氧化铁的化学元素大全11篇

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文章编号：1005–6629（2013）9–0027–03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

作为高中化学新课程内容的重要组成部分，化学1模块中的无机元素化合物知识选择以典型的元素及其重要化合物为代表，将物质性质的学习融入有关的生活现象和社会问题的分析解决活动中，通过实验探究来学习物质的性质。然而在教学实践中，教师普遍感觉教学效果不理想[1]，学生也常常感觉元素化合物知识“好学”，但难以记忆。究其原因，主要有：第一，学生要在化学1模块集中学量的元素化合物知识，其知识本身具有庞杂、零散的特点；第二，化学1阶段元素化合物知识被编排在原子结构与元素周期律之前，关于物质性质的学习主要是基于实验现象的分析与总结，不能从结构出发来推断或解释，而基于实验获得的知识是感性的，且有些内容又容易混淆；第三，元素化合物知识应用方面的内容较为广泛，许多知识只能作为常识性介绍。现实中，学生对物质性质及应用的学多停留在对实验事实的感知与记忆水平，由于缺乏对元素化合物知识内在联系及其所蕴含的学科观念与方法的理解，导致学生在处理实际问题时往往缺乏思考或求解问题的基本思路[2]。为此，帮助学生建立起研究和认识物质性质的思路与方法、加强从元素视角认识物质及其转化以建立元素化合物知识的内在联系，就显得尤为重要。

1 构建从元素视角认识物质及其转化的思考框架

在化学1阶段，应如何帮助学生建构无机元素化合物知识体系？从学科知识的角度看，无机元素化合物知识注重“物质性质及应用”的学习，其中“物质性质”是核心，物质性质决定了物质的用途、制法、保存等，不认识物质性质，就不可能理解物质的应用。而物质的性质是由其元素组成和内部结构所决定的，不从组成和结构角度认识物质性质，就难以形成对物质性质的深入理解。从中学阶段无机元素化合物知识的编排看，学生对无机元素化合物知识的学习是逐步发展的。初中阶段元素化合物知识以物质为中心，学习典型物质（如氧气、二氧化碳）的性质、制法及用途等，以典型代表物学习一类物质（金属、酸、碱、盐）的性质等。高中化学1阶段元素化合物知识注重以元素为核心，通过核心元素将其单质及其化合物知识组织起来，学习含有同种元素不同物质的重要性质及相互转化关系；高中化学2阶段，借助元素周期表和周期律对元素化合物知识进行整合，建立以周期、族为系列形成对物质性质递变规律的认识[3]，建立不同元素及其物质性质等知识的联系。限于化学1阶段元素化合物知识的编排特点和学生的认识发展水平，有必要加强从元素视角认识物质及其转化（见表1），即要加强对元素与物质性质、物质分类、物质之间的转化等学科实质性问题的认识，发挥“元素观”对元素化合物知识学习的指导作用，帮助学生逐步领会和运用“元素观”来分析解释问题，增进学生对化学知识的理解。

作为中学化学的核心观念之一，“元素观”是从元素视角对物质及其化学变化本质的深层次理解[4，5]，大致包括三方面含义：一是对元素的认识，包括什么是元素、元素的种类、元素的性质等。就元素的性质而言，还涉及元素之间的差异、元素性质的周期性、一类元素性质的相似性等。二是从元素视角看物质，即元素与物质有什么关系，具体包括元素组成与物质的分类、性质有什么关系等。三是从元素角度看化学反应，即元素与化学反应有什么关系，在化学反应中元素种类是否发生变化、含有同种元素的不同物质之间的转化存在什么规律等。

在化学1阶段，强调从元素的视角认识物质，就是要对元素与物质性质的关系有深入的了解，这包括两个层面：一是从元素视角认识物质的“个性”，即认识物质的性质与组成物质的元素种类、元素形态（化合价、相邻元素的结合方式、分子中元素间的相互作用等）密切相关[6]。对于简单的化合物或单质，元素组成对于物质的性质甚至起着决定性的作用。具体为：（1）物质元素组成上的细微差别，会引起物质性质上的巨大差异。如氧化铝、氢氧化铝、铝盐虽然都含有铝元素，但因元素组成不同而其性质不同；氧化钠、氧化铝、氧化铁，虽然都是氧化物，但由于组成氧化物的金属元素不同，其性质不同。（2）组成物质的元素种类相同但其形态不同，物质性质不同。如氢氧化铁、氢氧化亚铁虽然含有相同的组成元素，但由于其中铁元素的价态不同，两者的性质不同。二是从元素视角认识物质的“共性”，即认识基于物质元素组成可以将纯净物进行分类，基于物质类别认识同类物质具有相似的性质，如氧化铜、氧化铁都是金属氧化物，它们都能与盐酸发生反应。

从元素的视角认识物质间的转化，就是要以元素为核心，认识含有同种元素不同物质之间的转化规律，建立某一元素的不同物质之间的联系，形成相应的知识结构，这包括两方面：一是同一元素相同价态不同物质间的转化，如Al2O3—Al（OH）3之间的转化、Fe2O3—FeCl3—Fe（OH）3之间的转化等；二是同一元素不同价态物质之间的转化，如Fe—Fe2+—Fe3+之间的转化。

借助表1中的思考框架，可以帮助学生建立研究物质性质、研究物质间转化的基本思路与方法，即通过实验的方法，从物质分类、氧化还原角度来认识物质性质[7]。具体地说，从金属（或非金属）、氧化物、碱（或酸）、盐等物质类别所具有的通性预测某个具体物质可能具有的性质，从物质所含元素的化合价角度预测物质是否具有氧化性或还原性，然后通过实验进行验证。对于同一元素不同物质间的转化，依据金属（或非金属）、氧化物、碱（或酸）、盐等物质所具有的性质确定实现不同类别物质之间的转化途径，依据反应物与生成物中核心元素有没有价态的变化，确定是否是氧化还原反应等。

