锰(氢)氧化物在矿物表面的异相成核生长及其地球化学意义

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作者 曹杰龙 杨奕煊 +3 位作者 刘晶 陈情泽 李鸿博 朱润良 《矿物学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期715-727,共13页

锰(氢)氧化物(MnO_(x))广泛存在于自然环境中,具有比表面积大、反应活性强等特点。MnO_(x)的形成与转化显著影响地表氧化还原循环、环境物质迁移转化等地球化学过程。矿物表面可催化Mn(Ⅱ)氧化结晶、为MnO_(x)的异相成核生长提供基底,是... 锰(氢)氧化物(MnO_(x))广泛存在于自然环境中,具有比表面积大、反应活性强等特点。MnO_(x)的形成与转化显著影响地表氧化还原循环、环境物质迁移转化等地球化学过程。矿物表面可催化Mn(Ⅱ)氧化结晶、为MnO_(x)的异相成核生长提供基底,是MnO_(x)形成的重要场所。近年来,矿物表面诱导MnO_(x)异相成核生长过程受到广泛关注。本文综述了MnO_(x)在环境典型矿物表面[铁(氢)氧化物、锰(氢)氧化物、黏土矿物、碳酸盐矿物和石英]的异相成核生长过程,探讨了矿物结构和环境条件对反应途径、产物结构的影响,并展望了未来的研究方向。 展开更多

关键词 锰(氢)氧化物 异相成核生长 氧化还原循环 矿物结构 环境条件

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硅灰制备硅/碳化硅纳米复合材料及其储锂性能研究 被引量：3

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作者 黄海铭 杜静 +2 位作者 谢捷洋 陈情泽 朱润良 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2024年第8期3053-3062,共10页

硅负极的体积效应导致锂离子电池的循环寿命短且容量迅速衰减,如何提高硅负极材料的循环稳定性至关重要。采用了熔盐辅助镁热还原法,通过使用含有单质碳的工业固体废弃物硅灰,成功设计了一种碳化硅增强的硅纳米材料(SF-Si),所制备的SF-S... 硅负极的体积效应导致锂离子电池的循环寿命短且容量迅速衰减,如何提高硅负极材料的循环稳定性至关重要。采用了熔盐辅助镁热还原法,通过使用含有单质碳的工业固体废弃物硅灰,成功设计了一种碳化硅增强的硅纳米材料(SF-Si),所制备的SF-Si样品不仅保留了SF本身存在的SiC,还将单质碳转化为SiC,使样品中的SiC含量达到了16.4%(质量分数)。与经过热处理去除单质碳的硅灰制备的硅材料(H-SF-Si)相比,SF-Si负极材料表现出更好的循环性能和倍率性能,即第1圈2584.76 mAh·g^(-1)的高比容量和第100圈时具有83%的容量保持率,并且在高电流密度5 A·g^(-1)下的平均容量仍为877.28 mAh·g^(-1),这主要归因于更高的SiC含量。研究表明,硅灰在锂离子电池硅负极领域具有应用潜力,其碳元素在制备硅基纳米材料时发挥积极的作用。 展开更多

关键词 硅/碳化硅纳米复合材料 硅灰 镁热还原 锂离子电池 负极材料 工业固体废弃物

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硅藻生物硅中铝的赋存及其生物地球化学效应

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作者 刘冬 田倩 +1 位作者 袁鹏 李梦圆 《矿物岩石地球化学通报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期235-244,共10页

硅藻是铝生物地球化学循环的重要驱动者。淡水和海洋硅藻均可对铝进行捕获,并将其作为构建硅藻生物硅的骨架元素。由此,铝在硅藻生物硅“携带”下迁移和循环,并通过降低硅藻生物硅的溶解度对其固碳效应等产生重要影响。本文主要从硅藻... 硅藻是铝生物地球化学循环的重要驱动者。淡水和海洋硅藻均可对铝进行捕获,并将其作为构建硅藻生物硅的骨架元素。由此,铝在硅藻生物硅“携带”下迁移和循环,并通过降低硅藻生物硅的溶解度对其固碳效应等产生重要影响。本文主要从硅藻和铝的生物-元素界面作用机制、铝在硅藻生物硅中的赋存特征以及铝对硅藻生物硅的“生物泵”效率的影响及机制三方面,介绍铝的生物地球化学循环受硅藻驱动的机制以及铝在硅藻生物硅中赋存所引起的地球化学效应,最后提出相关研究面临的挑战和亟待解决的一些问题。 展开更多

