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

新疆阿克陶县有色矿石的非金属元素成分分析

1.
新疆喀什师范学院化学与环境科学系, 新疆喀什 844006

1.
南开大学化学学院，天津 300071

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

收稿日期: 2013-05-03

录用日期: 2013-06-09

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

Alimjan ABAYDULLA^1,,
Chun-Ying CHENG²

1.
Department of Chemistry and Environmental Sciences, Kashgar Teachers College, Kashgar 844006, China

1.
College of Chemistry, Nankai University, Tianjin 300071, China

Received Date: 03 May 2013

Accepted Date: 09 June 2013

摘要

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。
- 新疆阿克陶县 /
- 有色矿石 /
- 非金属元素 /
- 成分分析
Abstract: Determination and analysis of ore samples focuses more on metal ions rather than anions at present. However, the study of anions and their formation in ore samples is of great significance for understanding the composition, genesis and occurrence states of metal ions. Anions in non-ferrous ore materials from Oytagh Town, Akto County, Xinjiang have been studied by means of Infrared Spectroscopy, X-ray Photoelectron Spectroscopy and Thermo Gravimetric Analysis to investigate metallogenic conditions and regularity as well as further exploration, development and utilization of mineral resources in Xinjiang. The results show that the non-metallic elements of H, C, O and Si in ores occur in forms of anions like -C-O, C═O, Si-O-C and Si-O, and form γ-Al₂O₃, CaO·SiO₂, MgCO₃ and CaCO₃ compounds with major metallic elements of Mg, Al and Ca. After being calcined to 900℃, water was removed and MgCO₃ was decomposed in the ores, but not CaCO₃. The decomposition product MgO reacted with Si-O to form MgO·SiO₂, which indicates that the ores dominantly consist of carbonates and silicates (mixed ores with dolomite characteristics). This study provides a theoretical basis for mineral processing, mine assessment, plant designation and designation of new processes and equipment.
- Oytagh Town, Xinjiang； colored ores； non-metallic elements /
- composition analysis /

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图 1 各样品的FT-IR红外光谱图

Figure 1.

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图 2 矿石样品的X射线光电子能谱宽谱

Figure 2.

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图 3 6^#样品煅烧前后的X射线光电子能谱宽谱

Figure 3.

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图 4 6^#样品煅烧前后碳(1s)和硅(2p)窄幅扫描谱

Figure 4.

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图 5 各样品的热重曲线

Figure 5.

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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	煅烧后变化	峰归属	参考文献	煅烧前	文献值	峰归属	参考文献
3627	3627	消失	M^*-OH伸缩	[10]	3642	3642	CaO·H₂O	[20]
3426	3426	消失	层间-OH伸缩	[11]	3461	3461	-OH伸缩	[21]
2516	2515	消失	O═C-O的伸缩	[12]	-	-	-	-
1799	1799	消失	O═C-O的伸缩	[13]	-	-	-	-
1419	1419	减弱	O═C-O的弯曲	[14]	1410	1410	O═C-O的弯曲	[22]
1080	1080	减弱	Si-O-C振动	[15]	1073	1073	Si-O	[23]
1028	1028	减弱	C-O伸缩	[16]	1043	1043	C-O伸缩	[24]
876	875	消失	O═C-O弯曲	[17]	-	-	-	-
777	777	减弱	Si-O伸缩	[18]	777	777	Si-O伸缩	-
713	713	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
元素	原子浓度/%	质量浓度/%	原子浓度/%	质量浓度/%
O(1s)	46.69	44.26	53.87	43.56
C(1s)	30.02	19.43	21.32	14.45
Si(2p)	12.58	19.04	12.36	19.58
Al(2p)	7.09	10.31	6.12	9.32
Ca(2p)	2.62	5.65	4.97	11.25
Mg(2p)	0.99	1.30	1.34	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
样品编号	项目	5	1	2	3	4
1	温度区间/℃	20~100	100~225	225~810	>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/℃	20~100	100~517	517~690	690~880	>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/℃	20~467	467~790	>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/℃	20~225	225~475	475~675	>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/℃	90~170	170~510	510~650	650~825	>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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参考文献(28)

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