物理化學(xué)取得新成果論文（共2篇）

物理化學(xué)取得新成果論文〔共2篇〕第1篇:地球物理與化學(xué)找礦獲得新結(jié)果中國科學(xué)家已發(fā)現(xiàn)四川、重慶有規(guī)模宏大的鉑鈀礦，被國土資源部列為中國最近幾年找礦的最重大進展之一；在覆臨區(qū)出口處可能找到大礦和特大礦的新的戰(zhàn)略靶區(qū)，其中兩處經(jīng)查證已見大規(guī)模有經(jīng)濟價值礦化體。這些靶區(qū)將為中國將來緊缺礦種提供接替基地做出重大奉獻。這是以中國科學(xué)院院士謝學(xué)錦、劉光鼎為首席科學(xué)家的攀登計劃B85—34“找尋難辨別及隱伏大礦、富礦的新戰(zhàn)略新方法新技術(shù)的基礎(chǔ)性研宄〞項目5年來通過iro多位科學(xué)家的努力，所做出的結(jié)果。他們還在礦產(chǎn)資源勘察戰(zhàn)略思路和勘察技術(shù)方面獲得一批全新結(jié)果；為中國正在啟動的國土資源大調(diào)查宏觀戰(zhàn)略部署提供了重要根據(jù)。他們提出了尋找隱伏大礦、富礦的一些新概念和礦產(chǎn)勘察戰(zhàn)略的新思路，提出了整個礦產(chǎn)勘察經(jīng)過中要以發(fā)現(xiàn)成礦物質(zhì)發(fā)出的直接信息為先導(dǎo)，結(jié)合地球物理場和成礦地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境，迅速把握全局，逐步縮小靶區(qū)的礦產(chǎn)勘察新戰(zhàn)略。用大量證據(jù)證明了巨量成礦元素供給與聚集是大礦、富礦構(gòu)成的先決條件的新概念和新理論，提出了地球化學(xué)塊體、地球化學(xué)譜系、深穿透地球化學(xué)等新概念和新方法等。他們還建立了全國性預(yù)測大礦富礦的數(shù)據(jù)庫，開發(fā)了圖形顯示系統(tǒng)，制造了多種全國性及區(qū)域性礦產(chǎn)預(yù)測圖。這些預(yù)測圖已成為國土資源大調(diào)查的地質(zhì)調(diào)查宏觀戰(zhàn)略部署的重要根據(jù)，具有全局、戰(zhàn)略性的重大意義。他們發(fā)展了尋找隱伏大礦的新方法、新技術(shù)，如地球化學(xué)深穿透方法，開發(fā)了地球物理綜合研宄方法技術(shù)，如地球物理CT、TEM、CSAMT和分布式陣列MT等方法，為深部盲礦體的預(yù)測和尋找，對于擴大已經(jīng)知道礦的規(guī)模有主要意義。第2篇:高堿度燒結(jié)礦物理一化學(xué)性能和構(gòu)成的研究結(jié)果介紹了對高堿度燒結(jié)礦和自熔性燒結(jié)礦的研究結(jié)果。本研究采取X射線衍射和顯微分析方法對燒結(jié)礦中的各相位進行辨別。試驗表示清楚堿度CaO/SiO2大于1.7的燒結(jié)礦比自熔性燒結(jié)礦強度更大，復(fù)原性更強。這一點與鐵素體鈣相位的構(gòu)成和原硅酸鈣的消失相關(guān)。1引言燒結(jié)車間的重要目的是生產(chǎn)具有作為高爐爐料使用所需特性的燒結(jié)礦：正由于這樣，在研究減少廢氣排放的同時，燒結(jié)設(shè)備首先保證使燒結(jié)礦具有高爐工藝要求的物理一化學(xué)性能很多工業(yè)研究中心和科學(xué)研究中心都在研究改善燒結(jié)礦的性能和在生產(chǎn)工藝經(jīng)過中減少廢氣排放量的可能丨生一種可能性是生產(chǎn)高堿度燒結(jié)礦和自熔性燒結(jié)礦。