关键词 硅藻 铝生物地球化学循环 硅藻生物硅 生物泵 固碳

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富稀土深海沉积物中稀土元素载体矿物的研究进展与展望 被引量：2

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作者 樊文枭 周军明 +2 位作者 张欢 刘冬 袁鹏 《矿物学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期145-156,共12页

广泛分布于太平洋与印度洋的深海富稀土沉积物是一种重要的稀土资源,其储量远超陆地稀土资源的储量,并具有富含中-重稀土元素、易于浸出等优点。已有研究表明,稀土元素的含量、赋存状态和成矿机制与载体矿物的类型、结构和性质之间的关... 广泛分布于太平洋与印度洋的深海富稀土沉积物是一种重要的稀土资源,其储量远超陆地稀土资源的储量,并具有富含中-重稀土元素、易于浸出等优点。已有研究表明,稀土元素的含量、赋存状态和成矿机制与载体矿物的类型、结构和性质之间的关系密切,且载体矿物本身是未来勘探开采深海稀土资源和进行稀土选冶的直接对象。本文回顾了深海富稀土沉积物中的主要载体矿物类型及其稀土元素赋存机制等方面的研究结果,并展望了未来富稀土沉积物中载体矿物的研究方向。太平洋和印度洋深海沉积物中最主要的载体矿物包括磷灰石、铁锰(氢)氧化物、粘(黏)土矿物以及钙十字沸石。稀土元素以耦合替代的形式进入磷灰石结构中,在铁锰结核中,稀土元素主要通过表面络合吸附的形式赋存,而有关钙十字沸石与粘土矿物对稀土元素的富集作用仍有待通过深入的微区矿物学分析厘清。未来相关研究的重点应是海洋沉积物中稀土元素载体矿物的定量分析,以及稀土元素载体矿物溶解-重结晶过程对稀土元素富集迁移的影响等。 展开更多

关键词 深海沉积物 稀土 载体矿物 矿物微区分析

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中国锂资源的主要类型、分布和开发利用现状:评述和展望 被引量：89

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作者 王核 黄亮 +6 位作者 白洪阳 王堃宇 王振宏 高昊 周金胜 秦艳 王焰 《大地构造与成矿学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期848-866,共19页

作为核心战略金属资源,锂矿勘查与研究已成为当今矿产勘查和地学研究的热点。全球锂资源主要分布在南美洲“锂三角”地区(玻利维亚、智利和阿根廷)、美国、澳大利亚和中国。我国锂矿资源较为丰富,主要集中在新疆、青海、西藏、四川、江... 作为核心战略金属资源,锂矿勘查与研究已成为当今矿产勘查和地学研究的热点。全球锂资源主要分布在南美洲“锂三角”地区(玻利维亚、智利和阿根廷)、美国、澳大利亚和中国。我国锂矿资源较为丰富,主要集中在新疆、青海、西藏、四川、江西和云南6省(区),可划分为16个锂成矿带。锂矿类型包括卤水型、硬岩型和黏土型三种。卤水型锂矿又可分盐湖型和地下卤水型,其中盐湖型锂矿主要集中分布在青海和西藏,储量巨大;地下卤水型锂矿主要分布于四川盆地及潜江凹陷,数量较少。硬岩型锂矿又可分为伟晶岩型、花岗岩型和隐爆角砾岩型,其中伟晶岩型锂矿主要发育在阿尔泰、阿尔金、西昆仑、川西、喜马拉雅、东秦岭和南岭等区域,成矿时代主要集中在燕山期、印支期和加里东期;花岗岩型锂矿主要发育在武夷、南岭、江南和兴蒙等造山带,成矿时代主要集中在燕山期;隐爆角砾岩型锂矿发育在大兴安岭。黏土型锂矿在滇中、贵州、广西成矿潜力巨大。伟晶岩型锂矿的含锂矿物以锂辉石为主,矿石的锂品位较高,开采比较容易,是我国锂供给的重要来源。除扎布耶、结则茶卡等少数碳酸盐型盐湖锂矿外,我国多数盐湖锂矿Mg/Li值高,卤水提锂技术相对复杂,成本较高。黏土型锂矿在我国还不具备开采条件,提取尚处在小试阶段,但一旦实现提取技术突破,将具有重要的应用前景。 展开更多

