碳酸盐岩风化壳母岩的不均一性:来自粒度分析的证据

碳酸盐岩由于酸不溶物含量极低,在形成风化壳的过程中伴随巨大的体积缩小,形成1m厚的风化壳往往需要消耗原岩十几米至几十米。所以对于岩溶地区风化壳,尤其是厚层红色风化壳的机理研究中,母岩的均一性判别是必要的,是风化壳研究的基础。通过对贵州岩溶地区贵阳花溪、湖潮削面和黔北遵义市新蒲剖面三个典型的残积风化壳的粒度分析表明,碳酸盐岩风化壳成土母岩的不均一性是客观存在的,从粒度分布特征给予了良好的指示。而不均一母岩上发育的风化壳的地球化学行为,也必然偏离建立在均一母岩前提下的风化壳的正常演化方向。此外,常作为表生环境下物源示踪的惰性元素比值如Ti／Zr,Ti／Sl,Sm／Nd,Zr／Hf,Nb／Ta,Th／Sc,Zr／Nb等可能不适合于碳酸盐岩风化壳成土母岩的指示,从基岩到风化壳变化大,抑或在不同母岩的风化壳样品间没有明显的差异,也许与碳酸盐岩特殊的风化过程有关。     

磁流体强化弱磁性矿物按磁化率高效分选及其机理

为了兼顾弱磁性矿物高梯度磁选的品位和回收率,提出一种新的高梯度磁选方法—磁流体耦合高梯度磁选,该方法将顺磁性磁流体引入到高梯度磁选中产生磁排斥力来扩大有用磁性矿物和磁性脉石矿物的受力差异,减少进而消除二者之间的竞争捕集,大幅提高分选的选择性。以攀西钛铁矿为试验对象,MnCl₂溶液为磁流体,开展磁流体耦合高梯度磁选试验和相关机理研究。研究结果表明：磁流体能显著提高钛铁矿的选择性,经一次分选后磁性产物TiO₂品位达到39.70%,远比工业常规高梯度磁选获得的TiO₂品位高;磁性矿物和磁性脉石的受力差异由磁流体的磁化率调控,与磁场力HgradH无关,能够实现品位和回收率的双向同步强化,最佳的磁流体磁化率应接近磁性脉石的磁化率;磁流体耦合高梯度磁选能够强化弱磁性矿物按磁化率精细分离,突破传统高梯度磁选无法兼顾品位和回收率的技术瓶颈,具有广阔的应用前景。     

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.     

南方地区土壤重金属污染的磁响应特征——以金华地区为例

为了明确在运用环境磁学方法进行重金属污染评价时其所适用的土壤类型和磁学参数,对金华地区农田表层土壤进行了系统的环境磁学调查,分析南方地区土壤重金属污染的磁响应特征.结果表明：1)盆地内污染土壤的磁性突出表现为高磁化率值、高硬剩磁值及低的非磁滞剩磁磁化率与磁化率比值,与我国北方重污染土壤的磁性特征基本一致;2)水稻土表现为低磁化率值和极高的非磁滞剩磁磁化率与磁化率比值,与污染土壤磁学特征差别大,十分适合于使用环境磁学方法快速监测土壤重金属污染;3)山地丘陵土壤表现出较高的磁化率值和硬剩磁值,以及低的非磁滞剩磁磁化率与磁化率比值,与盆地内污染土壤的磁性较为相似.综上,在该地区运用环境磁学方法进行土壤污染监测时,土壤类型的磁背景差异不可忽视,应根据土壤类型差异慎重选取评价参数.     

强磁性纳米材料磁稀释体系磁化强度表征的新方法

研究了强磁性纳米材料磁化强度的表征方法,采用永久磁矩和未偶电子为零的无磁性物质作为磁稀释体系,将纳米材料的强磁性稀释后,用Gouy磁天平表征了强磁性纳米材料NiFe2O4磁化强度,探讨了纳米材料粒径与磁稀释体系磁化强度的变化规律.     

CoFe2O4,CoFe2,CoFe2/CoFe2O4磁性粒子合成与光催化应用

用水热法结合溶胶凝胶法制备4种磁催化剂材料,并用X射线衍射、透射电子显微镜、超导量子干涉仪和紫外-可见谱仪研究它们的结构、形貌、磁性及对污染物亚甲基蓝的催化降解性能,目的是获得具有强磁性的催化剂材料,便于水处理后的回收利用.4种磁载催化剂材料中,催化性能最好的样品在150 min内能去除水中84%的亚甲基蓝污染物;CoFe_2/TiO_2有较高的降解效率(72%),且有很好的磁分离能力.分析认为,催化性能与粒子大小、界面成分、结晶性、TiO_2与磁性粒子的比例有关,是多种因素的协同效应.     

