辽宁后仙峪镁电气石热处理改性及其磁性研究.pdf

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2014年第3期(45)卷
文章编号:1001-9731(2014)03-03024-04
辽宁后仙峪镁电气石热处理改性及其磁性研究
王岳松,传秀云,曹曦,黄杜斌
(北京大学地球与空间科学学院,造山带与构造演化教育部重点实验室,北京100871)
摘要:对辽宁省后仙峪矿区的黑色电气石进行研以应用于环保、保健领域,却少见于报道。因此,本
究。对该地电气石进行热处理,并采用光学显微镜、X文对产自辽宁营口的黑色电气石进行了不同温度下的
射线荧光光谱仪(XRF)、X射线衍射仪(XRD)、红外光热处理。对热处理前后的电气石进行了磁化率测试。
谱分析仪(IR)研究了电气石随热处理温度的改变导致旨在更深入地了解热处理对电气石物相变化以及磁学
的结构与物相变化规律,并利用磁化率測试仪测定了性能的影响,以便能对电气石在选矿、产品开发应用中
电气石磁性,探讨了在不同温度下热处理对电气石磁产生指导性的作用。
学性能的影响。结果表明,该地区黑色电气石为镁电
气石,红外光谱数据以及磁化率变化表明电气石在
实验
700℃时,晶体结构开始发生变化。在加热温度到达2.1样品
800℃时,镁电气石已开始转化为钙长石、赤铁矿,并
实验用样品采用辽宁省营口市后仙峪硼矿区电
呈现出烧结现象,电气石的磁化率随热处理的温度增岩层中的黑色电气石。该区电英岩主要由石英和电气
加而降低,在900℃时低顷磁化率降至33.6×10~6石组成,电气石含量为40%~80%。实验采用样品手
cm3/g。分析认为电气石的物相变化和离子价态政变标本为黑色,块状构造,中、细粒结构,由石英(15%~
是热处理后电气石磁性减弱的根本原因。
20%)、电气石(80%~85%)及少量斜长石组成
关键词:电气石;镁电气石;热处理;相变;磁性
电气石多呈短柱状、粒状,粒度为0.1~3mm;含
中图分类号:P575.4;P575.5;P578.953文献标识码:
量可以高达80%以上。在偏光显微镜下观察电气石
DOI:10.3969/.iss.1001-9731.2014.03.006
颜色为褐色、黄褐色,属于镁电气石-铁电气石系列
电气石晶体较大、较自形、环带较为发育(图1(a)),比
引言
较明显,且往往是核部颜色呈褐色,边部偏绿褐色
电气石是一种结构和成分都很复杂的含硼硅酸盐
电气石与其造岩矿物之间的关系较复杂,常表现
矿物,其晶体化学式通常为XY3Z,(BO。)SiOs为互相包裹的关系。部分电气石被包在石英、长石之
(OH)4。其中X为K、Nat和Cat;Y为Fet、中,大部分电气石品体包裹长石、石英等矿物(图1(b)
Mg2-、AI+Li、Fet和Mnt;Z为AIF、Fet和(c)),构成筛网状变晶结构,电气石多为粒状,且常为
+L12
不规则颗粒。有时可见电气石之间,或电气石和石英
前人研究发现了电气石存在自发静电场的自发极之间呈120°平衡镶嵌关系(图1(d)。虽然包裹关系
性现象。自此,电气石开始被广泛应用于废水的净较复杂,但有一种现象非常普遍地出现:电气石总是与
化领域?。同时,电气石的晶体结构决定了其具有压石英共生,并与石英一起交代长石矿物,这一现象表明
电效应、热电效应、发射远红外线性能、释放负离子性Si-B交代作用的存在
能、生物电特性等多种特殊性能。这些特性使电气石2.2实验过程
在多个领域得到广泛应用
利用颚式粉碎机(XPC-100关60型,贵阳探矿机械
电气石由于其组成原子或离子具有未成对的电厂,中国)以及封闭式振动磨样机(XZM100型,武汉探
子,内部电子自旋没有互相抵消,因此形成永久磁矩。矿机械厂,中国)粉碎至200目(0.075mm),每组实验
前人曾利用该特性对电气石进行过磁法选矿的研取出50g粉体放入马弗炉(SRJX-4-13型,北京光明医
究12。同时,研究证明电气石在不同温度下经过热疗仪器厂,中国)中对其进行热处理。样品热处理温度
处理后,能够有效地提高其红外辐射和负离子发生性为500,600,700,800及900℃,对应样品编号分别为
能的,也曾对不同种属电气石磁学性能进行了研T500,T600,T700,T800和T900,并以未处理样品粉
究。但是,针对电气石热处理对其磁学性能会有怎体(编号Tour)作为对照样品。升温速度为5℃/min
样的影响,能否与其红外辐射和负离子性能共同增强,加热时间均为1h,加热结束后自然冷却至室温。
x基金项目:国家自然科学基金资助项目(51274015)
收到初稿日期:2013-03-29
收到修改稿日期:2013-09-2
通讯作者:传秀云,E-mail: xichuan④pku.edu.cn
作者简介:王岳松(1987),男,河北唐山人,在读硕士,师承传秀云教授,从事矿物材料研究。