Grey interrelation analysis to assess the influence of elements on the galvanic efficiency of Al sacrificial anode

Grey interrelation analysis method was used to study the correlation of Al-anode elements and its galvanic efficiency at 20 degreesC, 40 degreesC and 60 degreesC. Twenty-eight kinds of Al-anodes were made for experiments by the method given by Chinese National Standard GB4948-85 [1] and the correlation degree of elements added in the anodes were calculated. The results showed that the order of elements affecting galvanic efficiency at different temperature is basically the same, and the correlation degree can reflect the variation of Al-anode galvanic efficiency when changing temperature. It is suggested that the elements being added in Al-anode are Zn, In, Ga, Mg.

Nicotinic acid as a nontoxic corrosion inhibitor for hot dipped Zn and Zn-Al alloy coatings on steels in diluted hydrochloric acid

The inhibition effect of nicotinic acid for corrosion of hot dipped Zn and Zn-Al alloy coatings in diluted hydrochloric acid was investigated using quantum chemistry analysis, weight loss test, electrochemical measurement, and scanning electronic microscope (SEM) analysis. Quantum chemistry calculation results showed that nicotinic acid possessed planar structure with a number of active centers, and the populations of the Mulliken charge, the highest occupied molecular orbital (HOMO), and the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) were found mainly focused around oxygen and nitrogen atoms, and the cyclic of the benzene as well. The results of weight loss test and electrochemical measurement indicated that inhibition efficiency (IE%) increased with inhibitor concentration, and the highest inhibition efficiency was up to 96.7%. The corrosion inhibition of these coatings was discussed in terms of blocking the electrode reaction by adsorption of the molecules at the active centers on the electrode surface. It was found that the adsorption of nicotinic acid on coating surface followed Langmuir adsorption isotherm with single molecular layer, and nicotinic acid adsorbed on the coating surface probably by chemisorption. Nicotinic acid, therefore, can act as a good nontoxic corrosion inhibitor for hot dipped Zn and Zn-Al alloy coatings in diluted hydrochloric acid solution. (c) 2007 Elsevier Ltd. All rights reserved.

利用激光诱导击穿光谱对铝合金成分进行多元素同时定量分析

利用激光诱导击穿光谱定量分析了铝合金中多种元素的成分。采用Nd∶YAG脉冲激光器,在空气环境下烧蚀铝合金固体样品获得等离子体。利用多通道光栅光谱仪和CCD检测器对200～980nm波长范围的光谱进行同时检测。研究了检测时延、激光脉冲能量、元素深度分布对光谱强度的影响,考虑这些因素之后对实验参数进行了优化。在优化的实验参数下对国家标准铝合金样品中的八种元素Si,Fe,Cu,Mn,Mg,Zn,Sn及Ni进行了定标,并利用定标曲线对一种铝合金样品进行了定量分析。实验结果表明,测量结果的相对标准偏差(RSD)最大为5.89%,相对误差在-20.99%～15%范围内,说明对铝合金样品成分进行定量分析,激光诱导击穿光谱是一种有效的光谱分析工具,但是分析结果的准确度仍需要提高。

溶液介质条件对Fe^3＋共沉淀去除Cu^2＋的影响

采用室内试验方法，研究了溶液介质条件对Fe^3+共沉淀去除Cu^2+的影响。试验结果表明，pH是影响Fe^3+共沉淀去除Cu^2+的主要因素之一，其去除率随pH的增加而增加，并且其固液分配系数Kd的对数值与pH之间显示出较好的线性关系；天然水体中溶解的电解质离子及无机和有机配位体对Cu^2+的去除均产生很大影响，Cu^2+的去除率随加入的NaCl和NaClO4浓度的增加而降低，而随Ca(NO3)2和Mg(NO3)2浓度的增加而增加，除磷酸盐的增强作用外，硫酸钠、碳酸氢钠、甘氨酸、草酸钠、柠檬酸钠以及十二烷基苯磺酸钠的加入则不同程度地减弱了Cu^2+的去除；与Cu^2+共存的等量竞争阳离子Pb^2+、Zn^2+和Cd^2+也同样减弱了Fe^3+对Cu^2+的去除。