使用高堿度燒結(jié)礦需要在爐料中參加球團，一般是酸性球團，而不是標(biāo)準的酸性塊礦。2從事的研究2.1試樣預(yù)備對高堿度合成燒結(jié)礦進行了研究，合成燒結(jié)礦由直徑為0.9m的燒結(jié)圓盤〔實驗室裝配)生產(chǎn)在預(yù)備燒結(jié)礦的各試驗時，所選用的混合料構(gòu)成示于表1，燒結(jié)礦的重量約為90kg在生產(chǎn)工藝中，燒結(jié)礦混合料層高度為0.3m混合料的含水量在重量的5.8%~6.%之間變化煙氣的初始負壓為680~720mmKO(1mmH2G=9.80665Pa)，燃燒室內(nèi)煙氣的最高溫度為280~390°C。燒結(jié)工藝的時間在1273~16min之間變化表1生產(chǎn)高堿度燒結(jié)礦混合料的構(gòu)成試驗號Fe堿FeOMgO燒結(jié)礦GOK濃巴西礦石灰石白云石焦炭燒結(jié)粉表2采取X射線輻射確定的燒結(jié)礦中不同相位的相對主要性相位燒結(jié)堿0.47MgSiO3ft53FeSiO3礦號度Fe2O3Fe3O4Fe卜yOCFC2FCF2CWFCW3FC3WF7Ca2SiO4(CaFe)SiO4CF=CaFe2O4C2F=OcFe2O5CF2=CaFe4O7CWCaFe3O5CW3CaFesOvC3WFv=Ca3Fe5O25其中相位，+：比較多++：多+++：許多-：較少--：少很少自在區(qū)=空白3.1.1磁鐵礦基化合物鐵礦一般以分散在硅酸鹽相中〔圖1略〕，或磁鐵礦是燒結(jié)礦的重要原料，采取X光鈣磷鐵礦(圖2略)相聯(lián)的八面晶體形狀而結(jié)輻射評估得出的磁鐵礦的含量：在堿度為晶。1.48的燒結(jié)礦中是在45%~55%之間■在堿米用波長分散的顯微分析表示清楚，磁鐵礦度為21的燒結(jié)礦中是30%~40%之間磁的重要雜質(zhì)有：Ca，Mn，Mg和Al(見表3)？：//高爐用燒結(jié)礦含有氧化鐵，二價和三價鈣磷鐵礦及多相硅酸鹽對粗顆粒鈣磁鐵礦和鈣維氏體的單晶體和多晶體進行了研究采取經(jīng)過修改的Bridgeman方法來預(yù)備試樣。試樣由在氧化一復(fù)原環(huán)境下經(jīng)高溫中和、燒結(jié)而且與磁鐵礦相位或維氏體相位平衡了的、氧化鐵含量不同的磁體礦和維氏體礦的混合料構(gòu)成所研究的試樣為鈣磁鐵礦CaxF?^〇4(其中0.0裏0.28)和鈣維氏體(其中Fe/O為0.94，Q91和0.89，Ca為0.5%~12%)2.2試驗方法為了確定物理一化學(xué)性能與礦物學(xué)成分之間的關(guān)系，采取了三種補充方法：(1)分析方法：傳統(tǒng)的化學(xué)分析和電子傳感器顯微分析〔CAMECAMS-46)(2)對粉礦〔HZG-4B)采取X光輻射的方法，并通過掃描顯微鏡觀察相位(3)研究燒結(jié)礦的物理性能如機械強度，研磨和軟化范圍等這些方法在ISO7215標(biāo)準中作了具體闡述〔ISO-T+6.3mm，ISO-A〇.5mm)其結(jié)果是粒度比(％)大于某一閾值〔ISO-T)或小于某一閾值〔ISO-A)3結(jié)