氧化鐵的化學元素大全11篇

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文章編號：1005–6629（2013）9–0027–03 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

作為高中化學新課程內容的重要組成部分，化學1模塊中的無機元素化合物知識選擇以典型的元素及其重要化合物為代表，將物質性質的學習融入有關的生活現象和社會問題的分析解決活動中，通過實驗探究來學習物質的性質。然而在教學實踐中，教師普遍感覺教學效果不理想[1]，學生也常常感覺元素化合物知識“好學”，但難以記憶。究其原因，主要有：第一，學生要在化學1模塊集中學量的元素化合物知識，其知識本身具有龐雜、零散的特點；第二，化學1階段元素化合物知識被編排在原子結構與元素周期律之前，關于物質性質的學習主要是基于實驗現象的分析與總結，不能從結構出發來推斷或解釋，而基于實驗獲得的知識是感性的，且有些內容又容易混淆；第三，元素化合物知識應用方面的內容較為廣泛，許多知識只能作為常識性介紹。現實中，學生對物質性質及應用的學多停留在對實驗事實的感知與記憶水平，由于缺乏對元素化合物知識內在聯系及其所蘊含的學科觀念與方法的理解，導致學生在處理實際問題時往往缺乏思考或求解問題的基本思路[2]。為此，幫助學生建立起研究和認識物質性質的思路與方法、加強從元素視角認識物質及其轉化以建立元素化合物知識的內在聯系，就顯得尤為重要。

1 構建從元素視角認識物質及其轉化的思考框架

在化學1階段，應如何幫助學生建構無機元素化合物知識體系？從學科知識的角度看，無機元素化合物知識注重“物質性質及應用”的學習，其中“物質性質”是核心，物質性質決定了物質的用途、制法、保存等，不認識物質性質，就不可能理解物質的應用。而物質的性質是由其元素組成和內部結構所決定的，不從組成和結構角度認識物質性質，就難以形成對物質性質的深入理解。從中學階段無機元素化合物知識的編排看，學生對無機元素化合物知識的學習是逐步發展的。初中階段元素化合物知識以物質為中心，學習典型物質（如氧氣、二氧化碳）的性質、制法及用途等，以典型代表物學習一類物質（金屬、酸、堿、鹽）的性質等。高中化學1階段元素化合物知識注重以元素為核心，通過核心元素將其單質及其化合物知識組織起來，學習含有同種元素不同物質的重要性質及相互轉化關系；高中化學2階段，借助元素周期表和周期律對元素化合物知識進行整合，建立以周期、族為系列形成對物質性質遞變規律的認識[3]，建立不同元素及其物質性質等知識的聯系。限于化學1階段元素化合物知識的編排特點和學生的認識發展水平，有必要加強從元素視角認識物質及其轉化（見表1），即要加強對元素與物質性質、物質分類、物質之間的轉化等學科實質性問題的認識，發揮“元素觀”對元素化合物知識學習的指導作用，幫助學生逐步領會和運用“元素觀”來分析解釋問題，增進學生對化學知識的理解。

作為中學化學的核心觀念之一，“元素觀”是從元素視角對物質及其化學變化本質的深層次理解[4，5]，大致包括三方面含義：一是對元素的認識，包括什么是元素、元素的種類、元素的性質等。就元素的性質而言，還涉及元素之間的差異、元素性質的周期性、一類元素性質的相似性等。二是從元素視角看物質，即元素與物質有什么關系，具體包括元素組成與物質的分類、性質有什么關系等。三是從元素角度看化學反應，即元素與化學反應有什么關系，在化學反應中元素種類是否發生變化、含有同種元素的不同物質之間的轉化存在什么規律等。

在化學1階段，強調從元素的視角認識物質，就是要對元素與物質性質的關系有深入的了解，這包括兩個層面：一是從元素視角認識物質的“個性”，即認識物質的性質與組成物質的元素種類、元素形態（化合價、相鄰元素的結合方式、分子中元素間的相互作用等）密切相關[6]。對于簡單的化合物或單質，元素組成對于物質的性質甚至起著決定性的作用。具體為：（1）物質元素組成上的細微差別，會引起物質性質上的巨大差異。如氧化鋁、氫氧化鋁、鋁鹽雖然都含有鋁元素，但因元素組成不同而其性質不同；氧化鈉、氧化鋁、氧化鐵，雖然都是氧化物，但由于組成氧化物的金屬元素不同，其性質不同。（2）組成物質的元素種類相同但其形態不同，物質性質不同。如氫氧化鐵、氫氧化亞鐵雖然含有相同的組成元素，但由于其中鐵元素的價態不同，兩者的性質不同。二是從元素視角認識物質的“共性”，即認識基于物質元素組成可以將純凈物進行分類，基于物質類別認識同類物質具有相似的性質，如氧化銅、氧化鐵都是金屬氧化物，它們都能與鹽酸發生反應。

從元素的視角認識物質間的轉化，就是要以元素為核心，認識含有同種元素不同物質之間的轉化規律，建立某一元素的不同物質之間的聯系，形成相應的知識結構，這包括兩方面：一是同一元素相同價態不同物質間的轉化，如Al2O3—Al（OH）3之間的轉化、Fe2O3—FeCl3—Fe（OH）3之間的轉化等；二是同一元素不同價態物質之間的轉化，如Fe—Fe2+—Fe3+之間的轉化。

借助表1中的思考框架，可以幫助學生建立研究物質性質、研究物質間轉化的基本思路與方法，即通過實驗的方法，從物質分類、氧化還原角度來認識物質性質[7]。具體地說，從金屬（或非金屬）、氧化物、堿（或酸）、鹽等物質類別所具有的通性預測某個具體物質可能具有的性質，從物質所含元素的化合價角度預測物質是否具有氧化性或還原性，然后通過實驗進行驗證。對于同一元素不同物質間的轉化，依據金屬（或非金屬）、氧化物、堿（或酸）、鹽等物質所具有的性質確定實現不同類別物質之間的轉化途徑，依據反應物與生成物中核心元素有沒有價態的變化，確定是否是氧化還原反應等。