鲕状赤铁矿悬浮焙烧的磁性研究

针对鄂西某鲕状赤铁矿进行悬浮焙烧研究,并采用振动样品磁强计、X射线衍射分析仪、穆斯堡尔谱仪分析还原温度、还原时间、氧化温度、颗粒粒度对焙烧物料磁性和物相组成的影响规律.结果表明:铁矿石经悬浮焙烧后磁性明显增强,且焙烧物料磁性与强磁性铁矿物的含量呈正比.当还原温度为550~650℃时,还原物料的磁化强度和比磁化率随还原温度的升高而升高,超过700℃后则随之降低.延长还原时间可提高还原物料的磁化强度和比磁化率.焙烧物料中γ-Fe2O3含量随氧化温度升高而增加,在氧化温度为350℃时物料中γ-Fe2O3的含量达到最大值.当焙烧物料颗粒粒度小于15μm时,颗粒的磁化强度和比磁化率随之降低,而剩磁和矫顽力则随之增加.     

石墨结构层包覆铁镍纳米粒子的电学及磁学性能表征

用金属钾还原不同阶结构的FeCl3-NiCl2石墨层间化合物前驱体制备了石墨结构层包覆铁镍纳米粒子材料（GEINP）。用四端电极法表征了样品常温电阻率以及电阻率随温度的变化规律,用古埃磁天平法测定了样品的磁化率。结果表明,GEINP电阻率高于原料石墨,呈半导体导电特征,表现为弱磁性,磁化率为10^-2量级。     

乌鲁木齐城市表土重金属污染的环境磁学记录

通过对乌鲁木齐市85件表土磁性特征和重金属质量分数的分析,探讨了乌鲁木齐市土壤的磁性特征及其对重金属污染的响应.结果表明:乌鲁木齐城市表土样品的磁性特征以低矫顽力亚铁磁性矿物为主导,磁化率值远高于背景值;磁化率值>300×10^-8m³/kg的范围与PLI>2的圈定范围基本一致,显示磁化率对于圈定城市表土重金属污染范围具有独特的优势.由于工业污染与交通污染的差异性,在运用磁化率对综合性城市的土壤重金属污染进行监测时,应首先对不同的功能区进行必要的区分,建立针对不同类型污染的磁化率评价指标体系.     

难选菱铁矿流态化预氧化-低温还原磁化焙烧

磁化焙烧–弱磁选联合工艺是目前实现低品位难选铁矿高效铁资源富集利用的最有效工业化方案之一。菱铁矿（碳酸亚铁）和赤铁矿（三氧化二铁）是两种主要弱磁性难选含铁矿物,菱铁矿在常规工业化赤铁矿还原磁化焙烧条件下会生成弱磁性浮氏体,进而降低磁性物相转化率和最终弱磁选精矿铁元素收得率。对此,本文提出了菱铁矿流态化预氧化–低温还原的磁化焙烧高效物相转化方案,并以低品位陕西菱铁矿为样品进行了系统研究。研究发现,菱铁矿在快速预氧化过程中会生成弱磁性和强磁性三氧化二铁两种铁氧化物,其中强磁性三氧化二铁500–550℃还原焙烧产物除工艺目标物相强磁性四氧化三铁外,还有部分由不稳定四氧化三铁被进一步还原生成的弱磁性浮氏体。预氧化产物只有在更低温度还原焙烧才能实现目标四氧化三铁产物相的稳定存在,优化的菱铁矿流态化快速焙烧完全磁化转变工艺参数为610℃预氧化2.5 min再低温450℃还原焙烧5 min,菱铁矿经此条件磁化焙烧后磨矿弱磁选分离能够达到精矿铁含量62.0wt%、铁元素收得率88.36%的优良指标,相比常规直接还原焙烧铁元素收得率大幅提高34.33%,可以实现低品位难选菱铁矿的高效物相转化资源利用。本文提出的预氧化-低温还原焙烧方案也具有适用于菱铁矿–赤铁矿共伴生铁矿全范围含量比例共磁化焙烧的特点。     

霍侯一级路两侧土壤磁化率空间分布及其对重金属污染指示意义

以霍侯一级路表层土壤为对象,测定土样的磁化率、重金属(Pb、Cu、Zn)含量和理化指标,利用统计分析对重金属来源进行分析并对污染做出评价.结果表明:公路两侧土壤的低频和频率磁化率均值分别为77×10~(-8) m~3kg~(-1)和5.46%,土壤中超顺磁颗粒含量较少,磁化率的高值主要由人为活动产生的磁性颗粒沉积造成.随着到公路距离的增大,低频磁化率减小,而频率磁化率增大.Pb、Cu、Zn的含量分别为33.76-150.45mg/kg、18.41-67.86mg/kg和40.53-240.67mg/kg,都不同程度的超过山西土壤背景值.低频磁化率与pH、频率磁化率呈显著负相关,与砂粒含量正相关,而频率磁化率与粘粒含量呈负相关,有机质与磁化率表现弱相关,三种重金属之间相关性也很高.污染评价表明重金属的污染程度由强至弱依次为:PbZnCu,土壤环境总体处于中度污染.另外,基于磁化率的土壤分级标准得出的土壤污染程度也符合积累指数计算得到的结果,但此法的适用范围还有待于进一步的研究.     