2 以“元素观”为导向明确学习的层次及其关键所在

新课程中无机元素化合物知识的内容及其功能价值发生了明显的变化。以“金属及其化合物”为例，《普通高中化学课程标准（实验）》在化学1主题3“常见无机物及其应用”中所列内容标准为：“根据生产、生活中的应用实例或通过实验探究，了解钠、铝、铁、铜等金属及其重要化合物的主要性质，能列举合金材料的重要应用”[8]。传统的教学注重元素化合物知识的识记，新课程主张实施以化学观念建构为本的教学，强调要超越具体的事实性知识发展学生的深层思维，增进学生对化学知识的深层理解，由此需要思考，在元素化合物知识的教学中到底需要教给学生什么？

从发展学生“元素观”的角度看，化学1阶段选择以钠、铁、铝、铜为金属元素的典型代表，其学习内容[9]可分为三个层次：一是学习金属及其化合物知识，这是学习内容的第一层次，属于事实性知识。具体包括：在初中学习的基础上进一步了解几种典型金属的性质，如认识金属钠的活泼性等，发展对金属元素及金属单质性质的认识。学习相应金属的重要化合物（包括氧化物、氢氧化物及盐等）的性质，如铝的氧化物和氢氧化物具有两性、利用 FeSO4溶液滴加少量NaOH溶液生成的Fe（OH）2在空气中可转化成Fe（OH）3等事实的学习，认识铁元素的变价性以及不同价态之间的转化等，发展对金属化合物的类别、性质的认识。了解金属材料（合金、稀土金属）及其应用等。二是在“金属及其化合物”知识学习的同时，增进对物质性质与组成元素（种类、价态等）的关系、同一元素不同物质间转化关系的理解，丰富和发展对“元素观”的认识，这是学习内容的第三层次，属于观念性知识。三是要形成对上述内容的认识，需要学习相应的研究物质性质、研究物质间转化的基本思路与方法，这是学习内容的第二层次，属于方法性知识。第一层次的学习内容，是短期可以达成的学习目标。后两个层次的学习内容，属于较远期目标。其中较为关键的是要帮助学生建立“研究物质性质、研究物质转化的一般思路与方法”，这是引领学生从事实记忆走向观念建构的重要桥梁。

3 从促进学生“元素观”认识的角度组织教学内容

从人教版化学1教科书[10]的编排看，元素化合物知识按“金属及其化合物”、“非金属及其化合物”分类编排，其中“金属及其化合物”依次分为金属的化学性质、几种重要的金属化合物、用途广泛的金属材料三方面内容。就其中的“几种重要的金属化合物”而言，教科书选取钠、铝、铁、铜4种元素（以前三者为主），按照氧化物、氢氧化物、盐分类进行讨论。这样的编排重视从物质分类的角度学习含有不同金属元素的同类物质及其反应，沟通了不同金属元素化合物的“横向”联系，能够引导学生基于物质类别认识同类物质的性质及反应规律。但需要指出的是，由于缺乏元素周期律知识基础，关于含有不同金属元素的同类化合物性质的学习不能从结构出发进行推断或解释，而主要是基于从实验现象出发进行分析和总结，学生的学习仍然处于事实的记忆层面。并且这样的编排割裂了含同一元素不同物质之间的“纵向”联系，不利于学生建立对同一元素不同物质间的转化关系的认识。为此，教学时需要对教材内容进行重组与再加工。

教学内容的组织大致包含两层含义，一是以“元素”为核心构建教学单元，如“几种重要的金属化合物”，可以按照“钠的重要化合物”、“铁的重要化合物”、“铝的重要化合物”来展开，每一教学单元均涉及氧化物、氢氧化物、盐等物质类别，这样可兼顾元素化合物知识的纵、横联系；二是课堂教学内容主线的构建，以第二层次学习内容为目标，考虑在具体知识如“钠的重要化合物”、“铁的重要化合物”、“铝的重要化合物”等教学中，是以研究物质性质为主，还是以研究物质转化为主，这体现了两种不同的教学思路[11]。前者注重以具体物质性质的预测与验证为线索，在学习物质性质的同时，学习研究物质性质的思路与方法。如“铝的重要化合物”教学思路可以设计为：以生产、生活中常见的铝的重要化合物为素材引入课题预测Al2O3的性质、设计方案进行实验验证，认识Al2O3具有两性实验探究Al（OH）3的性质，认识Al（OH）3具有两性反思与提升，总结研究物质性质的思路与方法。后者以实现具体物质的转化为线索，在探讨物质转化的过程中认识物质的性质，学习研究物质及其转化的思路与方法。如“铁的重要化合物”教学思路可以设计为：由铁单质制得的化合物有+2价和+3价之分，将含铁物质进行分类，引出本节课的学习任务探究相同价态铁的不同化合物之间的转化[如请设计实验实现下列转化：FeCl3Fe（OH）3；FeSO4Fe（OH）2]探究不同价态铁的物质之间的转化（如请设计实验实现Fe2+与Fe3+间的转化，并进行实验验证）反思与提升，总结研究物质及其转化的思路与方法。需要说明的是，究竟选择哪种教学思路，需要同时考虑知识内容特点和学生的认知基础与发展需要，以实现学科知识逻辑与学生认知逻辑的有机整合。

总之，将元素化合物知识的教学重心从事实性知识的识记转向对更为根本的化学观念（元素观）及其认识思路与方法的理解，一方面是基于对元素化合物知识的核心内容及其教学价值的理解，另一方面是出于在教学中要让学生思维发展、化学观念的形成与知识学习协调同步的综合考虑。发展学生从元素视角认识物质及其转化的教学探索，旨在以元素为核心，通过实验的方法，从物质分类、氧化还原角度帮助学生建立认识物质性质、物质间转化的基本思路。在指导学生运用化学知识解决或解释生产和生活问题的过程中，通过反思与内化，将知识形成与应用的过程体验转化为学生解决实际问题的方法与能力。这值得深入研究。

参考文献：

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[3][7]王磊，胡久华主编.必修课教与学——化学[M].北京：北京大学出版社，2006：17～19.

[4]梁永平.论中学生化学元素观的建构[J].化学教育，2007，（11）：10～15.