2 以“元素觀”為導向明確學習的層次及其關鍵所在

新課程中無機元素化合物知識的內容及其功能價值發生了明顯的變化。以“金屬及其化合物”為例，《普通高中化學課程標準（實驗）》在化學1主題3“常見無機物及其應用”中所列內容標準為：“根據生產、生活中的應用實例或通過實驗探究，了解鈉、鋁、鐵、銅等金屬及其重要化合物的主要性質，能列舉合金材料的重要應用”[8]。傳統的教學注重元素化合物知識的識記，新課程主張實施以化學觀念建構為本的教學，強調要超越具體的事實性知識發展學生的深層思維，增進學生對化學知識的深層理解，由此需要思考，在元素化合物知識的教學中到底需要教給學生什么？

從發展學生“元素觀”的角度看，化學1階段選擇以鈉、鐵、鋁、銅為金屬元素的典型代表，其學習內容[9]可分為三個層次：一是學習金屬及其化合物知識，這是學習內容的第一層次，屬于事實性知識。具體包括：在初中學習的基礎上進一步了解幾種典型金屬的性質，如認識金屬鈉的活潑性等，發展對金屬元素及金屬單質性質的認識。學習相應金屬的重要化合物（包括氧化物、氫氧化物及鹽等）的性質，如鋁的氧化物和氫氧化物具有兩性、利用 FeSO4溶液滴加少量NaOH溶液生成的Fe（OH）2在空氣中可轉化成Fe（OH）3等事實的學習，認識鐵元素的變價性以及不同價態之間的轉化等，發展對金屬化合物的類別、性質的認識。了解金屬材料（合金、稀土金屬）及其應用等。二是在“金屬及其化合物”知識學習的同時，增進對物質性質與組成元素（種類、價態等）的關系、同一元素不同物質間轉化關系的理解，豐富和發展對“元素觀”的認識，這是學習內容的第三層次，屬于觀念性知識。三是要形成對上述內容的認識，需要學習相應的研究物質性質、研究物質間轉化的基本思路與方法，這是學習內容的第二層次，屬于方法性知識。第一層次的學習內容，是短期可以達成的學習目標。后兩個層次的學習內容，屬于較遠期目標。其中較為關鍵的是要幫助學生建立“研究物質性質、研究物質轉化的一般思路與方法”，這是引領學生從事實記憶走向觀念建構的重要橋梁。

3 從促進學生“元素觀”認識的角度組織教學內容

從人教版化學1教科書[10]的編排看，元素化合物知識按“金屬及其化合物”、“非金屬及其化合物”分類編排，其中“金屬及其化合物”依次分為金屬的化學性質、幾種重要的金屬化合物、用途廣泛的金屬材料三方面內容。就其中的“幾種重要的金屬化合物”而言，教科書選取鈉、鋁、鐵、銅4種元素（以前三者為主），按照氧化物、氫氧化物、鹽分類進行討論。這樣的編排重視從物質分類的角度學習含有不同金屬元素的同類物質及其反應，溝通了不同金屬元素化合物的“橫向”聯系，能夠引導學生基于物質類別認識同類物質的性質及反應規律。但需要指出的是，由于缺乏元素周期律知識基礎，關于含有不同金屬元素的同類化合物性質的學習不能從結構出發進行推斷或解釋，而主要是基于從實驗現象出發進行分析和總結，學生的學習仍然處于事實的記憶層面。并且這樣的編排割裂了含同一元素不同物質之間的“縱向”聯系，不利于學生建立對同一元素不同物質間的轉化關系的認識。為此，教學時需要對教材內容進行重組與再加工。

教學內容的組織大致包含兩層含義，一是以“元素”為核心構建教學單元，如“幾種重要的金屬化合物”，可以按照“鈉的重要化合物”、“鐵的重要化合物”、“鋁的重要化合物”來展開，每一教學單元均涉及氧化物、氫氧化物、鹽等物質類別，這樣可兼顧元素化合物知識的縱、橫聯系；二是課堂教學內容主線的構建，以第二層次學習內容為目標，考慮在具體知識如“鈉的重要化合物”、“鐵的重要化合物”、“鋁的重要化合物”等教學中，是以研究物質性質為主，還是以研究物質轉化為主，這體現了兩種不同的教學思路[11]。前者注重以具體物質性質的預測與驗證為線索，在學習物質性質的同時，學習研究物質性質的思路與方法。如“鋁的重要化合物”教學思路可以設計為：以生產、生活中常見的鋁的重要化合物為素材引入課題預測Al2O3的性質、設計方案進行實驗驗證，認識Al2O3具有兩性實驗探究Al（OH）3的性質，認識Al（OH）3具有兩性反思與提升，總結研究物質性質的思路與方法。后者以實現具體物質的轉化為線索，在探討物質轉化的過程中認識物質的性質，學習研究物質及其轉化的思路與方法。如“鐵的重要化合物”教學思路可以設計為：由鐵單質制得的化合物有+2價和+3價之分，將含鐵物質進行分類，引出本節課的學習任務探究相同價態鐵的不同化合物之間的轉化[如請設計實驗實現下列轉化：FeCl3Fe（OH）3；FeSO4Fe（OH）2]探究不同價態鐵的物質之間的轉化（如請設計實驗實現Fe2+與Fe3+間的轉化，并進行實驗驗證）反思與提升，總結研究物質及其轉化的思路與方法。需要說明的是，究竟選擇哪種教學思路，需要同時考慮知識內容特點和學生的認知基礎與發展需要，以實現學科知識邏輯與學生認知邏輯的有機整合。

總之，將元素化合物知識的教學重心從事實性知識的識記轉向對更為根本的化學觀念（元素觀）及其認識思路與方法的理解，一方面是基于對元素化合物知識的核心內容及其教學價值的理解，另一方面是出于在教學中要讓學生思維發展、化學觀念的形成與知識學習協調同步的綜合考慮。發展學生從元素視角認識物質及其轉化的教學探索，旨在以元素為核心，通過實驗的方法，從物質分類、氧化還原角度幫助學生建立認識物質性質、物質間轉化的基本思路。在指導學生運用化學知識解決或解釋生產和生活問題的過程中，通過反思與內化，將知識形成與應用的過程體驗轉化為學生解決實際問題的方法與能力。這值得深入研究。

參考文獻：

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[8]中華人民共和國教育部制定.普通高中化學課程標準（實驗）[S].北京：人民教育出版社，2003：11.

