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河南信阳上天梯沸石矿工艺矿物学研究

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刘意, 严春杰, 杨光明, 周凤, 叶光雨, 王洪权, 周森, 朱小燕. 河南信阳上天梯沸石矿工艺矿物学研究[J]. 矿产保护与利用, 2021, 41(6): 73-78. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2021.07.012
引用本文: 刘意, 严春杰, 杨光明, 周凤, 叶光雨, 王洪权, 周森, 朱小燕. 河南信阳上天梯沸石矿工艺矿物学研究[J]. 矿产保护与利用, 2021, 41(6): 73-78. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2021.07.012
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LIU Yi, YAN Chunjie, YANG Guangming, ZHOU Feng, YE Guangyu, WANG Hongquan, ZHOU Sen, ZHU Xiaoyan. Process Mineralogy Investigations on Zeolite Ore in Xinyang Shangtianti, Henan[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2021, 41(6): 73-78. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2021.07.012
Citation: LIU Yi, YAN Chunjie, YANG Guangming, ZHOU Feng, YE Guangyu, WANG Hongquan, ZHOU Sen, ZHU Xiaoyan. Process Mineralogy Investigations on Zeolite Ore in Xinyang Shangtianti, Henan[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2021, 41(6): 73-78. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2021.07.012
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河南信阳上天梯沸石矿工艺矿物学研究

  • 中国地质大学(武汉) 材料与化学学院，湖北 武汉 430078

  • 基金项目:
    浙江省非金属矿工程技术研究中心开放课题(ZD2020K10)，湖北省自然科学基金(2020CFB385, 2020CFA037)
详细信息
    作者简介: 刘意(1989-)，男，河南焦作人，博士，讲师，主要从事矿物材料与综合利用、环境矿物材料及吸附分离等研究，E-mail: yiliu@cug.edu.cn
    通讯作者: 严春杰(1963-)，男，湖北武汉人，博士，教授，主要从事矿物材料与综合利用、工业废水处理、环境矿物材料及吸附分离，E-mail: chjyan2005@126.com

  • 中图分类号: TD91;TD975

Process Mineralogy Investigations on Zeolite Ore in Xinyang Shangtianti, Henan

  • Faculty of Materials Science and Chemistry, China University of Geosciences, Wuhan 430078, China

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    摘要

  • 为科学评价和开发利用信阳上天梯沸石矿资源，以上天梯沸石矿为对象，通过光学显微镜观测分析、X射线荧光光谱分析、X射线衍射仪分析、扫描电镜及矿物自动分析仪等分析测试技术，开展了矿石工艺矿物学研究。研究表明，上天梯沸石矿具备较高硅铝比(SiO2/Al2O3)，沸石矿组成矿物达25余种，主要组成矿物为斜发沸石(含量20%~85%)，晶体发育良好，呈板片状或厚板状形态。斜发沸石颗粒90%以上粒径大于150 μm，在+74 μm、-74+45 μm、-45 μm的解离度分别为25.02%、27.99%、56.9%，连生关系主要以与钾长石、石英及蒙脱石的两相连生为主。

    In order to scientific assess and proper utilize the zeolite resources of Xinyang Shangtianti, the mineralogy characteristics of zeolite ore were investigated, using various techniques including microscopic analysis, X-ray diffraction analysis, X-ray fluorescence spectrometer analysis, scanning electron microscope and automatic mineral identification and characterization system. The results show that zeolite ore of Shangtianti has high SiO2/Al2O3 ratio and the mineral species detected in zeolite ore are up to 25. Clinoptilolite is the dominant mineral specie (mineral content ranges from 20% to 80%). The crystals of clinoptilolite are well developed, show plate-like or thick plate-like structure. 90 % of the clinoptilolite crystals' size is greater than 150 μm. The monomer dissociation degree of clinoptilolite at +74 μm、-74+45 μm、-45 μm is 25.02%、27.99%、56.9%, respectively, and clinoptilolite has paragenetic relation with orthoclase, quartz and montmorillonite.

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  • 图 1  沸石矿薄片显微镜照片

    Figure 1. 

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    图 2  上天梯沸石矿XRD图谱

    Figure 2. 

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    图 3  上天梯沸石矿SEM图像：(a)A矿区斜发沸石，(b)T矿区斜发沸石，(c)X矿区斜发沸石

    Figure 3. 

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    图 4  T矿区斜发沸石背散射图像(a)及能谱图(b)

    Figure 4. 

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    图 5  沸石矿(T-02)AMICS分析数据图: (a)沸石矿背散射电子图, (b)沸石矿样品矿物分析

    Figure 5. 

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    图 6  主要矿物粒度分布

    Figure 6. 

