氮气保护下热处理胶状黄铁矿的矿物特性演化

摘要

长江中下游尤其铜陵地区普遍产出沉积块状硫化物,表现为胶体沉积特征,主要组成为纳米–亚微米的黄铁矿,即胶状黄铁矿,这是一种重要的纳米矿物资源。利用X射线粉末衍射、扫描电子显微镜、热分析仪、磁化率分析仪、原子荧光光谱等,对采自铜陵新桥胶状黄铁矿和普通黄铁矿在氮气保护下不同温度热处理物相、微观形貌、磁化率、砷含量演变规律进行了对比研究。结果表明:胶状黄铁矿在450℃开始相变为单斜磁黄铁矿,起始相变温度比普通黄铁矿低50℃;胶状黄铁矿完全相变温度为500℃,比普通黄铁矿的完全相变温度低100℃;胶状黄铁矿的热分解峰值温度在597℃左右,比普通黄铁矿的热分解峰值低37℃左右;胶状黄铁矿完全相变为磁黄铁矿后磁化率峰值为3180×10–8m3/kg,比普通黄铁矿完全相变为磁黄铁矿的磁化率峰值高1 400×10–8m3/kg;胶状黄铁矿中砷含量为466.5 mg/kg,普通黄铁矿中砷含量为3 086.0 mg/kg,两者相差6.6倍,热处理温度超过700℃时两者都变成为基本无砷的铁硫化物。热处理过程中胶状黄铁矿与普通黄铁矿在相变温度和特性方面的差异表明,纳米到亚微米晶体大小的胶状黄铁矿在煅烧过程中呈现出明显的纳米效应。