果與討論3.1試樣的構(gòu)造和成分所研究的燒結(jié)礦的堿度為1.48~2.1，它的FeO含量在6.5%~9%之間變化堿度提升表現(xiàn)為燒結(jié)礦構(gòu)造和相位性質(zhì)的明顯變化以及現(xiàn)有各相位的化學(xué)成分的變化對下面的相位進行了鑒別：磁鐵礦、維氏體赤鐵礦、鈣磷鐵礦和硅酸鹽化合物(見表2)表3采取顯微分析確定鈣磁鐵礦區(qū)的成分燒結(jié)礦堿度Fe%Ca%M%nMg%Al%Si%堿度的變化不影響磁鐵礦中Mn，Mg和Al的含量含量可高達1.8%的鈣的性能是不同的。在堿度為1.481.551.631.65和1.9的燒結(jié)礦中，鈣含量在0.0.5%之間變化經(jīng)研究，它是由鈣鐵素體在微觀區(qū)沉淀而引起的對鈣在磁鐵鈣晶粒中分布的研究表示清楚，在晶粒交接處的濃度比在晶粒內(nèi)部更高層次(見圖3)通過修改的Bridgeman合成單晶體和多晶體的研究，獲得了有關(guān)燒結(jié)礦中磁鐵礦的構(gòu)成經(jīng)過的補充資料。研究試樣為合成鈣磁鐵礦CaxFe3-x〇4，其中0.040.28圖3a介紹了Ca在堿度為1.7的燒結(jié)礦的鈣磁鐵礦合成試樣中的分布情況圖3b介紹了Ca在合成化合物Ca〇.i6Fe2.84〇4中的分布，在鈣磁鐵礦一鐵素體的接合處Ca含量的増加表現(xiàn)為鐵素體在鈣磁鐵礦晶粒外表的沉淀這是由于Ca含量跨越了它在磁鐵礦中溶解極限通過對合成試樣Caa04Fe2%〇4Ca0.16Fe284〇4Ca0.28Fe272O4中對應(yīng)區(qū)進行顯微探針獲得的結(jié)果(實驗室結(jié)果)示于表4結(jié)果也證明了這種沉淀現(xiàn)象在米用Bridgeman方法預(yù)備的試樣的？1994-2016CmnaAcademicJournalElecta圖3通過顯微探針?biāo)@得的Fe和Ca的含量曲線示意圖a-堿度1.7的燒結(jié)礦b-合成試樣C〇0.16Fe2?t〇4中心層和外層進行了測量，發(fā)如今試樣Ca0.04Fe296〇4的中心區(qū)和外層含量有顯著差別.Ca濃度在該試樣外層比在中心區(qū)更高層次表4實驗室預(yù)備的鈣磁鐵礦的分散顯微分析結(jié)果中心區(qū)外層圖5合成鈣磁鐵礦中Fe和Ca的含量示意圖a-Cao.04Fe2.96〇4b-Cao.04Fe2.96〇4clCao.04Fe2.96〇4Mn在實驗室內(nèi)生產(chǎn)的鈣維氏體或燒結(jié)礦中含量為Lc%；堿度21時，鈣含量為1孤當(dāng)Ca的濃度上升到它在磁鐵礦中的溶解極限以上時，即在試樣Ca〇.i6Fei84〇4中，構(gòu)造不再平衡：鈣磁鐵礦處于試樣的中心區(qū)，外層為鈣磁鐵礦和鈣磷鐵礦CaFe3〇5的混合物，鐵素體的成分隨鈣磁鐵礦的含量而變化(CaxFe3-x〇4中x的増加〕Cao.28Fe272O4試樣中心區(qū)由鈣磁鐵礦和鐵素體Ca2Fe〇5構(gòu)成鈣磁鐵礦CaFe2〇4和Ca2Fe2〇5構(gòu)成外層。圖4(略)示出了堿度1.9的燒結(jié)礦的構(gòu)造，鐵素體相位的鈣含量與堿度1.7的試樣的鈣含量相彳似圖4a示出了在晶粒側(cè)面和鈣磁鐵礦晶粒外表的鐵素體CaFe3〇5的沉淀物。