论文题目: 内蒙电气石特性、加工及利用研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 矿物加工工程
作者: 任飞
导师: 韩跃新,印万忠
关键词: 电气石,结构,特性,矿物加工,利用
文献来源: 东北大学
发表年度: 2005
论文摘要: 电气石是含硼的环状硅酸盐矿物，具有压电性和热释电性，而且还具有发射远红外线和释放负离子功能，在环保、保健、纺织、建材和农业等诸多领域有着广泛的应用。 本文采用化学分析、岩矿鉴定、X射线衍射分析（XRD）、红外光谱分析（IR）、差热分析（DTA）等分析测试手段对内蒙电气石矿石性质、电气石类型及结构特征、电气石相变进行了研究，并确定了内蒙电气石类型。 研究了内蒙电气石及其电气石陶粒对酸碱溶液、去离子水、自来水的影响，用pH值、电导率进行了表征，并进行了机理分析，结果表明，内蒙电气石具有改变水溶液pH值，并使之趋于7的功能，还可反复利用。提出了溶液的pH值的改变是受到矿物表面羟基化与电气石的电极反应的影响结果 首次确定了内蒙电气石磁选分离工艺流程和条件，使原矿品位（电气石含量）70％的电气石提纯到95％以上。 用扫描电镜（SEM）、能谱（EDS）和X射线衍射分析（XRD）对内蒙电气石表面性质进行了研究，并且首次用晶体化学和溶液化学理论对电气石的可浮性原理进行了分析。用等电点法、Yoon-Salman-Donnay方程（YSD）和晶体化学法对电气石零电点进行了计算，并与用电泳法测得的电气石零电点进行了比较分析，计算了电气石晶体结构中的M—O键的键长、静电价强度、离子键成分、库仑力、相对键合强度、极性和键价。分析表明，电气石表面部分难溶的阳离子Fe2+、Mg2+、Al3+与油酸根离子发生了化学吸附；另一方面，电气石晶体表面与水发生接触时，表面Na+、Ca2+阳离子解离、矿物表面羟基化，电气石表面荷负电，又能与十二胺发生静电吸附；另外，提出电气石的浮选回收率的高低与捕收剂离子—分子缔合的浓度变化相关。 本文确定了采用搅拌磨制备内蒙电气石粉体的适宜工艺条件，并对电气石粉体进行了粒度分析和红外发射率、释放负离子浓度的测试及机理分析。 用硬脂酸、硅烷偶联剂、硅油和钛酸酯偶联剂作为改性剂对内蒙电气石粉体进行表面改性研究，获得了较好的改性效果；探讨了温度、时间和改性剂添加量等因素对内蒙电气石改性效果影响，用活化度进行了表征；红外光谱分析（IR）表明，改性机理为化学吸附。 研究了电气石／HDPE复合材料力学性能，对其发射远红外线及释放负离子的
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ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 选题的科学依据
1.2 电气石的功能
1.3 电气石的应用
1.4 电气石矿床分布及成因
1.5 国内外电气石研究的历史与现状
1.5.1 电气石研究的历史
1.5.2 电气石研究现状
1.5.2.1 电气石提纯加工研究
1.5.2.2 电气石超细粉碎及分级研究
1.5.2.3 电气石表面改性研究
1.5.2.4 电气石理化性质研究
1.5.2.5 电气石应用开发研究
1.6 电气石研究中存在的问题
1.7 研究意义、目的和内容
第二章 试验原料及检测方法
2.1 矿石矿物组成
2.1.1 原矿化学多项分析
2.1.2 原矿XRD分析
2.1.3 晶体化学式及其计算
2.2 红外光谱分析
2.2.1 试样红外光谱(FTIR)特征
2.2.2 晶体结构与红外光谱特征关系
2.3 差热分析(DTA)
2.4 相变分析
2.5 岩矿鉴定
2.6 本章小结
第三章 内蒙电气石物化特性研究
3.1 电气石的晶体形态特征