福州盆地不同土地利用方式下土壤磁化率特征

福州盆地不同土地利用方式下的土壤磁化率研究表明,福州城市土壤表层土的磁化率平均值为230×10-8m3/kg,频率磁化率均值仅为0.74%,表现出磁化率高,频率磁化率低的特征,表明土壤中有较多人类活动产生的粗粒磁性矿物颗粒物输入.工业区、商业区、生活文化区和城市风景区的磁化率平均含量分别为326×10-8,297×10-8,156×10-8,113×10-8m3/kg,表现出工业区>商业区≥生活文化区>城市风景区的特征,土壤磁化率影响因素呈现多元性特征.城郊农业用地的磁化率相对城市用地的磁化率低,表层土壤的平均值为106×10-8m3/kg,与20cm以下的磁背景值较为接近,并且随深度变化不大,表明农业用地化肥和农药的过量使用并不严重,重金属未在土壤中大量累积,不同用地类型的磁化率特征规律为果园土>林地土>菜园土>水稻土.     

福建漳州龙海铁染高岭土磁选尾矿的矿物特征分析

对福建龙海红褐色铁染高岭土磁选尾矿进行了提纯,分离出强磁性含铁矿物,并对其进行了X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、穆斯堡尔谱和磁性测试等分析.研究结果表明:该尾矿所含的强磁性含铁氧化物并非文献报道的磁铁矿(Fe3O4),而是磁赤铁矿(γ-Fe2O3).穆斯堡尔谱分析未检测出样品中存在二价铁,结合XRD及磁性分析,表明磁选尾矿的磁性主要由磁赤铁矿引起.磁赤铁矿在福建省境内尚属首次发现.综合考虑该矿区其他伴生矿物的矿物成分、形貌等特征,及其所处的亚热带温暖潮湿性气候环境,确定该矿区具备形成磁赤铁矿的客观地质条件.通过对矿区的高岭土矿物形貌的大量分析,观察到罕见的高岭土形貌——卷曲型双壁或多壁微米管.     

BiFe1-xTxO3(T＝Co和Ni)的晶体结构和磁性

比较了运用固相烧结法制备的BiFe1-xCoxO3和BiFe1-xNixO3的晶体结构、饱和磁化强度和矫顽力随掺杂量的依赖关系. 结果发现,强磁性的立方结构是掺杂样品磁性的主要来源. Ni掺杂样品的居里温度比Co掺杂样品高,这是由于原子间距和离子种类的不同造成了磁性离子间超交换作用的强弱变化所致. Co离子具有较强的单离子各向异性和偏离立方结构的晶格畸变,造成了Ni掺杂样品的矫顽力比Co掺杂样品低. 变温磁滞回线的结果表明,BiCoO3样品的磁晶各向异性随温度降低而增大.     

高梯度磁分离的特性及应用

系统地研究了高梯度磁分离过程的分离特性. 随着磁场强度的增大, 磁分离效率提高;在相同的磁场强度下,磁性强弱不同的粒子分离效率具有显著的差异,弱磁性的粒子要在很强的磁场下才能得到分离;对于同种物质,颗粒大的粒子比颗粒小的粒子更易分离. 含有铁、铜等金属氧化物的废水可通过高梯度磁分离器直接过滤进行处理,而通过加入"磁性种子"进行强化, 高梯度磁分离技术可以有效地处理有机工业废水.     

