黃鐵礦加熱物相及其磁性特征與機(jī)理研究.pdf

1、黃鐵礦是自然界中產(chǎn)出最廣泛的硫化物礦物之一,應(yīng)用廣泛。黃鐵礦作為一種造巖礦物,能夠提供多種重要地學(xué)信息；作為一種載金礦物,對(duì)于金礦找礦與提取都具有重要意義。為了對(duì)黃鐵礦的選礦提純和工業(yè)利用以及工藝性能研究提供科學(xué)依據(jù),采用X射線衍射分析、紅外吸收光譜、熱分析等實(shí)驗(yàn)手段,研究空氣環(huán)境和不同溫度(室溫-1250℃范圍內(nèi),恒溫1h)條件下,對(duì)黃鐵礦加熱變化過程中的礦物組成結(jié)構(gòu)與變化特征、礦物共生組合特征進(jìn)行了較深入研究,并在此基礎(chǔ)上研究了黃鐵

2、礦加熱產(chǎn)物的磁性特征及其機(jī)理,所取得的主要研究成果如下:
　　 (1)采用X射線衍射分析技術(shù)(XRD)對(duì)空氣環(huán)境和不同溫度(室溫-1250℃范圍內(nèi),恒溫1h)條件下黃鐵礦加熱產(chǎn)物進(jìn)行了系統(tǒng)研究,并采用X'Pert HighScore軟件對(duì)黃鐵礦加熱產(chǎn)物的礦物相和衍射峰進(jìn)行深入分析。結(jié)果表明,黃鐵礦及其加熱產(chǎn)物的存在溫度范圍是:黃鐵礦,室溫-700℃；4H型磁黃鐵礦,500℃-1200℃(700℃時(shí)為最大值)；磁鐵礦,1000℃—

3、1200℃(1000℃時(shí)為最大值)；赤鐵礦(最終產(chǎn)物),分別為350℃—950℃(900℃時(shí)為最大值)和≥1200℃。這些礦物存在7種礦物組合:室溫-300℃,黃鐵礦；350℃—400℃,黃鐵礦+赤鐵礦(微量)；500℃-700℃,黃鐵礦+4H型磁黃鐵礦+赤鐵礦(微量)；700℃-950℃,4H型磁黃鐵礦+赤鐵礦；1000℃-1100℃,4H型磁黃鐵礦+磁鐵礦；1200℃,赤鐵礦+磁鐵礦+磁黃鐵礦(微量)；≥1250℃,赤鐵礦。并且,我

4、們分別對(duì)磁黃鐵礦、磁鐵礦和赤鐵礦的可能生成途徑進(jìn)行了探討。
　　 (2)黃鐵礦從室溫-1250℃加熱紅外吸收?qǐng)D譜(400-1800cm-1),依次生成黃鐵礦、磁黃鐵礦、磁鐵礦、赤鐵礦。黃鐵礦(室溫-700℃),屬于黃鐵礦吸收帶是420cm-1；磁黃鐵礦(400℃-1200℃),屬于磁黃鐵礦吸收帶是470cm-1,540cm-1；磁鐵礦(1000℃-1200℃),屬于磁鐵礦吸收帶是565 cm-1;赤鐵礦(≥1200℃),屬于赤鐵

5、礦吸收帶是480cm-1,619cm-1,795cm-1,1090cm-1。
　　 (3)空氣條件下,黃鐵礦從室溫到900℃的DTA-TG-DTG曲線中,DTA曲線上出現(xiàn)了3個(gè)吸熱谷,并且伴隨TG曲線上明顯的失重反應(yīng),TG曲線上從室溫到900℃重量損失率為33.92％,由于Fe2+被氧化為Fe3+,有SO2氣體逸出,產(chǎn)生失重反應(yīng)。DTG曲線上有三個(gè)峰谷,分別為490.0℃,564.1℃和605.1℃,可能是由于黃鐵礦發(fā)生氧化反應(yīng)

6、,生成赤鐵礦和磁黃鐵礦。氬氣條件下,黃鐵礦從室溫到900℃的DTA-TG-DTG曲線中,DTA曲線上出現(xiàn)了2個(gè)吸熱谷,TG曲線上有明顯的失重反應(yīng),TG曲線上從室溫到900℃重量損失率為25.78％。DTG曲線上有兩個(gè)峰谷,分別為523.3℃和673.7℃,可能是由于黃鐵礦發(fā)生脫硫反應(yīng)先后分別生成磁黃鐵礦和硫鐵礦。
　　 (4)黃鐵礦從室溫到1250℃加熱產(chǎn)物磁化率變化圖是呈不對(duì)稱的馬鞍形。出現(xiàn)兩個(gè)峰值,第一個(gè)峰值出現(xiàn)在700—8

7、00℃,第二峰值(磁性最大值)出現(xiàn)在1000℃。具體變化過程如下:400℃以前,仍為黃鐵礦,磁性幾乎無(wú)變化；400℃時(shí)生成斜交反鐵磁性赤鐵礦,磁化率略有升高；550℃時(shí)生成亞鐵磁性磁黃鐵礦,磁化率迅速增大；700℃時(shí)磁黃鐵礦含量最多,磁化率達(dá)到相對(duì)最大值；1000℃時(shí)生成強(qiáng)磁性物質(zhì)磁鐵礦磁化率達(dá)到最大值。黃鐵礦700℃恒溫條件下,磁性特征是:10min-1h之間,磁化率最強(qiáng),變化不大；1h后磁化率逐漸降低；3h后磁化率較弱,趨于穩(wěn)定。究