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    表 1  沸石矿主量元素含量表

    Table 1.  XRF analysis results of zeolite ore /%

    编号 SiO2 Al2O3 TFe MgO CaO Na2O K2O MnO TiO2 P2O5 烧失量 合计
    A01 68.67 13.04 1.35 0.98 1.85 1.50 2.59 0.02 0.24 0.04 9.60 99.88
    A0201 65.84 12.17 5.10 1.00 1.66 1.23 3.32 0.04 0.25 0.05 9.21 99.87
    A0202 67.55 13.17 1.16 1.04 2.09 1.20 2.75 0.03 0.26 0.04 10.6 99.89
    A0301 70.68 12.42 1.39 0.98 1.76 1.28 2.82 0.02 0.24 0.03 8.29 99.91
    A0302 69.09 13.36 2.16 1.10 1.74 1.18 2.87 0.03 0.24 0.04 8.08 99.89
    A0303 69.85 13.70 1.25 1.27 1.77 0.96 3.10 0.03 0.28 0.04 7.67 99.92
    A034 69.64 14.01 1.49 1.11 1.56 0.69 3.99 0.02 0.3 0.03 7.06 99.9
    T0101 67.11 14.73 3.01 1.16 1.63 2.15 3.10 0.04 0.35 0.07 6.52 99.87
    T0102 69.51 14.02 1.32 0.95 1.71 2.16 2.93 0.03 0.3 0.06 6.88 99.87
    T0103 69.55 12.97 1.28 0.97 1.88 1.64 2.64 0.02 0.27 0.04 8.62 99.88
    T0104 70.01 12.65 1.21 1.00 1.90 1.36 2.40 0.05 0.24 0.03 9.03 99.88
    T0201 64.19 12.84 6.75 1.36 1.70 1.19 2.78 0.08 0.36 0.06 8.57 99.88
    T0202 68.77 13.03 1.13 0.97 1.92 1.43 2.68 0.02 0.28 0.05 9.60 99.88
    T0203 67.35 13.96 1.19 1.19 2.08 1.03 2.49 0.03 0.32 0.04 10.21 99.89
    T0204 68.42 12.89 1.14 1.07 2.21 0.75 2.55 0.02 0.26 0.03 10.54 99.88
    T03 68.71 13.85 1.32 0.98 1.73 1.80 2.65 0.02 0.28 0.05 8.49 99.88
    X01 69.02 13.13 1.17 0.98 1.81 1.02 3.14 0.02 0.24 0.04 9.33 99.90
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    表 2  上天梯沸石矿物相组成分析表

    Table 2.  XRD analysis results of zeolite ore obtained from Shangtianti /%

    矿区名称 样品编号 斜发沸石 蒙脱石 长石 方石英 石英 伊利石 高岭石
    A矿区 A01 75.3 15.3 4.7 3.4 1.4 - -
    A0201 32.6 8.5 49.7 2 2.5 4.7 -
    A0202 63.1 27.9 3.3 3.1 2.5 - -
    A0301 68.9 25 2 4.1 - - -
    A0302 33.4 33.9 26.4 2.2 1.1 3.1 -
    A0303 28.6 57.9 5.2 3.5 1.5 3.3 -
    A0304 20.2 60.5 10.4 3.3 3.3 2.4 -
    T矿区 T0101 48 - 36.9 3.2 5.1 6.8 -
    T0102 54 - 29.4 3.8 1.8 11.1 -
    T0103 84.8 - 6.9 1.9 1.7 4.7 -
    T0104 85.1 - 5.9 2 0.6 3.8 2.6
    T0201 41.4 - 35.7 3.4 4.6 14.9 -
    T0202 58.1 15.5 14.7 3.3 2.3 3.9 2.1
    T0203 76.3 - 6 3 2.2 10.1 2.3
    T0204 80.1 - 5.1 3.6 1.2 7.1 2.8
    T03 32.4 30.6 25.2 2.2 2.3 5.2 2.1
    X矿区 X01 43.9 48.6 3.3 2 0.7 1.6 -
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    表 3  斜发沸石化学成分

    Table 3.  Chemical composition analysis of clinoptilolite

    元素 Si/% Al/% O/% K/% Na/% Ca/% Mg/%
    Spot 1 42.85 10.65 39.34 2.28 0.62 3.16 1.11
    Spot 2 36.43 9.46 46.89 1.96 0.36 3.95 0.95
    Spot 3 40.43 9.92 42.62 2.13 0.22 4.04 0.65
    Spot 4 39.41 10.07 43.40 1.98 0.49 3.59 1.06
    Spot 5 40.95 10.19 41.91 2.03 0.64 3.31 0.98
    Spot 6 36.20 9.44 47.11 1.87 0.51 3.94 0.93
    Spot 7 38.87 9.79 44.62 1.92 0.41 3.26 1.12
    Spot 8 36.27 9.83 46.82 1.63 0.53 3.86 1.06
    平均 38.93 9.92 44.09 1.97 0.47 3.64 0.98
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    表 4  沸石矿(T-02)矿物组成

    Table 4.  AMICS analysis results of zeolite ore /%

    矿物名称 质量百分比 面积百分比
    斜发沸石 74.23 77.4
    石英 11.74 10.05
    正长石 5.98 5.32
    歪长石 4.14 3.66
    高岭石 1.12 1.01
    斜长石 0.84 0.70
    钠长石 0.52 0.44
    铁铝榴石 0.20 0.11
    钛铁矿 0.05 0.02
    磷灰石 0.01 0.01
    黑云母 0.01 0.01
    金红石 ＜0.01 ＜0.01
    独居石 ＜0.01 ＜0.01
    锆石 ＜0.01 ＜0.01
    黄铁矿 ＜0.01 ＜0.01
    未知矿物 0.65 0.73
    低计数率 0.49 0.55
    合计 100.00 100.00
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    表 5  斜发沸石解离情况表

    Table 5.  The monomer dissociation degree of clinoptilolite

    粒度 +74 μm -74+45 μm -45 μm
    斜发沸石在矿物中所占面积/% 100%(单体) 100%(单体) 100%(单体)
    统计颗粒数 3 709 3 939 11 150
    分布率/% 25.02 27.99 56.90
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    表 6  斜发沸石与其它矿物两相连生关系表

    Table 6.  Clinoptilolite paragenetic relationship with other minerals

    矿物名称 钾长石 黑云母 斜长石 磷灰石 石英 钛铁矿 钠长石 蒙脱石 未知矿物 低计数率
    连生/% 8.71 0.01 0.33 0.00 7.83 0.02 0.09 7.31 0.87 1.75
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出版历程
收稿日期:  2021-09-15
刊出日期:  2021-12-25

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