长白山硅藻土热处理相变及方英石形成机制探讨

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• 出版年：2005
• 作者：肖万生；陈晋阳；翁克难；彭文世；王冠鑫；王辅亚
• 单位1：中国科学院广州地球化学研究所
• 语种：中文
• 作者关键词：硅藻土；非晶态SiO₂；方英石；相变机制
• 起始页：20
• 总页数：7
• 经费资助：中国科学院知识创新工程重要方向项目(No．KJCX2-SW-N03)；国家自然科学基金（批准号：40302012）
• 刊名：矿物学报
• 是否内版：否
• 刊频：季刊
• 创刊时间：1981
• 主办单位：中国科学院地球化学研究所；中国矿物岩石地球化学学会
• 主编：涂光炽
• 卷：25
• 期：1
• 期刊索取号：P310.66967

摘要

在常温到1250℃温度范围对吉林长白山硅藻土和非晶态SiO₂进行热处理，并对热处理后的样品进行红外光谱和X射线衍射测试，结果表明长白山硅藻土在1100℃开始转变成方英石，非晶态SiO₂在1200℃开始形成方英石，它们的转变温度均处于鳞石英的热力学稳定区。方英石这种热力学亚稳态形成机制与硅藻土和非晶态SiO₂的中程有序结构与方英石结构类似有关，这种结构相似性有利于降低了方英石成核所需的活化能从而有利于方英石成核作用的发生，因而在硅藻土(非晶态SiO₂)→方英石→鳞石英的系列转变反应中，硅藻土→方英石的反应占主导，而在相应的温度条件下，方英石→鳞石英的相变几乎是被禁止的。长白山硅藻土与非晶态SiO₂转变成方英石存在大约100℃的温度差异，主要与硅藻土独特的结构缺陷及Na、Al等杂质元素存在有关。高温下Si-OH基团的脱水反应使硅藻土结构中以OH^-形式存在的非桥氧变成桥氧，原来的结构缺陷消失，有利于降低方英石的形成温度；而Na、K、Ca、Fe等杂质元素与SiO₂形成多组份体系，导致SiO₂结晶温度降低，它们强的扩散特性，还有利于提高孤立Si-OH基团的脱失速率和缺陷迁移速率，并增加方英石的稳定性。