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1.引言

涼山州會理縣會理石榴自古便美名遠揚。唐朝時期即為皇帝預定貢品，每年由南詔王送入宮中。1966年，關河鄉將會理石榴中的上品單果重達1公斤以上的菜籽園石榴寄送主席；北京開亞運要了6000個會理精選石榴。可以說這是會理人民的驕傲。改革開放以來，會理石榴獲得長足發展2009年9月國際石榴節在會理召開。目前，已實現產業化經營，種植面積達24.38萬畝，果農收入超過10億元，果品年產量穩定在25000萬斤以上，遠銷北京、哈爾濱，廣州、深圳、杭州、上海等地，并出口東南亞各國及俄羅斯等國，深受廣大消費者的喜愛［2］，素有中國“石榴之鄉”之美譽［3］。植物生長發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,微量元素有時成為作物產量和品質的限制因子［4］，故研究其土壤之養分是有實際意義的。

1.1 石榴的價值

石榴除能食用外，還存在很高的藥用價值。我國中醫以為，石榴性平、味甘、微酸澀，產菜生津止渴、止瀉澀腸之功效。對津液不足，咽干口渴，胃陰不足及慢性痢疾等癥有較好的療效。

石榴的營養特殊豐碩，含有多種人體所需的營養成分，果實中含有維生素c及b族維生素，有機酸、糖類、蛋白質、脂肪，以及鈣、磷、鉀等礦物質。石榴堪稱全身是寶，果皮、根、花皆可入藥。其果皮中含有蘋果酸（鞣質、生物堿等成分，有關試驗表明，石榴皮有顯明的抑菌跟收斂功能，能使腸黏膜收斂，使腸黏臘的分泌物減少，所以能有效地醫治腹瀉、痢疾等癥，對痢疾桿菌、大腸桿菌有較好的克制作用。另外，石榴的果皮中含有堿性物資，有驅蟲功能；石榴花則有止血功效，且石榴花泡水洗眼，還有明目標后果。

1.2鐵元素在植物生長中的作用

鐵是一種化學元素，它的化學符號是Fe，它的原子序數是26，是地殼含量第二高的金屬元素。鐵的相對原子質量是55.847，鐵的密度為7.9g/cm3。鐵元素活潑，常見的價態為+2和+3，相對來說，鐵的+3價化合物較為穩定。二價鐵離子呈淡綠色，在堿性溶液中易被氧化成三價鐵離子。三價鐵離子的顏色隨水解程度的增大而黃色經橙色變為棕色，純凈的三價鐵離子為淡紫色。二價和三價鐵均易與無機或有機配位體形成穩定的配位化合物，正如本實驗的鄰菲羅啉。金屬在土壤中各種形態存在與活性有著密切關系，并直接影響金屬在土壤中的遷移、轉化以及對植物的吸收利用［5］。鐵(Fe)是植物生長必需的微量營養元素之一,在土壤中僅次于氧(O)、硅(Si)、鋁(A l)而成為第四大元素。土壤有效Fe是土壤對植物供鐵的重要指標,土壤有效Fe不足會導致植物缺鐵黃葉癥［6］。

鐵在植物生理上有重要作用。鐵是一些重要的氧化—還原酶催化部分的組分。在植物體內，鐵存在于血紅蛋白的電子轉移鍵上，在催化氧化—還原反應中鐵可以成為氧化或還原的形態，即能減少或增加一個電子。鐵不是葉綠素的組成成分，但缺鐵時，葉綠體的片層結構發生很大變化，嚴重時甚至使葉綠體發生崩解，可見鐵對葉綠素的形成是必不可少的。缺鐵時葉片會發生失綠現象。鐵在植物體內以各種形式與蛋白質結合，作為重要的電子傳遞體或催化劑，參與許多生命活動。鐵是固氮酶中鐵蛋白和鉬鐵蛋白的組成部分，在生物固氮中起著極為重要的作用。作物正常的含鐵量為50～100mg/kg，豆科作物含鐵量比禾本科作物高。 不同植物對缺鐵的敏感程度各不相同。一般地說，在根際區有還原能力并能分泌出某些能螯合鐵的有機物質的植物（如麥類植物能分泌麥根酸）能有效地利用土壤中的鐵，因而較少發生缺鐵現象；而有些植物（如旱稻）由于其根際是氧化態的，所以極易遭受缺鐵的危害。由于鐵在植物體內難以移動，又是葉綠素形成所必需的元素，所以最常見的缺鐵癥狀是幼葉失綠。失綠癥開始時，葉片顏色變淡，新葉脈間失綠而黃化，但葉脈仍保持綠色。當缺鐵嚴重時，整個葉尖失綠，極度缺乏時，葉色完全變白并可出現壞死斑點。缺鐵失綠可導致生長停滯，嚴重時可導致植株死亡。

因此,鐵是葉綠素的穩定元素。

葉綠素分子含有一個卟啉環的“頭部”和一個葉綠醇的“尾巴”。卟啉環中的鎂原子可被H+、Cu2+、Zn2+所置換。用酸處理葉片，H+易進入葉綠體，置換鎂原子形成去鎂葉綠素，使葉片呈褐色。去鎂葉綠素易再與銅離子結合，形成銅代葉綠素，顏色比原來更穩定。人們常根據這一原理用醋酸銅處理來保存綠色植物標本。

因此鎂是葉綠素的組分,但很不穩定,而鐵不是葉綠素的組分。

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2 轉爐鋼渣資源綜合利用的工業應用研究

實現轉爐鋼渣的高效資源化利用，需根據轉爐鋼渣的物化性質，結合現行應用工業領域，開發出一套循環的鋼渣熱燜生產工藝流程，方可促進回收達到“零排放”目標，提高經濟收益最大化。本文所述的是以我公司轉爐鋼渣通用性能為研究對象。

