增加而增加;向MnO–SiO₂渣中加入Al₂O₃可以降低渣中镍的溶解度,增加NiO的活度系数。此外,SiO₂饱和的MnO–SiO₂渣和Al₂O₃饱和的MnO–SiO₂–Al₂O₃渣中NiO的活度系数（γ_NiO,以纯固体NiO为参考态）可分别按如下公式计算:γ_NiO = 8.58w(NiO) + 3.18; γ_NiO=11.06w(NiO) + 4.07, 其中,w(NiO)为渣中NiO的质量分数。     

二氧化硅吸附稀土氢氧化物电流变液的制备和性能研究

用吸附了稀土氢氧化物的SiO₂（SiO₂·RE(OH)₃, RE=La, Nd, Y）与高速真空泵油（烃油）制成ER液,研究了它们在电场中表观粘度的变化,结果表明,分散颗粒含量为80.0g/L时,吸附RE(OH)₃后可以提高含SiO₂电流变液的电流变性能,RE(OH)₃不同或RE(OH)₃含量不同时对电流变性能有不同的影响。     

陕北靖边三道沟黄土剖面常量元素地球化学特征

靖边三道沟黄土剖面地处毛乌素沙地-黄土高原的交界地带,存在良好的地质环境变化记录。为了探讨靖边地区黄土的来源、成因、风化程度,选取靖边县的三道沟剖面地球化学元素进行分析并与其他剖面对比。其结果表明：(1)三道沟剖面常量元素百分含量平均值从大到小依次为SiO2、Al2O3、CaO、Fe2O3、K2O、MgO、Na2O、TiO2,与其他典型风成剖面及UCC标准化曲线存在很好的对应性,佐证其风成成因。(2)三道沟剖面处在风化初期的去Ca、Na阶段,古土壤中元素迁移特征较黄土层中更明显。(3)根据元素比值的分布及示踪元素的分析,三道沟剖面黄土与武威黄土、洛川黄土、西风红粘土、下蜀黄土存在相似源区。(4)不同地区黄土在Na/K-CIA,Bc-CIA,Ki-CIA,Ba-CIA在对比分析图中分布不同区域,显示出风化程度的差异与季风变化存在相关性,其反映出的化学风化程度与CIA值、A-CN-K图具有一致性。