毛乌素沙地北缘苏贝淖湖滨沉积物磁化率与粒度组份的相关性研究*

以苏贝淖湖滨剖面沉积物为例,研究了沉积物磁化率与粒度的变化特征;并分析了各粒级组份与磁化率大小变化的相关关系。探讨沉积物磁性矿物的可能来源及富集状态,揭示它们在干旱区湖泊沉积物中所反映的古环境信息。结果显示:1沉积物磁化率和粒度自下而上分别经历了由低到高、由细到粗的总体变化趋势,代表了一种由湖滨浅湖相到风成沉积相过渡的沉积环境;沉积物整体粒径较粗,主要为砂(63μm)和粉砂[(4~63)μm],二者的平均含量之和达到99.04%,剖面风成沉积物与现代风成沙的粒度曲线变化具有很好的一致性;2磁化率与砂粒级的颗粒含量呈正相关,而与粉砂和黏土无明显相关关系或呈负相关,说明磁性矿物主要赋存在砂粒级颗粒中,主要原因是沉积物中的磁性矿物以外源为主;3沉积物高磁化率值对应较粗的沉积物颗粒,指示湖区风沙活动较强,气候干旱;低磁化率值对应较细的沉积物颗粒,反映湖区环境相对较湿润。     

重庆市岩溶区不同石漠化程度下土壤磁化率特征分析简

对重庆市岩溶区不同石漠化程度下的土壤磁化率、有机质质量分数进行分析,结果表明,土壤磁化率χlf和χfd平均值随着石漠化程度的加深而增大,χfd>10%,表明土壤样品存在有相当质量分数的SP颗粒;轻度撂荒地剖面之外其它样地的χlf与χfd之间都呈现出正相关性;植被覆盖好的区域土壤有机质平均质量分数高于低植被覆盖区域,重度撂荒地土壤中有机质质量分数与χfd呈明显负相关性,说明土壤中有机质（特别是富里酸等物质）对土壤中多畴或单畴的磁性矿物可以有效地溶解,而对超顺磁粒径范畴磁性颗粒不能有效溶解.     

Fe2O3转变为Fe3O4粉末的微波碳热还原

以活性炭为还原剂及以氩气为保护气,采用微波碳热还原的方法,将弱磁性的Fe2O3还原成强磁性的Fe3O4,并研究焙烧温度、保温时间以及SiO2粉末的加入对其还原焙烧成分及磁化效果的影响规律.结果表明:在配碳量一定的条件下,焙烧温度是微波碳热还原的关键因素,随着温度的升高,还原产物中Fe3O4的含量发生有规律的变化;650℃、保温5 min的条件下经微波还原后生成了纯Fe3O4粉末,其磁化率和还原度分别达到理论值2.33和11.11%;含SiO2的Fe2O3粉末在750℃以上进行微波还原,会生成大量的硅酸亚铁和氧化亚铁,导致Fe3O4含量降低,恶化还原焙烧指标,所以微波磁化焙烧的最佳温度应在570~650℃.     

贵州乌蒙山黔西地区二叠系玄武岩地球化学特征及其地质意义

贵州乌蒙山黔西地区二叠系玄武岩,主要由斜长石(±55%)、辉石(±35%)与少量玻璃质(±7%)、磁铁矿(±3%)等组成。为深入探讨二叠系玄武岩的岩石成因,对其13件玄武岩样品进行了主微量元素分析,地球化学结果显示,玄武岩具有高TiO_2(平均4.22%)、Al_2O_3(平均13.06%)、Fe_2O_3(平均4.59%)、FeO(平均8.85%)、MgO(平均4.39%)、CaO(平均6.97%)含量,低SiO_2(平均49.30%)、Na_2O(平均2.67%)、K_2O(平均1.42%)和P_2O_5(平均0.47%)含量的特征,Mg~#值介于19.63～41.89。岩石稀土元素配分曲线具明显右倾特征,轻重稀土分异不显著,具弱负Eu异常,δEu=0.81～0.9;岩石富集Rb、K、Th、U等大离子亲石元素和亏损Ba、Sr、P等高场强元素;岩石具高的La/Sm(3.33～6.62),低的(Th/Ta)_(PM)(0.61～1.33)与(La/Nb)_(PM)(0.96～1.22)。综合研究分析认为,该套玄武岩属于晚二叠世峨眉山高钛玄武岩;岩浆源区为富集地幔组分,岩浆上升过程中遭受下地壳物质的混染;深入探讨了贵州乌蒙山区及领区二叠系的成岩构造背景。     

重庆市岩溶区不同石漠化程度下土壤磁化率特征分析

对重庆市岩溶区不同石漠化程度下的土壤磁化率、有机质质量分数进行分析,结果表明,土壤磁化率χ_(lf)和χ_(fd)平均值随着石漠化程度的加深而增大,χ_(fd)10%,表明土壤样品存在有相当质量分数的SP颗粒;轻度撂荒地剖面之外其它样地的χ_(lf)与χ_(fd)之间都呈现出正相关性;植被覆盖好的区域土壤有机质平均质量分数高于低植被覆盖区域,重度撂荒地土壤中有机质质量分数与χ_(fd)呈明显负相关性,说明土壤中有机质(特别是富里酸等物质)对土壤中多畴或单畴的磁性矿物可以有效地溶解,而对超顺磁粒径范畴磁性颗粒不能有效溶解.