2.1 轉爐鋼渣的物化性質

在通常情況下按光譜分析，轉爐鋼渣主要成分有 Fe、Si、Ca、Mg 等，其中Fe 的含量達10%以上，鋼渣中可直接回收利用的有價金屬為鐵，其次為Si、Ca、Mg等，這些是根據它們存在形態有一定利用價值，最后那些含量過低的金屬元素Mn 、Al、P等均無利用價值。表1為漣鋼鋼渣成分。

再進一步分析化學元素和鐵的物相分析得知，轉爐鋼渣中鐵以其氧化物的形式存在，如：氧化鐵、三氧化二鐵、金屬鐵，約占鐵含量的 99%。其余轉爐鋼渣成分如：氧化鈣、二氧化硅和氧化鎂的含量占絕大多數，含磷、含硫較低。

2.2 轉爐鋼渣資源綜合利用現狀

到目前，轉爐鋼渣資源綜合利用的途徑涉及到多個領域，比如：用在冶煉和燒結的熔劑中。在燒結礦石中適當配加5-15%、粒度為8

2.3 轉爐鋼渣資源綜合利用的循環工藝流程

在如今轉爐鋼渣工業應用多個領域的現實條件下，我們將與鋼渣的物化性質有機聯系起來，開發出配套的轉爐鋼渣循環資源綜合利用生產工藝流程，這對鋼鐵企業提高鋼渣綜合利用率，實現“零排放”的目標將起著重要的引領、啟發作用。此“零排放”的工藝流程可將其分為三步，首先通過鋼水熱燜處理，然后進行磁選清理出最大金屬含量的Fe，再綜合利用其氧化物，經過球磨成不同粗細度用于建材制造。

（1）鋼渣熱燜處理工藝。將剛剛凝固還處于高溫的鋼渣倒入燜罐爐內、或者將液態鋼渣直接倒入燜罐爐內，利用鋼渣本身所含有的余熱，采用燜罐該蓋上的自動噴水工藝，將鋼渣中含有大量的游離氧化鈣在0. 05 kg/cm的微壓蒸汽中遇水產生不均勻冷縮，體積膨脹增加到23～87%，這樣使大塊的鋼渣生成氫氧化鈉自解粒化粉碎，粒化效果最好的可有60～80%達到小于20mm的鋼渣。同時由于消除了游離氧化鈣，在鋼渣礦相基本不變情況下提高了穩定性，也便于鋼渣粉后期的綜合利用。最后采用挖掘機挖掘出料，進入下一步破碎磁選工藝。此工藝的特征是可適應任何種類和流動性鋼渣，它不但節能，還改善鋼渣穩定性，避免鋼渣粉在后期利用時，如：回填場地或者生產建材制品出現開裂現象。這也是鋼渣實現“零排放”的前期重要的一環節。

（2）鋼渣磁選破碎篩分生產處理工藝。這也是鋼渣循環處理的核心工藝。由于鋼渣所含鐵礦物比天然鐵礦石較為復雜，因此，將熱燜自解后的轉爐鋼渣送至磁選生產線，首先通過磁選出鐵粒、鐵粉，同時對于大于30mm小于400mm的鋼渣進行破碎，然后再通過層層的分級磁選，磁選回收細粒鐵顆粒和磁性氧化鐵，分別返回煉鋼和燒結。當磁選粒度在-10mm下時，通過篩分磁選出用作于熔化劑粉和粗渣的鋼渣，余下的爐下鋼渣進行下一道工藝流程。在磁選中需分類進行不同操作方式，對+ 130mm + 70mm粒級大塊的渣鋼回收，采取棒條篩和人工揀選等方式，將其中高品位含鐵的大塊渣鋼選出，保證后續流程暢通，但須注意勞動工作量與重復性。對于-70mm低品位鋼渣，采用分級磁選篩分方式，將再回收鋼渣中低品位的顆粒金屬鐵和氧化鐵集合體時，同時將篩分的大量低品位尾渣在簡化后續處理量和生產成本的同時，可依據其主要含有與水泥熟料相似的硅酸三鈣、硅酸二鈣、鐵鋁酸鹽成分，以及熟料中一些水硬膠凝性礦物，按相應國家與行業標準要求，生產出鋼渣酸鹽水泥。

（3）鋼渣球磨生產處理工藝。將上一層的爐下鋼渣尾渣按—8mm、+8mm磁選標準，經過對-70mm 全粒級濕式磨礦—磁選—再篩選分離和精選的方法，獲得合格的鐵精礦。注意粉磨的時間，其越延長粉磨細度就越細，同時細粉中會回收到少量薄片狀或呈圓珠狀的金屬鐵。其中將—8mm作為鋼渣精粉，用于代替原石灰石作為治煉和燒結礦的熔化劑，對余下的球磨尾泥可外銷。經實踐證證明，每噸燒結礦配加4%鋼渣，燒結利用系數提高1%，石灰石消耗量減少約30kg，其不但可提高燒結礦強度還顯著提高燒結礦原性能，提高了經濟效益。另將+8mm磁選鐵粒返回鋼爐進行治煉，余下的球磨粗渣用于外銷。

3 轉爐鋼渣資源綜合利用的結論與建議

誠然，要實現轉爐鋼渣“零排放”的高價值利用目標，建立一套鋼渣循環資源綜合利用生產工藝流程還是不行的，其間還要進一步探索其工藝最佳配方，提升加工制造的工業應用技術水平，才能在鋼渣綜合利用上突破性的取得社會及環保顯著效益。同時我們建議在實行鋼渣循環資源綜合利用生產工藝流程過程中，應該注意到以下幾點事項；一是在燒結中配加鋼渣，注意磷富集問題。按照已有的實踐資料證明，當鋼渣配比增加10kg/t時，燒結礦的磷含量將增加約0.0038%，而相應鐵水中磷含量將增加0.0076%，因此，要降低磷的富集，必須想辦法控制燒結礦中鋼渣的配入比例，同時也可在燒結礦生產過程中停止配加鋼渣，待磷降下來后再恢復配料；二是防止鋼渣粒度過大，它會在燒結混合料中產生偏析，造成燒結礦堿度波動直接給高爐生產帶來不利影響，因此，應該增強鋼渣的破碎和篩分能力，保證粒度的均勻性。