圖4b示出了鈣磁鐵礦晶粒四周的鐵素體Ca2Fe2〇5和CaFe3〇5圖5示出了Fe和Ca在Cai〇4Fe.96〇4Ca〇.16Fe284〇4和Ca〇28Fe2.72〇4中的分布情況圖5與表3所示的鈣磁鐵礦的化學(xué)成分的研究結(jié)果是一致的從試樣和高堿度試驗燒結(jié)所得到的結(jié)果表示清楚，鈣磷鐵礦的沉淀首先與鈣在磁鐵礦中的溶解性相關(guān)假如Ca的濃度跨越溶解極限便開始構(gòu)成鈣磷鐵礦的結(jié)晶現(xiàn)象，磁鐵礦的雜質(zhì)如MgMn和Al對相位改變影響甚微3.1.2維氏體基化合物在所有燒結(jié)礦中都存在維氏體Fe1-yO，而且和磁鐵礦一樣，也含有雜質(zhì)CaMg和的沉淀物以薄片或四周不規(guī)則的晶粒形式結(jié)晶，晶體形狀取決于鈣含量。在所有被研究的燒結(jié)礦中，只發(fā)現(xiàn)了數(shù)量有限的、以單個晶粒形式存在的鈣維氏體其化學(xué)成分隨堿度而變化：堿度1.56時，鈣通過使用X射線晶體拍照技術(shù)和顯微的關(guān)系。表示清楚當(dāng)鈣的濃度跨越其溶解極限時，分析技術(shù)，確定鈣在維氏體中的溶解極限研鈣磷鐵礦開始結(jié)晶表5示出了成分不同的究了散發(fā)射線La.2和趴的能量差與成分試樣中出現(xiàn)的相位和X射線的能量分析結(jié)果表5相位種類和發(fā)射的X射線1^12和的能量參數(shù)Fe/OCa相位能量差~L6之間，構(gòu)造中出現(xiàn)的重要是二價鐵素〔Ca關(guān)7Ca3Fe15O25)的數(shù)量増加，而二價鐵發(fā)現(xiàn)鈣在Fei-yO中的溶解能力和FeO化學(xué)計算成分偏差之間存在某種關(guān)系：當(dāng)這一偏差増加時，鈣在Fe-yO中的溶解能力下降，跨越鈣在維氏體中的溶解極限時，在鈣維氏體的側(cè)面出現(xiàn)二價和三價鈣磷鐵礦。鈣磷鐵礦在燒結(jié)礦中的構(gòu)成經(jīng)過非常復(fù)雜，鐵素體的構(gòu)成能夠有下面的三種方式：根據(jù)復(fù)原經(jīng)過中鈣維氏體和鈣磁鐵礦的飽和結(jié)果；或者氧化經(jīng)過中；或者以構(gòu)成燒結(jié)礦混合料一部分的氧化物為基礎(chǔ)3.1.3燒結(jié)礦堿度的影響燒結(jié)礦的堿度對構(gòu)成相位數(shù)量和性質(zhì)以及這些相位晶粒的粗細有關(guān)鍵性影響。通過各種研究，得出下面結(jié)論：假如堿度在1.48體CaFe2〇4和CaFe4〇7，跨越1.6時，開始構(gòu)成三價鐵素體晶體：CaFesOsCaF(5〇7和Cai5Fei5〇25(見圖6)當(dāng)堿度在1.5~1.6之間時，燒結(jié)礦由CaF?O7構(gòu)成在它的旁邊出現(xiàn)有害影響的鐵素體CmFeOs，由于它導(dǎo)致燒結(jié)礦的復(fù)原能力明顯下降表6中示出的結(jié)果表示清楚燒結(jié)礦中的鈣磷鐵礦含有MnMgAl和Si硅的出現(xiàn)與鐵素體晶粒內(nèi)部存在硅酸鹽微晶相有關(guān)在圖7和圖8中能夠清楚地看到CaFfstt的鐵素體針，在各針之間構(gòu)成了原硅酸鈣Ca2SiO4微晶粒當(dāng)堿度増加到21時，三價鐵素體相表6采取分散方法對燒結(jié)礦中鈣磷鐵礦進行顯微分析的結(jié)果燒結(jié)礦堿度圖6掃描顯微鏡(X4400)觀察到的堿度為1.9的燒結(jié)礦情況礦的構(gòu)造：鐵素體針尖狀CaFe3〇5和原硅酸鈣的微晶粒素體相的數(shù)量減少。