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新疆阿克陶县有色矿石的非金属元素成分分析

阿里木江·艾拜都拉, 程春英

阿里木江·艾拜都拉, 程春英. 新疆阿克陶县有色矿石的非金属元素成分分析[J]. 岩矿测试, 2014, 33(1): 44-50.
引用本文: 阿里木江·艾拜都拉, 程春英. 新疆阿克陶县有色矿石的非金属元素成分分析[J]. 岩矿测试, 2014, 33(1): 44-50.
Alimjan ABAYDULLA, Chun-Ying CHENG. Non-metallic Element Composition Analysis of Non-ferrous Metal Ores from Oytagh Town, Xinjiang[J]. Rock and Mineral Analysis, 2014, 33(1): 44-50.
Citation: Alimjan ABAYDULLA, Chun-Ying CHENG. Non-metallic Element Composition Analysis of Non-ferrous Metal Ores from Oytagh Town, Xinjiang[J]. Rock and Mineral Analysis, 2014, 33(1): 44-50.

新疆阿克陶县有色矿石的非金属元素成分分析

详细信息
    作者简介:

    阿里木江·艾拜都拉,副教授,从事物理化学教学研究。E-mail: alim-ks@163.com

  • 中图分类号: O657; P575.4

Non-metallic Element Composition Analysis of Non-ferrous Metal Ores from Oytagh Town, Xinjiang

  • 摘要: 岩矿测试和分析更多关注矿石矿物中的金属离子,但其中阴离子及其存在形式的研究对于理解矿石的组成、成因和金属离子的存在状态具有重要意义。本文采用红外光谱、X射线电子能谱和热重分析等方法对新疆阿克陶县奥依塔克镇的有色矿石中非金属元素进行成分分析。研究结果表明,矿石含有 H、C、O、Si等非金属元素,主要以-C-O、C═O、Si-O-C和Si-O阴离子的形式存在,并与Mg、Al、Ca等主要金属元素形成γ-Al2O3、CaO·SiO2、MgCO3、CaCO3等化合物。样品煅烧到900℃,导致样品损失水分并使其中的MgCO3发生分解,而CaCO3不分解,分解产生的MgO与Si-O结合生成MgO·SiO2,表明矿石主要含有碳酸盐和硅酸盐,是具有白云石矿石特性的混合型矿石。
  • 图  1   各样品的FT-IR红外光谱图

    Figure  1.   FT-IR spectra of samples

    图  2   矿石样品的X射线光电子能谱宽谱

    Figure  2.   Wide spectra of X-ray photoelectron spectroscopy for the ore samples

    图  3   6#样品煅烧前后的X射线光电子能谱宽谱

    Figure  3.   Wide spectra of X-ray photoelectron spectroscopy for the 6# sample before and after calcinations

    图  4   6#样品煅烧前后碳(1s)和硅(2p)窄幅扫描谱

    Figure  4.   Narrow spectra of C(1s) and Si(2p) by X-ray photoelectron spectroscopy for the 6# sample before and after calcinations

    图  5   各样品的热重曲线

    Figure  5.   Thermal gravity curves of the samples

    表  1   矿石样品信息

    Table  1   Information of ore samples

    样品编号煅烧前颜色 煅烧后颜色形状 盐酸溶解氢氧化钠溶解
    1浅绿色土色 层状气泡;无色;白色沉淀不溶
    2红棕色棕红色 块状气泡;黄绿色;白色沉淀不溶
    3黑色黄棕色 片层状气泡;浅黄绿;灰色沉淀不溶
    4棕色浅棕色 片层状,有白色条纹部分溶解,黄绿色溶液少量溶解
    5浅绿色黄棕色 片层状气泡;黄绿色;白色沉淀不溶
    6黑色黄棕色 片层状大量气泡;浅黄绿色,黑色沉淀不溶
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    表  2   6#样品煅烧前后的红外光谱信息

    Table  2   Infrared information of 6# sample before and after calcination

    峰位σ/cm-1 煅烧后变化 峰归属 参考文献 峰位σ/cm-1 峰归属 参考文献
    煅烧前文献值 煅烧前文献值
    36273627消失M*-OH伸缩[10] 36423642CaO·H2O[20]
    34263426消失层间-OH伸缩[11]34613461 -OH伸缩[21]
    25162515消失O═C-O的伸缩[12]--- -
    17991799消失O═C-O的伸缩[13]--- -
    14191419减弱O═C-O的弯曲 [14]14101410O═C-O的弯曲[22]
    10801080减弱Si-O-C振动[15]10731073Si-O[23]
    10281028减弱C-O伸缩[16]10431043C-O伸缩[24]
    876875消失O═C-O弯曲[17]--- -
    777777减弱Si-O伸缩[18]777777Si-O伸缩 -
    713713消失O═C-O弯曲[19]--- -
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    表  3   样品煅烧前后的X射线光电子能谱分析结果

    Table  3   X-ray photoelectron spectroscopy analytical results of the samples before and after calcinations

    元素煅烧前煅烧后
    原子浓度/%质量浓度/% 原子浓度/%质量浓度/%
    O(1s)46.69 44.2653.87 43.56
    C(1s)30.0219.4321.3214.45
    Si(2p)12.5819.0412.3619.58
    Al(2p)7.0910.316.129.32
    Ca(2p)2.625.654.9711.25
    Mg(2p)0.99 1.301.34 1.84
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    表  4   各样品的TG和DTG数据

    Table  4   TG and DTG data of the samples

    样品编号项目TG台阶
    51234
    1温度区间/℃20~100100~225225~810>810-
    质量变化增重放热失重吸热增重吸热失重吸热-
    增失重率/%+1.1-0.2+1.3-1.6-
    2温度区间/℃20~100100~517517~690690~880>880
    质量变化增重放热失重无热失重吸热失重无热失重吸热
    增失重率/%+0.8-0.2-2.1-0.1-
    3温度区间/℃475~795>795---
    质量变化失重吸热增重吸热---
    增失重率/%-2.8----
    4温度区间/℃20~467467~790>790--
    质量变化增重吸热失重放热失重吸热--
    增失重率/%+1.1-0.2-1.6--
    5温度区间/℃20~225225~475475~675>675-
    质量变化增重吸热没有变化增重吸热增重放热-
    增失重率/%+1.1--1.0--
    6温度区间/℃90~170170~510510~650650~825>825
    质量变化增重吸热失重失重吸热失重吸热增重放热
    增失重率/%+1.6-0.5-0.8-13.2+0.8
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图(5)  /  表(4)
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-05-02
  • 录用日期:  2013-06-08

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