參考文獻：

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1 概述

由于在地震勘探施工中因各種因素的影響造成其技術性能和指標的改變，嚴重制約了勘探質量的提高，使得諸多先進設備不能發揮技術優勢，造成設備資源的浪費。文章通過對常規動圈式檢波器中最具代表性的20DX-10 型檢波器的研究，提出由于渦流效應對檢波器懸體質量的影響，使檢波器懸體質量的改變對其性能指標產生了改變。

2 定義檢波器芯體的材料屬性

檢波器芯體涉及到的材料有硬磁材料（永磁體）、軟磁材料（磁靴和套筒）和空氣，如圖1所示。除了空氣可直接作真空處理外，其余材料都需要給出數據，下面分別討論材料的選取。

磁鋼材料的選擇：永磁體是動圈式檢波器重要組成元件，永磁體的磁性能是否穩定將直接影響到傳感器的精度，同時也影響檢波器的成本。實驗證明，經磁化的永久磁鐵的性能一般隨時間而變化，這是由永磁材料在淬火或鑄造后其內部組織不均勻、內部存在內應力造成的。此外，永磁體的磁性能還受其他一些因素的影響，比如，溫度、外界磁場以及振動和沖擊。描述永磁體的變量有四個：內稟矯頑力HC；剩磁Br；相對磁導率 Mu（μr）；極化強度MP。這四個變量只有兩個獨立的，在已知其中的兩個變量之后，另外兩個變量可以根據相互關系計算出來，如圖2所示。文章所選的永磁材料是相對磁導率Mu為1.05，剩磁Br為1.25T的磁性材料。

釹鐵硼是第三代稀土永磁材料，被稱為“永磁王”，釹鐵硼磁性材料是釹，氧化鐵等的合金又稱磁鋼。釹鐵硼具有極高的磁能積和矯力。

第三代稀土永磁釹鐵硼是當代磁體中性能最強的永磁體，它的主要原料有稀土金屬釹29%-32.5% 金屬元素鐵 63.95-68.65% 非金屬元素硼1.1-1.2% 少量添加鏑0.6-1.2% 鈮0.3-0.5% 鋁0.3-0.5% 銅0.05-0.15%等元素 。

釹為銀白色金屬，熔點1024℃，密度7.004g/cm3。釹是最活潑的稀土金屬之一，在空氣中能迅速變暗，生成氧化物；在冷水中緩慢反應，在熱水中反應迅速。鐵是一種化學元素是最常用的金屬，它是過渡金屬的一種。鐵活潑，在高溫時，則劇烈反應。硼的化學性質，在高溫時硼能與許多金屬和金屬氧化物反應，生成金屬硼化物。

3 渦流效應對永磁體的影響（如圖3所示）

繞在永磁體上的雙線圈在工作時，即線圈在磁場中產生了相對運動，在線圈兩端產生感生電動勢，從而有電壓輸出。圓筒形鋁制線圈架可看作是一個單匝閉合線圈。當線圈架隨同線圈一起在磁場中運動時，線圈架將產生渦流，這種現象稱為渦流效應，由于渦流效應產生的感生電流很大，把大量電能轉化成了熱能，所以永磁體的內部溫度會升的很高，這是一種電能的損耗，稱為渦流損耗。

我們把單個20DX-10型檢波器的芯體放在振動臺上，外接電流計，振動芯體，測得感生電流的范圍在0.2A-2A之間，根據以上資料分析，無論是在收發放過程中人為因素的振動和沖擊產生的感生電流，還是放炮過程中產生的感生電流會使永磁體的內部發生改變，再加上外界高溫工作環境的刺激，即永磁體的內部化學性質將發生質的改變，即產生的感生電流將會使永磁體的內部電解，也就是說檢波器懸體質量的會發生質的改變。這個我們在實際工作中也驗證到，有時我們用萬用表測量某個壞芯體的電阻，感覺到芯體有電流通過。好的芯體和壞的芯體的直觀比較，見圖4和圖5。

4 結束語

檢波器芯體的懸體質量對檢波器性能指標影響較大。在進行檢波器性能參數測試時，輸人測試儀器的懸體質量是否真實，直接影響檢波器的性能指標，特別是對靈敏度的影響最為突出，若實際檢波器懸體質量與輸人儀器的懸體質量相差較大，得到的測試結果即不真實。由此可見，要保證檢波器性能參數的穩定可靠，其中一個問題就是要保證檢波器懸體質量的穩定。由于檢波器在收發放搬運過程中，人為性因素的影響造成劇烈的撞擊，導致檢波器芯體上的并聯電阻斷裂或微小裂痕，也會致使阻尼系數發生改變，影響阻尼系數指標。造成檢波器芯體電阻變大，另外粉化的檢波器芯體造成檢波器芯體電阻變小或短路。人為性因素的影響造成劇烈的撞擊，也會導致檢波器芯體彈簧片上下運動時存在著扭曲及旋轉，往往彈簧片筋的寬窄和長短對失真度的影響較大，一般來講彈簧片的筋越長越對失真有利，筋的寬度也是越細越好，但是當彈簧片的筋細到一定程度時，失真度又會突然增加，這個界限值0.3mm，人為因素造成的失真度往往是處在一種不穩定的狀態，它時大時小，極其有害。

關于永磁體的渦流效應以及外界環境溫度對永磁體懸體質量改變，進而對檢波器性能指標的影響。我們可以和檢波器芯體的生產廠家聯手進行科研攻關永磁體材料的研發制造，確保檢波器芯體磁性強，受外界環境影響小，永磁體磁性能居里溫度點提高，溫度特性增強，減少控制永磁體粉化腐蝕等。