3.2 电气石的晶体结构及种类
3.3 电气石的物理特性
3.3.1 电气石的密度和硬度
3.3.2 电气石的压缩性
3.3.3 电气石的磁性
3.3.4 电气石的电导率和介电常数
3.3.5 电气石的热释电性
3.3.6 电气石的压电性
3.4 电气石对水溶液特性的影响研究
3.4.1 引言
3.4.2 电气石对酸碱溶液的影响
3.4.2.1 试验方法
3.4.2.2 试验结果与讨论
3.4.3 电气石对水pH值和电导率的影响
3.4.3.1 试验方法
3.4.3.2 电气石对去离子水的影响结果与讨论
3.4.3.3 电气石对自来水的影响结果与讨论
3.4.3.4 电气石对水分子团的影响
3.4.3.5 电气石对自来水的氧化还原电位的影响
3.5 本章小结
第四章 内蒙电气石的磁选分离与电气石可浮性研究
4.1 引言
4.2 电气石的磁选提纯
4.2.1 试验样品的制备
4.2.2 试验方法
4.2.3 结果与讨论
4.2.3.1 磨矿细度试验
4.2.3.2 粗选磁场强度试验
4.2.3.3 精选再磨细度试验
4.2.3.4 扫选磨矿细度试验
4.2.3.5 开路试验
4.2.3.6 闭路试验
4.2.3.7 精矿质量分析
4.3 电气石的可浮性研究
4.3.1 电气石的可浮性研究现状
4.3.2 电气石矿物表面电荷平衡
4.3.2.1 矿物表面荷电机理
4.3.2.2 电气石矿物表面零电点的计算
4.3.2.3 电气石表面电性的测定
4.3.3 电气石的可浮性试验
4.3.3.1 试验样品、药剂及测试方法
4.3.3.2 油酸钠浮选试验
4.3.3.3 十二胺浮选试验
4.3.4 电气石的可浮性与晶体化学分析
4.3.4.1 电气石的晶体化学键的计算
4.3.4.2 电气石可浮性原理分析
4.3.5 电气石的浮选溶液化学分析
4.3.5.1 阴离子捕收剂油酸钠的溶液平衡
4.3.5.2 油酸钠浮选电气石的机理
4.3.5.3 阳离子捕收剂十二胺的溶液平衡
4.3.5.4 十二胺浮选电气石的机理
4.4 本章小结
第五章 电气石粉体及应用研究
5.1 电气石粉体制备
5.1.1 引言
5.1.2 试样和试验设备、测试仪器
5.1.3 试验方法
5.1.4 试验结果与讨论
5.2 电气石红外辐射功能研究
5.2.1 引言
5.2.2 红外辐射的基本原理
5.2.3 电气石比辐射率的测试
5.2.4 电气石红外辐射机理分析
5.2.5 黑色电气石红外辐射的影响因素
5.3 电气石释放负离子功能研究
5.3.1 试样、测试仪器和测试条件
5.3.2 试验结果与讨论
5.3.3 电气石释放负离子机理分析
5.4 电气石表面改性研究
5.4.1 引言
5.4.2 试验部分
5.4.3 结果与讨论
5.4.3.1 硬脂酸改性
5.4.3.2 硅烷偶联剂改性
5.4.3.3 硅油改性
5.4.3.4 钛酸酯偶联剂改性
5.5 电气石/HDPE复合材料研究
5.5.1 引言
5.5.2 试验方法
5.5.2.1 试验原料
5.5.2.2 高密度聚乙烯的性能和用途
5.5.2.3 试验设备及测试仪器
5.5.2.4 试验配方和工艺路线
5.5.2.5 力学性能测试
5.5.3 结果与讨论
5.5.3.1 冲击强度
5.5.3.2 熔融指数
5.5.3.3 SEM分析
5.5.3.4 差动热分析(DSC)
5.5.3.5 拉伸强度
5.5.4 功能测试
5.5.4.1 远红外发射率测试
5.5.4.2 负离子
5.6 本章小结
第六章 结论
参考文献
致谢
作者从事科学研究和学习经历
作者攻读学位期间发表的论文
发布时间: 2006-10-25
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