关键词 锂矿床 盐湖型 伟晶岩型 矿床分布 提取技术

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低品位高烧失硅藻土用于制备碱激发地聚物材料的机理研究 被引量：6

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作者 黄志浩 郭浩喆 +3 位作者 卜红玲 张育新 刘冬 袁鹏 《矿物学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期631-639,共9页

以低品位高烧失硅藻土为硅源,制备了地聚物材料,考察了硅藻土添加量以及所含有机质对材料抗压强度的影响。结果表明,高烧失硅藻土可在高比例(50%)添加下制备出抗压强度为26.2 MPa的地聚物材料,而在去除硅藻土中的有机质后,相应地聚物材... 以低品位高烧失硅藻土为硅源,制备了地聚物材料,考察了硅藻土添加量以及所含有机质对材料抗压强度的影响。结果表明,高烧失硅藻土可在高比例(50%)添加下制备出抗压强度为26.2 MPa的地聚物材料,而在去除硅藻土中的有机质后,相应地聚物材料的抗压强度可进一步提升至57.4MPa。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等方法系统分析了上述2组地聚物材料在成分、结构上的差异。结果表明,高比例添加硅藻土可以促进偏高岭石解聚,进而提升产物抗压强度;有机质则通过妨碍活性硅释放和单体缩聚以及提高气孔含量降低地聚物材料的抗压强度。 展开更多

关键词 地聚物 制备 碱激发 硅藻土 有机质

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诱导成矿学:一门亟待建设的新兴交叉学科 被引量：3

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作者 王焰 李宁波 +7 位作者 朱建喜 鲜海洋 朱润良 陈情泽 马灵涯 吴世军 梁晓亮 肖兵 《大地构造与成矿学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期842-847,共6页

矿产资源是人类社会发展的重要物质基础,绝大部分矿产属于不可再生资源,因此,迫切需要新的思路和方法实现矿产资源增储和高效绿色开发。本文提出创建一门新兴交叉学科--“诱导成矿学”的基本设想,该学科主要研究如何利用人工干预手段,... 矿产资源是人类社会发展的重要物质基础,绝大部分矿产属于不可再生资源,因此,迫切需要新的思路和方法实现矿产资源增储和高效绿色开发。本文提出创建一门新兴交叉学科--“诱导成矿学”的基本设想,该学科主要研究如何利用人工干预手段,加速并控制成矿元素的活化、迁移与富集,使得当前技术经济条件下不具开采价值的矿物岩石、低品位矿石以及尾矿、工业废弃物等转化为具有一定经济价值的矿产资源。“诱导成矿学”以岩石学、矿物学、矿床学、地球化学和构造地质学等地质学主要分支学科为基础,融合化学、生物学和环境科学等学科的新进展,旨在表生成矿人工调控和人类世矿产再造两个研究领域对矿产资源的增储和开发提出变革性思路和方案。 展开更多

关键词 诱导成矿 表生成矿调控 人类世矿产 矿产资源增储 高效绿色开发

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硅藻土和生物炭对稻田甲烷排放及相关微生物的影响

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作者 田黎霞 李双龙 +4 位作者 刘章勇 刘冬 蒋梦蝶 聂江文 金涛 《河南农业科学》 北大核心 2025年第8期69-81,共13页