[5]何彩霞.围绕“化学元素观”展开深入学习——以“水的组成”教学为例[J].化学教育，2013，（4）：36～39.

[8]中华人民共和国教育部制定.普通高中化学课程标准（实验）[S].北京：人民教育出版社，2003：11.

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1.引言

凉山州会理县会理石榴自古便美名远扬。唐朝时期即为皇帝预定贡品，每年由南诏王送入宫中。1966年，关河乡将会理石榴中的上品单果重达1公斤以上的菜籽园石榴寄送主席；北京开亚运要了6000个会理精选石榴。可以说这是会理人民的骄傲。改革开放以来，会理石榴获得长足发展2009年9月国际石榴节在会理召开。目前，已实现产业化经营，种植面积达24.38万亩，果农收入超过10亿元，果品年产量稳定在25000万斤以上，远销北京、哈尔滨，广州、深圳、杭州、上海等地，并出口东南亚各国及俄罗斯等国，深受广大消费者的喜爱［2］，素有中国“石榴之乡”之美誉［3］。植物生长发育所必需的微量元素,往往在土壤中含量很少,有效性低。因此,微量元素有时成为作物产量和品质的限制因子［4］，故研究其土壤之养分是有实际意义的。

1.1 石榴的价值

石榴除能食用外，还存在很高的药用价值。我国中医以为，石榴性平、味甘、微酸涩，产菜生津止渴、止泻涩肠之功效。对津液不足，咽干口渴，胃阴不足及慢性痢疾等症有较好的疗效。

石榴的营养特殊丰硕，含有多种人体所需的营养成分，果实中含有维生素c及b族维生素，有机酸、糖类、蛋白质、脂肪，以及钙、磷、钾等矿物质。石榴堪称全身是宝，果皮、根、花皆可入药。其果皮中含有苹果酸（鞣质、生物碱等成分，有关试验表明，石榴皮有显明的抑菌跟收敛功能，能使肠黏膜收敛，使肠黏腊的分泌物减少，所以能有效地医治腹泻、痢疾等症，对痢疾杆菌、大肠杆菌有较好的克制作用。另外，石榴的果皮中含有碱性物资，有驱虫功能；石榴花则有止血功效，且石榴花泡水洗眼，还有明目标后果。

1.2铁元素在植物生长中的作用

铁是一种化学元素，它的化学符号是Fe，它的原子序数是26，是地壳含量第二高的金属元素。铁的相对原子质量是55.847，铁的密度为7.9g/cm3。铁元素活泼，常见的价态为+2和+3，相对来说，铁的+3价化合物较为稳定。二价铁离子呈淡绿色，在碱性溶液中易被氧化成三价铁离子。三价铁离子的颜色随水解程度的增大而黄色经橙色变为棕色，纯净的三价铁离子为淡紫色。二价和三价铁均易与无机或有机配位体形成稳定的配位化合物，正如本实验的邻菲罗啉。金属在土壤中各种形态存在与活性有着密切关系，并直接影响金属在土壤中的迁移、转化以及对植物的吸收利用［5］。铁(Fe)是植物生长必需的微量营养元素之一,在土壤中仅次于氧(O)、硅(Si)、铝(A l)而成为第四大元素。土壤有效Fe是土壤对植物供铁的重要指标,土壤有效Fe不足会导致植物缺铁黄叶症［6］。

铁在植物生理上有重要作用。铁是一些重要的氧化—还原酶催化部分的组分。在植物体内，铁存在于血红蛋白的电子转移键上，在催化氧化—还原反应中铁可以成为氧化或还原的形态，即能减少或增加一个电子。铁不是叶绿素的组成成分，但缺铁时，叶绿体的片层结构发生很大变化，严重时甚至使叶绿体发生崩解，可见铁对叶绿素的形成是必不可少的。缺铁时叶片会发生失绿现象。铁在植物体内以各种形式与蛋白质结合，作为重要的电子传递体或催化剂，参与许多生命活动。铁是固氮酶中铁蛋白和钼铁蛋白的组成部分，在生物固氮中起着极为重要的作用。作物正常的含铁量为50～100mg/kg，豆科作物含铁量比禾本科作物高。 不同植物对缺铁的敏感程度各不相同。一般地说，在根际区有还原能力并能分泌出某些能螯合铁的有机物质的植物（如麦类植物能分泌麦根酸）能有效地利用土壤中的铁，因而较少发生缺铁现象；而有些植物（如旱稻）由于其根际是氧化态的，所以极易遭受缺铁的危害。由于铁在植物体内难以移动，又是叶绿素形成所必需的元素，所以最常见的缺铁症状是幼叶失绿。失绿症开始时，叶片颜色变淡，新叶脉间失绿而黄化，但叶脉仍保持绿色。当缺铁严重时，整个叶尖失绿，极度缺乏时，叶色完全变白并可出现坏死斑点。缺铁失绿可导致生长停滞，严重时可导致植株死亡。

因此,铁是叶绿素的稳定元素。

叶绿素分子含有一个卟啉环的“头部”和一个叶绿醇的“尾巴”。卟啉环中的镁原子可被H+、Cu2+、Zn2+所置换。用酸处理叶片，H+易进入叶绿体，置换镁原子形成去镁叶绿素，使叶片呈褐色。去镁叶绿素易再与铜离子结合，形成铜代叶绿素，颜色比原来更稳定。人们常根据这一原理用醋酸铜处理来保存绿色植物标本。

因此镁是叶绿素的组分,但很不稳定,而铁不是叶绿素的组分。

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2 转炉钢渣资源综合利用的工业应用研究

实现转炉钢渣的高效资源化利用，需根据转炉钢渣的物化性质，结合现行应用工业领域，开发出一套循环的钢渣热焖生产工艺流程，方可促进回收达到“零排放”目标，提高经济收益最大化。本文所述的是以我公司转炉钢渣通用性能为研究对象。