上芒岗金矿床成矿作用过程研究

上芒岗金矿床位于三江褶皱系怒江大断裂西南段，龙陵～瑞丽大断裂(F_1)南东盘，上芒岗次级断裂(F_4)之中。赋矿地层为下二叠统沙子坡组(P_(1s))和中侏罗统勐嘎组(J_(2m))。矿石主要有两种类型，硅质矿石和粘土质矿石；前者主要由石英和少量黄铁矿所组成，金品位平均为2 * 10~(-6)；后者主要由伊利石、高岭石和黄铁矿所组成，金品位一般为2 * 10~(-6) ～ 4 * 10~(-6)。矿石中金星次显微状态，主要元素组合为Au、Ag、As、Sb、Hg、Ba。矿床以强烈的黄铁粘土岩化为特征，热液蚀变作用过程即是金矿化作用过程。根据热液蚀变的矿物共生组合及其生成序次，将金矿化作用过程分为五个阶段：黄铁矿-石英阶段(I)；镁贝得-白云石阶段(II)；辉锑矿-石英阶段(IlI)：黄铁矿-高岭石-伊利石阶段(IV)；网脉状石英阶段(V)。其中黄铁矿-高岭石-伊利石阶段(IV)是金矿化的主成矿阶段。该矿床属于卡林型金矿床。由石英流体包裹体获得不同成矿阶段的温度为，成矿阶段I：210～170 ℃、成矿阶段III：190～160 ℃、成矿阶段V：173～144 ℃。伊利石-水氢同位素温度计测得成矿阶段IV的温度为165 ℃。石英流体包裹体液相成分以K~+、Na~+和Cl~- (F~-)为主，其次为Ca~(2+)、Mg~(2+)和HC0_3~-，由早到晚K~+、Na~+和Cl~-降低，而Ca~(2+)、Mg~(2+)和HC0_3~-升高；气相组分以C0_2为主。石英流体包裹体成分富F，其含量高达8.03 * 10~(-3) mol／kg，正是由于成矿热液富含F，Al才可以与F形成络合物进入热液迁移，即Al成为活动组份，从而形成该矿床所独特的强烈粘土岩化蚀变。稀土元素特征方面，矿石和赋矿地层下二叠统沙子坡以及中侏罗统勐嘎组岩石的稀土配分曲线十分相似，均为右倾型，但是两者的稀土元素总量不同，前者的相对较高。矿石和蚀变岩具有相似的稀土元素配分曲线，但是矿石的稀土元素总量相对较高。与勐嘎组泥岩相比，粘土质蚀变岩和矿石更加富集轻稀土元素，并且更富Eu。这些特征表明，粘土质蚀变岩和矿石是由热液作用形成的，而不是风化作用的产物；矿石与赋矿地层在物质来源上有亲缘关系。不同矿段、不同阶段和不同类型矿石和蚀变岩的Au、Ag、As以及Sb的含量同步变化，这表明在整个成矿作用过程中，成矿流体来源统一，且在成矿体系起主导作用。不同类型的矿石及蚀变岩中Au与Al_20_3，和TFe的含量呈正相关，表明黄铁粘土岩化与成矿关系最为密切。矿石铅同位素~(208)Pb／~(204)Pb、~(207)Pb／~(204)Pb和~(206)Pb/~(204)Pb比值分别为39.12～39.54、15.85～15.95、19.75～20.33；沙子坡组(P_(1s))岩石铅同位素比值分别为:38.407～37.868、15.921～15.589、22.685～22.367;孟嘎组(J_(2m))岩石铅同位素比值分别为：39.499～39.222，15.821～15.772、19.207～18.709。在铅同位素组成相关图中矿石与地层铅的投影点分别集中成群分布。矿石铅与地层铅呈线性分布，而且矿石铅的集中区位于沙子坡组铅集中区和勐嘎组铅集中区之间。这些特征表明矿石铅系由沙子坡组铅和勐嘎组铅混合而成。成矿热液的δ~(18)O由早到晚逐渐升高，I、III、IV、V阶段流体的δ~(18)O值分别为-4.2‰，+0.59‰；+0.76‰，+1.98‰，表现出明显的漂移特征；而δD则表现出高度的一致性，变化范围为-82.5 ～ 79.48‰。由此认为成矿热液系大气降水起源。成矿热液氢、氧同位素组成的这种规律性变化还说明，成矿热液的演化具有继承性和连续性。应用CHILLERR软件包，对上芒岗金矿床的成矿作用过程进行化学反应途径数字模拟。所展示的成矿作用过程为：大气降水沿断裂带下渗，加热循环，获取成矿物质(但不排除有深源成矿物质加入的可能性)；形成起始成矿热液：T = 200℃ P = 228.8bar；pH = 4.4；fs_2 = 10~(-9.89); fo_2 = 10~(-41.28)；aAu(HS)_2~- = 10~(-9.64)，aAuCl_2~- = 10~(-17.86);富含F、Al和Au，贫As、Hg、Zn、Cu和Pb。成矿热液在构造作用的驱动下，上升进入上芒岗断裂上部含水构造破碎带，并与下渗雨水混合而淬冷，形成沿上芒岗断裂呈线状分布的早期硅化石英岩(成矿阶段I)，成矿热液与下渗雨水之比为16:l(成矿阶段I)；继而热液扩散进入下盘破碎带，与白云岩反应，形成矿体下盘的白云石化，水:岩比为193:l(成矿阶段II)。此后成矿热液上升充填裂隙空间，由于热传导而缓慢冷却，成矿体系的温度由189 ℃降为165 ℃，形成含辉锑矿的梳状石英脉(成矿阶段1II)。成矿热液继续上升进入上盘碎屑岩破碎带，停积于构造揉皱的泥质岩，并与之反应，形成上芒岗矿床金矿化的主体—粘占土质矿石，水:岩比为29:1(成矿阶段IV)。最后成矿残液逐渐冷却, 同时伴随C0_2的起泡，形成晚期石英网脉(成矿阶段V)，至此热液金矿化过程结束。由上述可见上芒岗金矿床的成矿作用过程经历了：(初始)成矿热液与下渗大气降水混合(I) → 成矿热液与沙子坡组白云岩反应(II) → 成矿热液缓慢冷却(III) → 成矿热液与勐嘎组泥质岩石反应(IV) → 成矿热液冷却沸腾(V)等5个演化阶段。模拟结果进一步证实了上芒岗金矿床的热液成因。上芒岗金矿床成作用过程化学反应途径数字模拟与地质事实高度吻合，与地球化学研究结果相互印证，再现了上芒岗金矿床的成矿作用过程。由矿床的地质地球化学特征及成矿作用过程化学反应途径模拟结果，归纳出上芒岗金矿床成矿作用过程模型。