參考文獻

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玉髓的特性

玉髓的顏色豐富多彩，有些品種具有奇特的花紋和美麗的圖案，令人稱奇。玉髓的產量很豐富，價格低廉，但卻不影響其以獨特的美征服大眾。在古代，它是王公貴族、富商大賈的專享，如今卻進入了尋常百姓家，成為流行于大眾中的玉石品種。

玉髓質純時，是白色的，但自然界中玉髓所含微量化學成分和礦物成分呈多樣性，如Fe、AL、Ti、Mn、Mg、K、Na、V、綠泥石、赤鐵礦、鈉云母、鐵錳質等等，使玉髓顏色變得豐富多彩，美麗動人。玉髓的硬度為莫氏6.5左右，密度2.58～2.64，折射率1.53～1.54；質地半透明至微透明，呈玻璃光澤至油脂光澤，韌性較好，幾乎可見各種顏色。

玉髓的主要顯微結構是隱晶質結構和纖維狀結構及纖維放射狀結構。由于形成環境有規律的改變，玉髓礦物的生長發育狀態亦發生有規律的改變，隱晶質結構―放射狀結構―微粒結構（石英），循環往復，形成了灰白色調略顯差異的條帶狀構造和環帶狀構造，加上夾雜進來的不同微量礦物和化學元素分布的不均勻性，這種條帶和環帶的差異就更加明顯突出。當所含其他礦物質分布不均，或呈有規律地分布時，則會出現各種圖案或條帶狀花紋，十分美麗異常。

玉髓的分類及品種

依據玉髓的顏色、花紋及內部包體特征等，可將其分為狹義玉髓、瑪瑙、碧石三類。各類中又有多個品種。

1.狹義玉髓：指顏色均一、因雜質較少而紋帶不明顯的玉髓。多為半透明狀，質地純凈、顏色鮮艷美麗，因而是受歡迎的工藝美術及首飾材料。其顏色有白、紅、黃、褐、綠等。其品種以顏色劃分有紅玉髓、肉紅玉髓、綠玉髓、蔥綠玉髓、墨玉髓、白玉髓等等。在英國和澳大利亞，紅玉髓與紅寶石一起被定為7月生辰石，象征熱情、仁愛和威嚴；綠玉髓則和祖母綠一起，被定為5月生辰石，象征幸運和幸福。被稱為“澳洲玉”或“英卡石”的玉石即是澳大利亞所產的綠玉髓，其綠色青翠欲滴，美觀喜人，可與翡翠媲美，而價格卻便宜得多。

2.碧石：指成分中含有粘土礦物和氧化鐵等礦物雜質的髓，又被稱為肝石。其雜質含量常達15%以上。因質地不純，通常表現為不透明或微透明，且光澤亦稍暗于狹義玉髓。碧石的顏色也很豐富，其品種以顏色分，有紅碧石、綠碧石、白碧石、黃碧石等。事實上，碧石質地常不均勻，其顏色也較多變，除有單色品種外，也常見雜色品種。一種在暗綠至綠色底色上帶有紅色、棕紅色斑點的碧石被稱為“血滴石”或“血星石”“血石”，因色彩對比度大，視覺效果強烈，非常美觀。在很多國家的習俗中，它與海藍寶石一起被定為3月生辰石，象征沉著、勇敢和聰明。當碧石中有兩種以上顏色組成各種條帶狀或風景圖畫狀花紋時，則被統稱為“圖畫碧石”，也可具體地分為條帶狀碧石、風景碧石等，這種碧石多直接被用作觀賞石。

3.瑪瑙：指具有明顯的同心層狀紋帶、平行紋帶或各種花紋圖案的玉髓，通常不含或極少含有粘土質雜質。瑪瑙的花紋式樣繁多。“瑪瑙”一詞來源于佛經，梵文譯音“阿斯瑪加波”，意為“馬腦”，因其色彩紋理似馬腦而得名。又因為此“馬腦”屬于玉類，因而古人詮釋其義而有“瑪瑙”一詞。

（1）瑪瑙的分類與品種

古人常根據其花紋及顏色，給予具體的名稱。因此其名稱雜而且多，如“錦紅瑪瑙”“竹葉瑪瑙”“曲蟮瑪瑙”“醬斑瑪瑙”“夾胎瑪瑙”“纏絲瑪瑙”“柏枝瑪瑙”等等，不一而足，望其名而知其紋和色。

現代瑪瑙分類，同樣考慮其花紋特征和顏色，將瑪瑙按不同顏色、不同花紋圖案、不同特殊光學效應，以及特殊包裹物等不同特點，分成四類多個品種，具體如下：

Ⅰ類：按突出的顏色特征劃分

此類瑪瑙顏色較為單一，以一種顏色為主，而顏色的深淺或不同色調顯現出其美麗的紋帶。根據其主體色調通常分為紅瑪瑙、藍瑪瑙、紫瑪瑙、綠瑪瑙、黃瑪瑙、膽青（鬼頭青）瑪瑙、白瑪瑙等品種，其中天然藍瑪瑙、紫瑪瑙、綠瑪瑙很少見，市場上所見基本均為人為染色品。

紅瑪瑙主要有褐紅、醬紅、紅、橙紅等色。古代所稱的“赤玉”，是瑪瑙中最好的品種之一。行話“瑪瑙無紅一世窮”，就是說瑪瑙中若沒有紅色，價值便不高。這是因為真正天然產出的紅瑪瑙并不多，尤其是大塊的紅瑪瑙，自然價高。現今有了熱處理和染色技術，紅瑪瑙便很常見并且物美價廉，但已非天然品了。

Ⅱ類：以突出的花紋圖案劃分

此類瑪瑙以花紋圖案見長，據其紋帶或花紋圖案的不同特征可劃分為以下品種：

縞瑪瑙：指具有縞狀紋帶的瑪瑙。縞，原指白色絲制品，其紋理細密如絲。縞瑪瑙即是指具有非常細的平行紋帶的瑪瑙。此品種一般顏色較有限，有單一顏色而不同色度組成細紋的，也有兩種顏色相間的品種。其中最著名的品種是“纏絲瑪瑙”，是一種具有紅色或褐紅色與白色相間的細密平行條紋的品種，極似在紅色的線軸上纏繞了白絲線，非常美麗。在很多國家的珠寶習俗中，它和橄欖石一起被定為8月生辰石。又因以其纏綿之態，象征著夫妻幸福，有“幸福石”之稱，備受青睞。