2.1 转炉钢渣的物化性质

在通常情况下按光谱分析，转炉钢渣主要成分有 Fe、Si、Ca、Mg 等，其中Fe 的含量达10%以上，钢渣中可直接回收利用的有价金属为铁，其次为Si、Ca、Mg等，这些是根据它们存在形态有一定利用价值，最后那些含量过低的金属元素Mn 、Al、P等均无利用价值。表1为涟钢钢渣成分。

再进一步分析化学元素和铁的物相分析得知，转炉钢渣中铁以其氧化物的形式存在，如：氧化铁、三氧化二铁、金属铁，约占铁含量的 99%。其余转炉钢渣成分如：氧化钙、二氧化硅和氧化镁的含量占绝大多数，含磷、含硫较低。

2.2 转炉钢渣资源综合利用现状

到目前，转炉钢渣资源综合利用的途径涉及到多个领域，比如：用在冶炼和烧结的熔剂中。在烧结矿石中适当配加5-15%、粒度为8

2.3 转炉钢渣资源综合利用的循环工艺流程

在如今转炉钢渣工业应用多个领域的现实条件下，我们将与钢渣的物化性质有机联系起来，开发出配套的转炉钢渣循环资源综合利用生产工艺流程，这对钢铁企业提高钢渣综合利用率，实现“零排放”的目标将起着重要的引领、启发作用。此“零排放”的工艺流程可将其分为三步，首先通过钢水热焖处理，然后进行磁选清理出最大金属含量的Fe，再综合利用其氧化物，经过球磨成不同粗细度用于建材制造。

（1）钢渣热焖处理工艺。将刚刚凝固还处于高温的钢渣倒入焖罐炉内、或者将液态钢渣直接倒入焖罐炉内，利用钢渣本身所含有的余热，采用焖罐该盖上的自动喷水工艺，将钢渣中含有大量的游离氧化钙在0. 05 kg/cm的微压蒸汽中遇水产生不均匀冷缩，体积膨胀增加到23～87%，这样使大块的钢渣生成氢氧化钠自解粒化粉碎，粒化效果最好的可有60～80%达到小于20mm的钢渣。同时由于消除了游离氧化钙，在钢渣矿相基本不变情况下提高了稳定性，也便于钢渣粉后期的综合利用。最后采用挖掘机挖掘出料，进入下一步破碎磁选工艺。此工艺的特征是可适应任何种类和流动性钢渣，它不但节能，还改善钢渣稳定性，避免钢渣粉在后期利用时，如：回填场地或者生产建材制品出现开裂现象。这也是钢渣实现“零排放”的前期重要的一环节。

（2）钢渣磁选破碎筛分生产处理工艺。这也是钢渣循环处理的核心工艺。由于钢渣所含铁矿物比天然铁矿石较为复杂，因此，将热焖自解后的转炉钢渣送至磁选生产线，首先通过磁选出铁粒、铁粉，同时对于大于30mm小于400mm的钢渣进行破碎，然后再通过层层的分级磁选，磁选回收细粒铁颗粒和磁性氧化铁，分别返回炼钢和烧结。当磁选粒度在-10mm下时，通过筛分磁选出用作于熔化剂粉和粗渣的钢渣，余下的炉下钢渣进行下一道工艺流程。在磁选中需分类进行不同操作方式，对+ 130mm + 70mm粒级大块的渣钢回收，采取棒条筛和人工拣选等方式，将其中高品位含铁的大块渣钢选出，保证后续流程畅通，但须注意劳动工作量与重复性。对于-70mm低品位钢渣，采用分级磁选筛分方式，将再回收钢渣中低品位的颗粒金属铁和氧化铁集合体时，同时将筛分的大量低品位尾渣在简化后续处理量和生产成本的同时，可依据其主要含有与水泥熟料相似的硅酸三钙、硅酸二钙、铁铝酸盐成分，以及熟料中一些水硬胶凝性矿物，按相应国家与行业标准要求，生产出钢渣酸盐水泥。

（3）钢渣球磨生产处理工艺。将上一层的炉下钢渣尾渣按—8mm、+8mm磁选标准，经过对-70mm 全粒级湿式磨矿—磁选—再筛选分离和精选的方法，获得合格的铁精矿。注意粉磨的时间，其越延长粉磨细度就越细，同时细粉中会回收到少量薄片状或呈圆珠状的金属铁。其中将—8mm作为钢渣精粉，用于代替原石灰石作为治炼和烧结矿的熔化剂，对余下的球磨尾泥可外销。经实践证证明，每吨烧结矿配加4%钢渣，烧结利用系数提高1%，石灰石消耗量减少约30kg，其不但可提高烧结矿强度还显著提高烧结矿原性能，提高了经济效益。另将+8mm磁选铁粒返回钢炉进行治炼，余下的球磨粗渣用于外销。

3 转炉钢渣资源综合利用的结论与建议

诚然，要实现转炉钢渣“零排放”的高价值利用目标，建立一套钢渣循环资源综合利用生产工艺流程还是不行的，其间还要进一步探索其工艺最佳配方，提升加工制造的工业应用技术水平，才能在钢渣综合利用上突破性的取得社会及环保显著效益。同时我们建议在实行钢渣循环资源综合利用生产工艺流程过程中，应该注意到以下几点事项；一是在烧结中配加钢渣，注意磷富集问题。按照已有的实践资料证明，当钢渣配比增加10kg/t时，烧结矿的磷含量将增加约0.0038%，而相应铁水中磷含量将增加0.0076%，因此，要降低磷的富集，必须想办法控制烧结矿中钢渣的配入比例，同时也可在烧结矿生产过程中停止配加钢渣，待磷降下来后再恢复配料；二是防止钢渣粒度过大，它会在烧结混合料中产生偏析，造成烧结矿碱度波动直接给高炉生产带来不利影响，因此，应该增强钢渣的破碎和筛分能力，保证粒度的均匀性。

参考文献：

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1 概述

由于在地震勘探施工中因各种因素的影响造成其技术性能和指标的改变，严重制约了勘探质量的提高，使得诸多先进设备不能发挥技术优势，造成设备资源的浪费。文章通过对常规动圈式检波器中最具代表性的20DX-10 型检波器的研究，提出由于涡流效应对检波器悬体质量的影响，使检波器悬体质量的改变对其性能指标产生了改变。