黄土风化过程中元素的地球化学行为及风化淋滤模拟实验

开展黄土风化淋溶规律方面的工作，在土壤改良，环境质量评价，黄土高原的开发和治理，生态环境的保护等方面均有一定的理论和实际意义。笔者旨在从剖面上、地球化学动力学、水化学、及微量元素重金属形态方面研究黄土风化过程中元素的地球化学行为。一、黄土风化成壤作用过程中常量、微量元素的地球化学行为 本文的样品主要采自陕西洛川黑木沟黄土剖面，并选择了以Ti作为难迁移参考组分的方法从定量的风化程度指标和元素的淋失或聚积指标反映元素风化过程的变化。二、黄土与古土壤中重金属的存在形态及风化成壤作用对其影响 结果表明：Fe、Cu、Zn、Co、Ni均在残余态含量最高，其次为晶形和无定形氧化铁结合态，黄土与古土壤中晶形、无定形氧化铁含量与和这两个形态结合的Cu、Zn、Co、Ni之间作线性回归分析表明，Cu、Zn、Co、Ni与晶形、无定形氧化铁之间分别存在显著正相关。由各形态计算的相对淋溶、聚积值表明：黄土风化为古土壤后，碳酸盐结合态的重金属几乎全部释放。而晶形、无定形氧化铁结合态的重金属则明显聚积，其它形态的重金属变化不大。因此黄土风化为古土壤后与晶形、无定形氧化铁结合的重金属含量增加是古土壤相对黄土重金属总量增加的主要原因。三、黄土风化淋滤模拟实验及动力学机理 结果表明：1）pH对黄土风化有显著影响，酸度愈强，愈易于风化作用的进行；2）母质对黄土风化也有影响。四、洛河水系仙茹河流域元素的水迁移序列 为了反应在目前的水热生物气候条件下元素的迁移情况，笔者由仙菇河的河水化学组成及该流域黄土的平均化学成分，计算了粉砂质黄土带元素的水迁移序列：Na > Mg > Ca > K > Si > Fe > Al。