縞瑪瑙以不同的顏色，還可有多個品種，如黑白縞瑪瑙、紅縞瑪瑙、褐白縞瑪瑙、棕黑縞瑪瑙等。其中以紅縞瑪瑙和紅白縞瑪瑙最佳。

帶狀瑪瑙：指具有較寬平行紋帶的瑪瑙。通常條帶為單色的不同色調，或為兩種相間排列的顏色組成，少有兩種以上顏色的。根據其不同的顏色，也可分為多個品種。此外一種漆黑色瑪瑙帶有一條白帶的品種，被稱為“合子瑪瑙”。

天然圖案瑪瑙（風景瑪瑙）：瑪瑙中的不同顏色、花紋以及不透明雜質等的組合，形成了花鳥魚蟲、人物、動物、植物等圖案及云海、日出、山水等畫面。真正有豐富意境的瑪瑙天然圖案并不易得，多是可遇不可求，因而價值亦較高。天然圖案瑪瑙較少用作雕刻玉料，除非主題設計的需要。通常多被直接用作觀賞石，或置于案頭，或放入水中，或把玩于股掌之間，其樂無窮。

天然圖案瑪瑙中，獨豎一幟的要數“苔蘚瑪瑙”或稱“水草瑪瑙”，較多見，古即有之。它系半透明至透明白色或乳白色的瑪瑙，含有不透明的氧化鐵、氧化錳或綠泥石等雜質，其雜質形成似苔蘚、水草、柏枝狀的圖案，顏色以綠色為多，因而得名。但也可見褐色、褐紅色、黃色、黑色等單色或是不同顏色的混雜色等。常可見到組成的圖案或如湖中水草飄搖，或像水邊樹木雜草倒映，或似山野層林盡染等等，酷似天然景象，美觀而神奇。

我國南京著名的雨花石，就是含有SiO2的礫石，有許多是“天成幻出”的藝術珍品，被稱為“華夏一絕”和“金陵一絕”。其中的精品，絕大多數即為天然圖案瑪瑙。在小小的一塊瑪瑙鵝卵石中，可觀賞到神似的古今風物、中外勝跡，令人驚贊。

此外，“云霧瑪瑙”特指有云霧繚繞或云遮霧罩之感的瑪瑙。“龜背瑪瑙”特指其花紋形似龜背紋的瑪瑙。同樣，根據花紋圖案的形似，還有“火炬瑪瑙”“蘑菇瑪瑙”“城廓瑪瑙”等等。

Ⅲ類：具特殊光學效應的瑪瑙

此類瑪瑙較少見，主要是指瑪瑙中具有某些特殊光學效應的品種，通常可見到兩種：火瑪瑙與閃光瑪瑙。

火瑪瑙：這種瑪瑙其結構呈層狀，層與層之間有薄層包裹物質，如氧化鐵的薄片狀礦物晶體，當光照射時，產生薄膜干涉現象，會閃出火紅色的暈彩，故稱其為火瑪瑙。

閃光瑪瑙：由于光線的照射，使瑪瑙條紋產生相互干擾，出現明暗變化（拋光后更容易發現）。當入射光線照射角度變化時，其暗色影紋亦發生變化，十分好看并有趣。新疆產的瑪瑙及南京的雨花石中都發現過這一品種的瑪瑙，但較稀少。

Ⅳ類：以奇特包裹物聞名的瑪瑙

瑪瑙中有封閉的空洞，其中含有水或水溶液，這種瑪瑙即稱為水膽瑪瑙。將這類瑪瑙搖晃時汩汩有聲，以“膽”大“水”多者為佳。透明度高且無裂紋和瑕疵的水膽瑪瑙，是極好的玉雕材料。

北京玉器廠利用瑪瑙的色彩變化，雕制了作品“山巔流瀑”：一只憨態可掬的小鹿，跑到潭（水膽）邊飲水，情趣盎然。長城工藝美術廠的作品“太白醉酒”水膽瑪瑙工藝品，刻劃了酒仙詩人李太白醉臥酒壇（水膽）的生動形象。上述作品對瑪瑙中水膽的利用，可謂達到極至。天然水膽瑪瑙尤其是質量好的極為稀少，因而其成型工藝品才成了稀世之珍。

（2）瑪瑙的選材及分級

瑪瑙的選材要求通常是：有突出條帶紋者，以紋帶越清晰、越細密，則越珍貴；有突出顏色者，以紅色、藍色、紫色且色正者最珍貴；有突出之圖案者，則以既有意境、又有形似者最珍貴；有特殊光學效應者，則以其特有的光學效應越強烈、越明顯者越珍貴；而水膽瑪瑙則以其“膽”大“水”多且透明度高者珍貴。而所有品種，都要求盡量少有裂紋，無裂紋最好；即便有，也應少、短、淺，不影響觀賞。此外，除水膽及可利用的美觀砂心外，最好無砂心；若有，也要在應用過程中作為雜質剔去。砂心大而不美者，則為廢料。

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引言

我國疆域廣闊，且整體跨度很大，所以我國的礦產資源儲量十分豐富。就實用價值而言，礦山中礦物有效成分的提取，不僅為化工產業提供了大量的原材料，而且也能帶動其他地質工程的發展。而化學分析作為地質勘探的重要環節，對礦物質的提取起著決定性的作用。所以只有嚴格遵循化學分析的方法和基本流程，深度了解礦物質的成分及組成，才能更好的促進相關產業的持續發展。