为明确硅藻土、生物炭及二者配施对稻田甲烷(CH_(4))排放、产甲烷菌(mcrA基因)和甲烷氧化菌(pmoA基因)群落的影响,通过盆栽试验设置无改良剂添加(CK)、添加全量生物炭(B)、添加全量硅藻土(S)、添加半量生物炭和半量硅藻土(BS)4个处理,... 为明确硅藻土、生物炭及二者配施对稻田甲烷(CH_(4))排放、产甲烷菌(mcrA基因)和甲烷氧化菌(pmoA基因)群落的影响,通过盆栽试验设置无改良剂添加(CK)、添加全量生物炭(B)、添加全量硅藻土(S)、添加半量生物炭和半量硅藻土(BS)4个处理,在水稻全生育期监测不同处理的CH_(4)排放量,测定并比较其土壤可溶性有机碳(DOC)含量、铵态氮(NH_(4)^(+)-N)含量、氧化还原电位(Eh)及mcrA、pmoA基因丰度和相关微生物群落结构。结果表明,B、S和BS处理在水稻全生育期的总CH_(4)累积排放量分别降低了23.47%、29.95%、32.51%;S和BS处理显著提高了土壤NH_(4)^(+)-N含量。4个处理的mcrA、pmoA基因丰度及mcrA/pmoA值均在分蘖期最高;与CK相比,B、S和BS处理全生育期的平均mcrA/pmoA值分别降低40.82%、49.78%、55.31%。与CK相比,B、S和BS处理的产甲烷菌群落多样性增加,甲烷氧化菌群落多样性降低。B、S和BS处理显著降低了甲烷八叠球菌科(Methanosarcinaceae)、甲基球菌属(Methylococcus)的相对丰度,显著增加了甲烷杆菌科(Methanobacteriaceae)的相对丰度;S和BS处理显著增加了甲基孢囊菌属(Methylocystis)的相对丰度。相关性分析结果表明,在水稻分蘖期、拔节期、孕穗期和成熟期,CH_(4)排放通量与mcrA/pmoA值分别在0.001、0.01、0.05、0.05水平上正相关。综上,生物炭、硅藻土以及生物炭和硅藻土配施均具有降低稻田CH_(4)排放的潜力,其中生物炭和硅藻土配施对CH_(4)减排的效果最佳。 展开更多

关键词 稻田 生物炭 硅藻土 甲烷 产甲烷菌 甲烷氧化菌

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广东梅州花岗岩风化壳剖面的可见光-短波红外反射光谱特征及其对风化强度的指示 被引量：11

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作者 秦效荣 姚玉增 +5 位作者 何宏平 谭伟 马灵涯 孙一凡 王春来 黄健 《地球化学》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期422-434,共13页

风化壳离子吸附型稀土矿床是含稀土元素的基岩在表生条件下,风化淋滤出的稀土元素吸附在以黏土矿物和铁氧化物为主的次生矿物表面形成的。基岩所含的原生矿物在风化过程中的分解、不同次生矿物的形成和转换及在表生环境中稀土元素的吸... 风化壳离子吸附型稀土矿床是含稀土元素的基岩在表生条件下,风化淋滤出的稀土元素吸附在以黏土矿物和铁氧化物为主的次生矿物表面形成的。基岩所含的原生矿物在风化过程中的分解、不同次生矿物的形成和转换及在表生环境中稀土元素的吸附或吸附能力是风化壳中稀土元素富集和分异的主要控制因素,故花岗岩风化壳离子吸附型矿床剖面风化强度以及风化带的划分对研究矿床成因和找矿勘探工作具有重要意义。可见光-短波红外反射光谱(VSWIR,波长范围350~2500 nm)识别的次生矿物,如赤铁矿、针铁矿、高岭石和蒙脱石等,其物相和含量特征可以作为划分基岩风化强度的有效依据。本文以广东梅州黄畲花岗岩风化壳离子吸附型稀土矿床的风化剖面为例,尝试采用可见光-短波红外反射光谱并结合X射线衍射法(XRD)研究剖面中矿物种类和相对含量。研究结果表明花岗岩风化壳离子吸附型稀土矿床剖面在全风化层存在大量的赤铁矿及少量针铁矿,相应地VSWIR在500 nm和900 nm附近形成明显的光谱吸收特征,而700 nm附近微弱。全风化层和半风化层样品在1396 nm附近的光谱特征明显,而弱风化基岩该光谱特征较为微弱,吸收深度d1396及d2200/d1900比值从弱风化基岩至表土层则表现出逐渐增强的趋势,该现象与风化剖面中从深部到地表高岭石含量逐渐增多的事实相吻合。 展开更多