2 定义检波器芯体的材料属性

检波器芯体涉及到的材料有硬磁材料（永磁体）、软磁材料（磁靴和套筒）和空气，如图1所示。除了空气可直接作真空处理外，其余材料都需要给出数据，下面分别讨论材料的选取。

磁钢材料的选择：永磁体是动圈式检波器重要组成元件，永磁体的磁性能是否稳定将直接影响到传感器的精度，同时也影响检波器的成本。实验证明，经磁化的永久磁铁的性能一般随时间而变化，这是由永磁材料在淬火或铸造后其内部组织不均匀、内部存在内应力造成的。此外，永磁体的磁性能还受其他一些因素的影响，比如，温度、外界磁场以及振动和冲击。描述永磁体的变量有四个：内禀矫顽力HC；剩磁Br；相对磁导率 Mu（μr）；极化强度MP。这四个变量只有两个独立的，在已知其中的两个变量之后，另外两个变量可以根据相互关系计算出来，如图2所示。文章所选的永磁材料是相对磁导率Mu为1.05，剩磁Br为1.25T的磁性材料。

钕铁硼是第三代稀土永磁材料，被称为“永磁王”，钕铁硼磁性材料是钕，氧化铁等的合金又称磁钢。钕铁硼具有极高的磁能积和矫力。

第三代稀土永磁钕铁硼是当代磁体中性能最强的永磁体，它的主要原料有稀土金属钕29%-32.5% 金属元素铁 63.95-68.65% 非金属元素硼1.1-1.2% 少量添加镝0.6-1.2% 铌0.3-0.5% 铝0.3-0.5% 铜0.05-0.15%等元素 。

钕为银白色金属，熔点1024℃，密度7.004g/cm3。钕是最活泼的稀土金属之一，在空气中能迅速变暗，生成氧化物；在冷水中缓慢反应，在热水中反应迅速。铁是一种化学元素是最常用的金属，它是过渡金属的一种。铁活泼，在高温时，则剧烈反应。硼的化学性质，在高温时硼能与许多金属和金属氧化物反应，生成金属硼化物。

3 涡流效应对永磁体的影响（如图3所示）

绕在永磁体上的双线圈在工作时，即线圈在磁场中产生了相对运动，在线圈两端产生感生电动势，从而有电压输出。圆筒形铝制线圈架可看作是一个单匝闭合线圈。当线圈架随同线圈一起在磁场中运动时，线圈架将产生涡流，这种现象称为涡流效应，由于涡流效应产生的感生电流很大，把大量电能转化成了热能，所以永磁体的内部温度会升的很高，这是一种电能的损耗，称为涡流损耗。

我们把单个20DX-10型检波器的芯体放在振动台上，外接电流计，振动芯体，测得感生电流的范围在0.2A-2A之间，根据以上资料分析，无论是在收发放过程中人为因素的振动和冲击产生的感生电流，还是放炮过程中产生的感生电流会使永磁体的内部发生改变，再加上外界高温工作环境的刺激，即永磁体的内部化学性质将发生质的改变，即产生的感生电流将会使永磁体的内部电解，也就是说检波器悬体质量的会发生质的改变。这个我们在实际工作中也验证到，有时我们用万用表测量某个坏芯体的电阻，感觉到芯体有电流通过。好的芯体和坏的芯体的直观比较，见图4和图5。

4 结束语

检波器芯体的悬体质量对检波器性能指标影响较大。在进行检波器性能参数测试时，输人测试仪器的悬体质量是否真实，直接影响检波器的性能指标，特别是对灵敏度的影响最为突出，若实际检波器悬体质量与输人仪器的悬体质量相差较大，得到的测试结果即不真实。由此可见，要保证检波器性能参数的稳定可靠，其中一个问题就是要保证检波器悬体质量的稳定。由于检波器在收发放搬运过程中，人为性因素的影响造成剧烈的撞击，导致检波器芯体上的并联电阻断裂或微小裂痕，也会致使阻尼系数发生改变，影响阻尼系数指标。造成检波器芯体电阻变大，另外粉化的检波器芯体造成检波器芯体电阻变小或短路。人为性因素的影响造成剧烈的撞击，也会导致检波器芯体弹簧片上下运动时存在着扭曲及旋转，往往弹簧片筋的宽窄和长短对失真度的影响较大，一般来讲弹簧片的筋越长越对失真有利，筋的宽度也是越细越好，但是当弹簧片的筋细到一定程度时，失真度又会突然增加，这个界限值0.3mm，人为因素造成的失真度往往是处在一种不稳定的状态，它时大时小，极其有害。

关于永磁体的涡流效应以及外界环境温度对永磁体悬体质量改变，进而对检波器性能指标的影响。我们可以和检波器芯体的生产厂家联手进行科研攻关永磁体材料的研发制造，确保检波器芯体磁性强，受外界环境影响小，永磁体磁性能居里温度点提高，温度特性增强，减少控制永磁体粉化腐蚀等。

参考文献

[1]薛立武.马延芯.浅谈稀土磁体地震检波器的发展[J].石油仪器，2000，14（6）：9-12.