當(dāng)堿度増加時，硅酸鹽的礦物學(xué)成分和化學(xué)成分也發(fā)生了變化(見表7)假如堿度在1.48~1.6之間，構(gòu)造由原硅酸鈣、橄欖石(CaFe)2[Si〇2和只含Mg和Fe的硅酸鹽化合物構(gòu)成堿度的増加導(dǎo)致原硅酸鈣數(shù)量減少和鈣磷鐵礦橄欖石的消失，而在它的位置上出現(xiàn)硅酸鹽〔0.47MgSi〇3Q53FeSi〇3)燒結(jié)礦堿度的増加導(dǎo)致由硅酸鈣生成的鐵素體相數(shù)量的迅速増加從圖7上能夠看到鈣磷鐵礦橄欖石〔O)和原硅酸鈣〔K)，從圖8上能夠看到構(gòu)成總體共生性能的鈣磷鐵礦CaFeOs和硅酸鹽3.1.4燒結(jié)礦的機械質(zhì)量這項研究只不牽涉燒結(jié)礦的構(gòu)造，同時對物理性能如機械強度、磨蝕和軟化區(qū)也進行了研究表8介紹了對燒結(jié)礦機械強度的研究結(jié)果〔ISO-T試驗后，顆粒大于6.3mm)，能夠說機械強度隨堿度増加而増加，但硬度在1.51~1.58的燒結(jié)礦除外，它的機械強度比低硬度燒結(jié)礦〔CaO/S〇2=1.1)的小。相反，當(dāng)堿度高于1.7時，燒結(jié)礦的耐磨蝕性稍微減小〔ISO-A試驗后，顆粒小于至于軟化范圍，所研究的試樣在軟化開始和結(jié)束時的溫度比低堿度燒結(jié)礦要高沒有發(fā)現(xiàn)堿度對軟化范圍的極限有任何明顯的影響研究結(jié)果表示清楚堿度對燒結(jié)礦構(gòu)造有很大影響因而，當(dāng)堿度為1.48時，鈣磁鐵礦含量Q5mm).2016ChinaAcademieJournalElectroni(等于45%~55%；燒結(jié)礦堿度為2.1時，鈣圖7堿度為1.7的燒結(jié)礦在原硅酸鈣(4500)旁圖8堿度為2.1的燒結(jié)礦.鈣磷鐵礦底部的硅酸鹽邊的鈣磷鐵礦橄欖石菱美礦〔CWBK2000)表7采取分散方法對燒結(jié)礦中的硅酸鹽相進行顯微分析的結(jié)果燒結(jié)礦堿度FeO%TFe%Ca%M%nMg%Al%Si%磁鐵礦含量下降到30%~4(%。的重要雜質(zhì)是Mn，Mg和Al堿度直到1.5，鈣磁鐵礦含量下降伴隨產(chǎn)生鈣磷鐵礦數(shù)鈣磁鐵礦的含量都増力卩。在1.5-1.7范圍內(nèi)量増加和硅酸鹽相數(shù)量下降。堿度増加對形開始下降，它與大量鐵素體Ca2Fe2〇5結(jié)晶的成的相位的化學(xué)成分有顯著的影響磁鐵礦構(gòu)成有關(guān)：//(表8燒結(jié)礦機械強度.研磨性能和軟化性能的研究結(jié)果燒結(jié)礦堿度CaO/Si〇2強度ISO-T+6.3mm研磨ISO-A0.5mm軟化開始時的溫度，°C軟化結(jié)束時的溫度軟化范圍。。低堿度燒結(jié)礦1.107014.910901280190在研究的鈣磁鐵礦晶粒中，都發(fā)如今晶粒結(jié)合區(qū)四周的鈣含量増力卩。在合成鈣磁鐵礦中也發(fā)現(xiàn)了同樣的現(xiàn)象由于Ca的溶解能力低，在鈣磁鐵礦晶粒的內(nèi)部產(chǎn)生Ca的偏析，結(jié)果Ca+2離子和Fe+2Fe+3離子半徑之間的差別很大〔1〇+2=0.