关键词 可见光-短波红外反射光谱 花岗岩风化壳离子吸附型 风化强度 次生矿物

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离子吸附型稀土矿电动开采技术初探 被引量：1

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作者 王高锋 徐洁 +4 位作者 冉凌瑜 梁晓亮 朱润良 朱建喜 何宏平 《地球化学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期30-41,共12页

离子吸附型稀土矿是我国的特色资源,为全世界提供了90%以上的中、重稀土。然而,现有的离子吸附型稀土矿中铵盐原地浸出开采工艺存在环境污染严重、资源利用率低、开采周期长和滑坡地质灾害频发等问题,开发新一代高效绿色的离子吸附型稀... 离子吸附型稀土矿是我国的特色资源,为全世界提供了90%以上的中、重稀土。然而,现有的离子吸附型稀土矿中铵盐原地浸出开采工艺存在环境污染严重、资源利用率低、开采周期长和滑坡地质灾害频发等问题,开发新一代高效绿色的离子吸附型稀土矿提取技术是国家稀土战略的紧迫需求。本文介绍了电动开采离子吸附型稀土矿的概念设想,并对电动技术的特点进行了初步探索。通过实验室土柱实验证实了电动开采离子吸附型稀土矿的可行性,结果表明:电动法稀土采收率高,约为同等条件下传统直接浸出方法的2倍。电动开采过程中,电压梯度对稀土回收有重要影响:电压梯度升高,稀土元素浸出速率提高,但同时电解强烈,导致阴极附近稀土元素沉淀含量增加,浸出液中稀土元素含量降低。其次,电动开采过程必须添加提取剂,提取剂起到增加体系导电性和交换解吸风化壳中稀土离子的作用。最后,结合电动过程阳极由于电解产生H^(+)的特点,本文还提出了采用碳酸钙作为复合提取剂成分的设想,起到了有效缓解土壤pH值变化,并释放钙盐的作用。 展开更多

关键词 稀土元素 离子吸附型稀土矿 电动开采 绿色高效提取 环境保护

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含铬方解石向磷灰石转化过程中铬的迁移和固定

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作者 彭丽娟 吴世军 +3 位作者 郭佳楠 王茂林 杨永强 陈繁荣 《矿物学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期297-304,共8页

为了研究含重金属方解石向磷灰石转化过程中重金属的迁移转化规律,通过共沉淀法制备了分别含Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)的方解石,在水热条件下研究其向磷灰石的转化过程,并用XRD、FT-IR、SEM、ICP-OES等手段对产物进行测试和表征。结果表明,含Cr(Ⅲ... 为了研究含重金属方解石向磷灰石转化过程中重金属的迁移转化规律,通过共沉淀法制备了分别含Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)的方解石,在水热条件下研究其向磷灰石的转化过程,并用XRD、FT-IR、SEM、ICP-OES等手段对产物进行测试和表征。结果表明,含Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)的方解石均可在水热条件下转化为碳羟磷灰石,超过97%的铬被固定到磷灰石结构中,仅约0.18%~2.06%的Cr(Ⅲ)、0.10%~0.62%的Cr(Ⅵ)被释放到溶液中。反应温度介于120~200℃范围内,温度越高,释放到溶液中的铬越少。研究结果表明,通过方解石-磷灰石的转化可以将铬固定到磷灰石中,从而降低土壤中铬的生物可利用性。 展开更多

关键词 铬 方解石 磷灰石 矿物转化 迁移和固定

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