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玉髓的特性

玉髓的颜色丰富多彩，有些品种具有奇特的花纹和美丽的图案，令人称奇。玉髓的产量很丰富，价格低廉，但却不影响其以独特的美征服大众。在古代，它是王公贵族、富商大贾的专享，如今却进入了寻常百姓家，成为流行于大众中的玉石品种。

玉髓质纯时，是白色的，但自然界中玉髓所含微量化学成分和矿物成分呈多样性，如Fe、AL、Ti、Mn、Mg、K、Na、V、绿泥石、赤铁矿、钠云母、铁锰质等等，使玉髓颜色变得丰富多彩，美丽动人。玉髓的硬度为莫氏6.5左右，密度2.58～2.64，折射率1.53～1.54；质地半透明至微透明，呈玻璃光泽至油脂光泽，韧性较好，几乎可见各种颜色。

玉髓的主要显微结构是隐晶质结构和纤维状结构及纤维放射状结构。由于形成环境有规律的改变，玉髓矿物的生长发育状态亦发生有规律的改变，隐晶质结构―放射状结构―微粒结构（石英），循环往复，形成了灰白色调略显差异的条带状构造和环带状构造，加上夹杂进来的不同微量矿物和化学元素分布的不均匀性，这种条带和环带的差异就更加明显突出。当所含其他矿物质分布不均，或呈有规律地分布时，则会出现各种图案或条带状花纹，十分美丽异常。

玉髓的分类及品种

依据玉髓的颜色、花纹及内部包体特征等，可将其分为狭义玉髓、玛瑙、碧石三类。各类中又有多个品种。

1.狭义玉髓：指颜色均一、因杂质较少而纹带不明显的玉髓。多为半透明状，质地纯净、颜色鲜艳美丽，因而是受欢迎的工艺美术及首饰材料。其颜色有白、红、黄、褐、绿等。其品种以颜色划分有红玉髓、肉红玉髓、绿玉髓、葱绿玉髓、墨玉髓、白玉髓等等。在英国和澳大利亚，红玉髓与红宝石一起被定为7月生辰石，象征热情、仁爱和威严；绿玉髓则和祖母绿一起，被定为5月生辰石，象征幸运和幸福。被称为“澳洲玉”或“英卡石”的玉石即是澳大利亚所产的绿玉髓，其绿色青翠欲滴，美观喜人，可与翡翠媲美，而价格却便宜得多。

2.碧石：指成分中含有粘土矿物和氧化铁等矿物杂质的髓，又被称为肝石。其杂质含量常达15%以上。因质地不纯，通常表现为不透明或微透明，且光泽亦稍暗于狭义玉髓。碧石的颜色也很丰富，其品种以颜色分，有红碧石、绿碧石、白碧石、黄碧石等。事实上，碧石质地常不均匀，其颜色也较多变，除有单色品种外，也常见杂色品种。一种在暗绿至绿色底色上带有红色、棕红色斑点的碧石被称为“血滴石”或“血星石”“血石”，因色彩对比度大，视觉效果强烈，非常美观。在很多国家的习俗中，它与海蓝宝石一起被定为3月生辰石，象征沉着、勇敢和聪明。当碧石中有两种以上颜色组成各种条带状或风景图画状花纹时，则被统称为“图画碧石”，也可具体地分为条带状碧石、风景碧石等，这种碧石多直接被用作观赏石。

3.玛瑙：指具有明显的同心层状纹带、平行纹带或各种花纹图案的玉髓，通常不含或极少含有粘土质杂质。玛瑙的花纹式样繁多。“玛瑙”一词来源于佛经，梵文译音“阿斯玛加波”，意为“马脑”，因其色彩纹理似马脑而得名。又因为此“马脑”属于玉类，因而古人诠释其义而有“玛瑙”一词。

（1）玛瑙的分类与品种

古人常根据其花纹及颜色，给予具体的名称。因此其名称杂而且多，如“锦红玛瑙”“竹叶玛瑙”“曲蟮玛瑙”“酱斑玛瑙”“夹胎玛瑙”“缠丝玛瑙”“柏枝玛瑙”等等，不一而足，望其名而知其纹和色。

现代玛瑙分类，同样考虑其花纹特征和颜色，将玛瑙按不同颜色、不同花纹图案、不同特殊光学效应，以及特殊包裹物等不同特点，分成四类多个品种，具体如下：

Ⅰ类：按突出的颜色特征划分

此类玛瑙颜色较为单一，以一种颜色为主，而颜色的深浅或不同色调显现出其美丽的纹带。根据其主体色调通常分为红玛瑙、蓝玛瑙、紫玛瑙、绿玛瑙、黄玛瑙、胆青（鬼头青）玛瑙、白玛瑙等品种，其中天然蓝玛瑙、紫玛瑙、绿玛瑙很少见，市场上所见基本均为人为染色品。

红玛瑙主要有褐红、酱红、红、橙红等色。古代所称的“赤玉”，是玛瑙中最好的品种之一。行话“玛瑙无红一世穷”，就是说玛瑙中若没有红色，价值便不高。这是因为真正天然产出的红玛瑙并不多，尤其是大块的红玛瑙，自然价高。现今有了热处理和染色技术，红玛瑙便很常见并且物美价廉，但已非天然品了。

Ⅱ类：以突出的花纹图案划分

此类玛瑙以花纹图案见长，据其纹带或花纹图案的不同特征可划分为以下品种：

缟玛瑙：指具有缟状纹带的玛瑙。缟，原指白色丝制品，其纹理细密如丝。缟玛瑙即是指具有非常细的平行纹带的玛瑙。此品种一般颜色较有限，有单一颜色而不同色度组成细纹的，也有两种颜色相间的品种。其中最著名的品种是“缠丝玛瑙”，是一种具有红色或褐红色与白色相间的细密平行条纹的品种，极似在红色的线轴上缠绕了白丝线，非常美丽。在很多国家的珠宝习俗中，它和橄榄石一起被定为8月生辰石。又因以其缠绵之态，象征着夫妻幸福，有“幸福石”之称，备受青睐。

缟玛瑙以不同的颜色，还可有多个品种，如黑白缟玛瑙、红缟玛瑙、褐白缟玛瑙、棕黑缟玛瑙等。其中以红缟玛瑙和红白缟玛瑙最佳。

带状玛瑙：指具有较宽平行纹带的玛瑙。通常条带为单色的不同色调，或为两种相间排列的颜色组成，少有两种以上颜色的。根据其不同的颜色，也可分为多个品种。此外一种漆黑色玛瑙带有一条白带的品种，被称为“合子玛瑙”。

