离子交换水钠锰矿矿物学特征及高温相变研究

作者：张慧琴; 范晨子; 李艳; 丁瑞; 鲁安怀

来源：岩石矿物学杂志, 2013, (06): 966-974.

• K型水钠锰矿
• 离子交换
• 差热-热重
• 高温相变 K-birnessite
• ion exchange
• thermal analyses
• DSC-TGA

以MnSO4为原料,以空气为氧化剂在碱性条件下合成K型水钠锰矿,并进行离子交换实验。能谱结果显示:Ba2+、Pb2+、NH+4和Ag+能够全部置换层间的K;而Li+、Cu2+、Zn2+、Ni2+、Mg2+、Ca2+、Na+和Cd2+离子交换样品仍残留1%～3%的K。XRD和红外光谱结果显示,除Ag离子交换样品外,其它样品均保留了水钠锰矿的层状结构,但是离子交换过程中,矿物结晶度以及锰氧八面体的有序度均有一定程度的变化。差热-热重结果显示,离子交换样品在150～250℃和500～700℃有显著的物相变化和结构调整。层间离子半径和性质决定了高温相变产物。在650℃煅烧后,K+、Ba2+、Na+、Pb2+和Ag+等大半径离子交换样品生成具有(2×2)型或(3×3)型孔道矿物;而小半径离子不足以支撑水钠锰矿的层状结构,高温时发生分解生成低价态锰氧化物,其中Mg2+、Ca2+、Cd2+和Zn2+离子交换样品分解生成黑锰矿,Cu2+、Ni2+、Li+和NH+4离子交换样品则分解生成方铁锰矿。

• 单位
  国家地质实验测试中心; 空; 北京大学