科研之友
微信
新浪微博
Facebook
分享链接
摘要
软玉又称和田玉，是我国使用最早的一种天然玉石材料，深受国人喜爱。2008年北京奥运会的“金镶玉”奖牌，让全世界重新认识了中国元素，认识了和田玉，人们再一次兴起了对和田玉的追捧，市场需求量增加的同时导致尾矿堆积如山，在一定程度上，不仅浪费土地资源而且污染环境。开展软玉尾矿的高价值利用研究具有重要的理论与实际意义。软玉的主要矿物成分为透闪石，其化学式为[Ca2Mg5Si8O22(OH)2],是一种典型的双链硅酸盐，可作为硅酸盐体系玻璃的重要天然矿物原料。采用熔融法将原料加热到1 500℃保温2 h,取出熔融体倒入铁制模具中，然后在600℃中退火2 h,最后得到软玉尾矿玻璃。随着MnO含量的增加，软玉尾矿玻璃颜色逐渐加深，主要色调为棕黄色，透明，玻璃光泽，内部干净，无裂纹，折射率和介电常数逐渐减小，相对密度逐渐增大。采用傅里叶变换红外光谱、拉曼光谱和紫外-可见光谱等测试技术获取了掺杂Mn2+软玉尾矿玻璃的光谱学特征，并探讨了Mn2+含量对软玉尾矿玻璃品质和颜色的影响。结果表明：掺杂Mn2+软玉尾矿玻璃的红外光谱和拉曼光谱都出现了与气体分子有关1 370和1 500 cm-1附近的谱峰；MnO含量为1%,样品Tb-3的红外光谱在450～500 cm-1范围振动谱峰明显强于其他三个样品，拉曼特征峰最强，红外光谱和拉曼光谱出现差异，说明随着Mn2+含量的增加，软玉尾矿玻璃的颜色加深，透明度降低，其内部结构中Si—O键能先增强然后减弱，当MnO含量为1%时，内部结构最致密。结合软玉尾矿化学成分和紫外-可见光谱分析，软玉尾矿玻璃的棕黄色，主要与Fe和Mn元素有关。由Fe2+-Fe3+对产生的电荷转移使得可见光在蓝紫区(400～460 nm)产生吸收峰，Mn2+的最外层d—d电子跃迁使得可见光蓝绿区(480～550 nm)产生一宽吸收带，致使可见光中黄橙区透过率比较好，从而形成了棕黄色。研究基本确定了掺杂Mn2+软玉尾矿玻璃的制备工艺和谱学特征，探讨了其应用前景，为软玉尾矿高价值利用提出了科学方向，具有重要的理论研究意义和应用价值。
-
单位材料学院; 华北理工大学; 河北地质大学