天然图案玛瑙（风景玛瑙）：玛瑙中的不同颜色、花纹以及不透明杂质等的组合，形成了花鸟鱼虫、人物、动物、植物等图案及云海、日出、山水等画面。真正有丰富意境的玛瑙天然图案并不易得，多是可遇不可求，因而价值亦较高。天然图案玛瑙较少用作雕刻玉料，除非主题设计的需要。通常多被直接用作观赏石，或置于案头，或放入水中，或把玩于股掌之间，其乐无穷。

天然图案玛瑙中，独竖一帜的要数“苔藓玛瑙”或称“水草玛瑙”，较多见，古即有之。它系半透明至透明白色或乳白色的玛瑙，含有不透明的氧化铁、氧化锰或绿泥石等杂质，其杂质形成似苔藓、水草、柏枝状的图案，颜色以绿色为多，因而得名。但也可见褐色、褐红色、黄色、黑色等单色或是不同颜色的混杂色等。常可见到组成的图案或如湖中水草飘摇，或像水边树木杂草倒映，或似山野层林尽染等等，酷似天然景象，美观而神奇。

我国南京著名的雨花石，就是含有SiO2的砾石，有许多是“天成幻出”的艺术珍品，被称为“华夏一绝”和“金陵一绝”。其中的精品，绝大多数即为天然图案玛瑙。在小小的一块玛瑙鹅卵石中，可观赏到神似的古今风物、中外胜迹，令人惊赞。

此外，“云雾玛瑙”特指有云雾缭绕或云遮雾罩之感的玛瑙。“龟背玛瑙”特指其花纹形似龟背纹的玛瑙。同样，根据花纹图案的形似，还有“火炬玛瑙”“蘑菇玛瑙”“城廓玛瑙”等等。

Ⅲ类：具特殊光学效应的玛瑙

此类玛瑙较少见，主要是指玛瑙中具有某些特殊光学效应的品种，通常可见到两种：火玛瑙与闪光玛瑙。

火玛瑙：这种玛瑙其结构呈层状，层与层之间有薄层包裹物质，如氧化铁的薄片状矿物晶体，当光照射时，产生薄膜干涉现象，会闪出火红色的晕彩，故称其为火玛瑙。

闪光玛瑙：由于光线的照射，使玛瑙条纹产生相互干扰，出现明暗变化（抛光后更容易发现）。当入射光线照射角度变化时，其暗色影纹亦发生变化，十分好看并有趣。新疆产的玛瑙及南京的雨花石中都发现过这一品种的玛瑙，但较稀少。

Ⅳ类：以奇特包裹物闻名的玛瑙

玛瑙中有封闭的空洞，其中含有水或水溶液，这种玛瑙即称为水胆玛瑙。将这类玛瑙摇晃时汩汩有声，以“胆”大“水”多者为佳。透明度高且无裂纹和瑕疵的水胆玛瑙，是极好的玉雕材料。

北京玉器厂利用玛瑙的色彩变化，雕制了作品“山巅流瀑”：一只憨态可掬的小鹿，跑到潭（水胆）边饮水，情趣盎然。长城工艺美术厂的作品“太白醉酒”水胆玛瑙工艺品，刻划了酒仙诗人李太白醉卧酒坛（水胆）的生动形象。上述作品对玛瑙中水胆的利用，可谓达到极至。天然水胆玛瑙尤其是质量好的极为稀少，因而其成型工艺品才成了稀世之珍。

（2）玛瑙的选材及分级

玛瑙的选材要求通常是：有突出条带纹者，以纹带越清晰、越细密，则越珍贵；有突出颜色者，以红色、蓝色、紫色且色正者最珍贵；有突出之图案者，则以既有意境、又有形似者最珍贵；有特殊光学效应者，则以其特有的光学效应越强烈、越明显者越珍贵；而水胆玛瑙则以其“胆”大“水”多且透明度高者珍贵。而所有品种，都要求尽量少有裂纹，无裂纹最好；即便有，也应少、短、浅，不影响观赏。此外，除水胆及可利用的美观砂心外，最好无砂心；若有，也要在应用过程中作为杂质剔去。砂心大而不美者，则为废料。

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引言

我国疆域广阔，且整体跨度很大，所以我国的矿产资源储量十分丰富。就实用价值而言，矿山中矿物有效成分的提取，不仅为化工产业提供了大量的原材料，而且也能带动其他地质工程的发展。而化学分析作为地质勘探的重要环节，对矿物质的提取起着决定性的作用。所以只有严格遵循化学分析的方法和基本流程，深度了解矿物质的成分及组成，才能更好的促进相关产业的持续发展。

1 化学分析的概念

化学分析是研究物质化学成分、组成结构、分析方法及相关理论的科学。它所要解决的问题是确定物质中有哪些组分，组分是以什么比例存在的，以及各个组分的相对含量是多少等。

化学分析包括成分分析和结构分析。成分分析又包括定性分析和定量分析。定性分析就是鉴定物质是由哪些离子或元素组成的。定量分析就是确定各组成部分的具体含量。

2 化学分析的基本流程

2.1 试样的提取和加工

试样就是岩石矿物进行化学分析的样本材料。对试样提取的要求有以下几点：

（1）选取适宜的采样点，采样点的位置尽量分散，避免过度集中。采样点的选取直接影响到矿样的质量，要保证矿样的化学分析结果具有代表性，必须认真分析矿山的地形走势，分散采样。

（2）合理利用原工程点，也可以直接利用原有的矿芯和岩芯。

（3）在试样提取阶段，要充分考虑化验分析方法选定对试样量的影响。这就要求我们根据不同的试验适当地增减试样的量，已达到预期效果。

2.2 进行定性和半定量分析

有了合适的试样，我们接下来要做的就是对试样进行定性和半定量分析。其目的在于快速确定岩石的组成成分和比例，避免后续化验分析工作的盲目性，为科学研究活动节约了时间。

2.3 选择测定的方法

测定方法的选择是化学分析的关键步骤。测定方法多种多样，如何从众多测定方法中选出最合适的一种是摆在化验人员面前的一个大难题。一般来说，化验人员根据实践和经验，会通过定性和半定量分析的结果对化学测定方法做出选择。对于试样中含量较高的待测元素，应采用容量法、重量法进行测定；而对于试样中含量低的化学元素，则适合采用比色法等测量方法。

2.4 拟定分析方案

拟定方案涉及各元素的测定方法和分离方法间相互影响和配合等问题。所以，应该综合矿物质化学特性以及测定方法拟定分析方案。

2.5 分析结果审查

确定分析方案后即要依照国家的有关规定对化验分析方案的合理性以及结果的可靠性进行审查。

3 矿山常用的化学分析方法

运用化学方法对矿物质进行试验分析可以很好的测定出矿物质的元素构成及相对比例，有助于我们更好的去了解各种矿质。下面就两种不同含量的矿质元素给出不同的化学分析方法：

3.1 试样中含量较高待测元素的化学分析方法

（1）容量法。容量法即我们所说的“滴定法” 。就是将一定浓度的滴定液由滴定管加到试样的溶液中，直到所加滴定液与被测试样按化学计量反应完全为止，然后根据滴定液的浓度和消耗的体积可以计算出被测元素的含量。要注意的是，在容量分析时，必须借助指示剂的颜色变化来确定滴定的终点。需要选择合适的指示剂，使滴定的终点尽可能的接近等当点。当然有时候难免滴定终点与计量点不一定恰恰符合，因此而造成的误差叫做滴定误差。所以为尽量避免滴定误差，我们就应该清楚符合滴定分析的化学反应应该具备的条件：

1）反应必须按方程式定量的完成，通常要求在99.9%以上，这是定量计算的基础；

2）反应能够迅速地完成（有时可加热或用催化剂以加速反应）；

3）共存物质不干扰主要反应，或用适当的方法消除其干扰；

4）有简单可行的方法确定计量点（指示滴定终点）。

容量分析法通常用于测定高含量或中含量组分，及被测组分的含量在1%以上。且具有操作简单、快速、比较准确，仪器普通易得等特点。研究分析员常用这种方法对试样进行半定量和定性分析。

（2）重量法。重量法是根据单质或化合物的重量，计算出在供试品中含量的定量方法。而根据被测成分分离方法的不同，重量分析又可分为沉淀重量法、挥发重量法和提取重量法。下面我们主要就沉淀重量法向大家进行详细的介绍。沉淀重量法是通过被测样液与试剂作用，生成固定的难溶性化合物沉淀出来，称定沉淀的质量，从而计算该成分在样品中的含量。运用沉淀重量法应注意以下几点：

1）取供试品应适量。取样较多，生成沉淀量就会增加，致使过滤洗涤过程困难，带来不必要的误差；反之，如果取样量较少，反应不能充分进行，就会带来很大的误差，给数据的分析带来很大的麻烦。

2）对于那些不具挥发性的沉淀剂，用量过多的话容易产生盐效应，生成一些络合物，所以沉淀剂的用量也要适可而止。（过量的20%-30%）。

3）缓慢加入沉淀剂，使生成较大颗粒。

4）采用倾注法进行沉淀的过滤和洗涤。倾注时应沿玻璃棒进行。沉淀物应采用少量多次的方法用洗涤剂进行洗涤。

5）沉淀的干燥与灼烧。洗涤后的沉淀，应采用灼烧的方式出去除表明的水分及杂质。

6）灼烧后冷却至适当温度，再放至干燥器继续冷至室温，然后称量。

重量法具有测量准确度高，操作较为简单的特点。是进行半定量和定性分析的常用手段。

3.2 试样中含量较低待测元素的化学分析方法

比色法。比色法是以生成化合物的显色反应为基础，通过比较或测量有色物质溶液颜色深度来确定待测组分含量的方法。按照观察方式的不同，通常把比色法分为目视比色法和光电比色法两种方法：

1）目视比色法。该法采用一组由材质完全相同的玻璃制成的，直径相等、体积相同的比色管，向其中分别加入不等量的待测溶液，再分别加入等量的显色剂及其他辅助试剂，然后稀释至一定体积，使之成为颜色逐渐递变的标准色阶。在取一定量的待测组分溶液与一支比色管中，用同样的方法显色，再稀释至相同体积，将此样品显色溶液与标准色阶的各比色管比较，从而计算待测组分的含量。

2）光电比色法。是利用光电池或光电管等光电转换元件作为检测器，来测量通过有色溶液后透视光的强度从而求出被测物质含量的方法。与目视比色法相比，光电比色法消除了主观方面的误差，使得测量的精度有了很大的保障，而且还可以通过对滤光片的选择来消除干扰，从而提高了选择性。

4 矿物化验实例

下面以某矿山赤铁矿试样化验为例，化验分析方法为重量法。

某化验员对矿山赤铁矿试样（主要成分为Fe2O3）进行分析。取10.0克样品，加入稀盐酸（反应的化学方程式：Fe2O3+6HCl=2FeCl2 +3H2O），完全反应，共用去稀盐酸103.0克，将滤渣过滤、洗涤、干燥后质量为2.5克，（假设杂质既不溶于酸，也不溶于水；不考虑实验中的损耗）.求（计算保留一位小数）：赤铁矿样品中Fe2O3的质量分数为多少；稀盐酸中溶质的质量分数为多少？

由数据可以看出，矿石中所要回收的主要元素是Fe，我们通过沉淀和样液的关系不难得出其中氧化铁的质量为10.0g-2.5g=7.5g，所以试样中Fe2O3的质量分数为7.5g/10.0g×100%=75%；通过质量与质量分数一一对应的原则，依据化学方程式联立方程，可以得到稀盐酸中溶质HCl的质量分数为溶质质量与溶液质量的比值：10.3g/103.0g×100%=10%。

5 结语

目前，有些矿物的化验只是单纯的就几个主要元素进行化验分析，而并没有考虑到其他有害元素含量的具体检测，这样的化验报告不足以对整个矿山给出评价。所以除了化学方法，我们还可以与x射线衍射分析等物理方法相结合，系统全面的对矿山不同矿样的成分进行分析汇总，从而实现矿产资源的充分利用。