1 化學分析的概念

化學分析是研究物質化學成分、組成結構、分析方法及相關理論的科學。它所要解決的問題是確定物質中有哪些組分，組分是以什么比例存在的，以及各個組分的相對含量是多少等。

化學分析包括成分分析和結構分析。成分分析又包括定性分析和定量分析。定性分析就是鑒定物質是由哪些離子或元素組成的。定量分析就是確定各組成部分的具體含量。

2 化學分析的基本流程

2.1 試樣的提取和加工

試樣就是巖石礦物進行化學分析的樣本材料。對試樣提取的要求有以下幾點：

（1）選取適宜的采樣點，采樣點的位置盡量分散，避免過度集中。采樣點的選取直接影響到礦樣的質量，要保證礦樣的化學分析結果具有代表性，必須認真分析礦山的地形走勢，分散采樣。

（2）合理利用原工程點，也可以直接利用原有的礦芯和巖芯。

（3）在試樣提取階段，要充分考慮化驗分析方法選定對試樣量的影響。這就要求我們根據不同的試驗適當地增減試樣的量，已達到預期效果。

2.2 進行定性和半定量分析

有了合適的試樣，我們接下來要做的就是對試樣進行定性和半定量分析。其目的在于快速確定巖石的組成成分和比例，避免后續化驗分析工作的盲目性，為科學研究活動節約了時間。

2.3 選擇測定的方法

測定方法的選擇是化學分析的關鍵步驟。測定方法多種多樣，如何從眾多測定方法中選出最合適的一種是擺在化驗人員面前的一個大難題。一般來說，化驗人員根據實踐和經驗，會通過定性和半定量分析的結果對化學測定方法做出選擇。對于試樣中含量較高的待測元素，應采用容量法、重量法進行測定；而對于試樣中含量低的化學元素，則適合采用比色法等測量方法。

2.4 擬定分析方案

擬定方案涉及各元素的測定方法和分離方法間相互影響和配合等問題。所以，應該綜合礦物質化學特性以及測定方法擬定分析方案。

2.5 分析結果審查

確定分析方案后即要依照國家的有關規定對化驗分析方案的合理性以及結果的可靠性進行審查。

3 礦山常用的化學分析方法

運用化學方法對礦物質進行試驗分析可以很好的測定出礦物質的元素構成及相對比例，有助于我們更好的去了解各種礦質。下面就兩種不同含量的礦質元素給出不同的化學分析方法：

3.1 試樣中含量較高待測元素的化學分析方法

（1）容量法。容量法即我們所說的“滴定法” 。就是將一定濃度的滴定液由滴定管加到試樣的溶液中，直到所加滴定液與被測試樣按化學計量反應完全為止，然后根據滴定液的濃度和消耗的體積可以計算出被測元素的含量。要注意的是，在容量分析時，必須借助指示劑的顏色變化來確定滴定的終點。需要選擇合適的指示劑，使滴定的終點盡可能的接近等當點。當然有時候難免滴定終點與計量點不一定恰恰符合，因此而造成的誤差叫做滴定誤差。所以為盡量避免滴定誤差，我們就應該清楚符合滴定分析的化學反應應該具備的條件：

1）反應必須按方程式定量的完成，通常要求在99.9%以上，這是定量計算的基礎；

2）反應能夠迅速地完成（有時可加熱或用催化劑以加速反應）；

3）共存物質不干擾主要反應，或用適當的方法消除其干擾；

4）有簡單可行的方法確定計量點（指示滴定終點）。

容量分析法通常用于測定高含量或中含量組分，及被測組分的含量在1%以上。且具有操作簡單、快速、比較準確，儀器普通易得等特點。研究分析員常用這種方法對試樣進行半定量和定性分析。

（2）重量法。重量法是根據單質或化合物的重量，計算出在供試品中含量的定量方法。而根據被測成分分離方法的不同，重量分析又可分為沉淀重量法、揮發重量法和提取重量法。下面我們主要就沉淀重量法向大家進行詳細的介紹。沉淀重量法是通過被測樣液與試劑作用，生成固定的難溶性化合物沉淀出來，稱定沉淀的質量，從而計算該成分在樣品中的含量。運用沉淀重量法應注意以下幾點：

1）取供試品應適量。取樣較多，生成沉淀量就會增加，致使過濾洗滌過程困難，帶來不必要的誤差；反之，如果取樣量較少，反應不能充分進行，就會帶來很大的誤差，給數據的分析帶來很大的麻煩。

2）對于那些不具揮發性的沉淀劑，用量過多的話容易產生鹽效應，生成一些絡合物，所以沉淀劑的用量也要適可而止。（過量的20%-30%）。

3）緩慢加入沉淀劑，使生成較大顆粒。

4）采用傾注法進行沉淀的過濾和洗滌。傾注時應沿玻璃棒進行。沉淀物應采用少量多次的方法用洗滌劑進行洗滌。

5）沉淀的干燥與灼燒。洗滌后的沉淀，應采用灼燒的方式出去除表明的水分及雜質。

6）灼燒后冷卻至適當溫度，再放至干燥器繼續冷至室溫，然后稱量。

重量法具有測量準確度高，操作較為簡單的特點。是進行半定量和定性分析的常用手段。

3.2 試樣中含量較低待測元素的化學分析方法

比色法。比色法是以生成化合物的顯色反應為基礎，通過比較或測量有色物質溶液顏色深度來確定待測組分含量的方法。按照觀察方式的不同，通常把比色法分為目視比色法和光電比色法兩種方法：

1）目視比色法。該法采用一組由材質完全相同的玻璃制成的，直徑相等、體積相同的比色管，向其中分別加入不等量的待測溶液，再分別加入等量的顯色劑及其他輔助試劑，然后稀釋至一定體積，使之成為顏色逐漸遞變的標準色階。在取一定量的待測組分溶液與一支比色管中，用同樣的方法顯色，再稀釋至相同體積，將此樣品顯色溶液與標準色階的各比色管比較，從而計算待測組分的含量。

2）光電比色法。是利用光電池或光電管等光電轉換元件作為檢測器，來測量通過有色溶液后透視光的強度從而求出被測物質含量的方法。與目視比色法相比，光電比色法消除了主觀方面的誤差，使得測量的精度有了很大的保障，而且還可以通過對濾光片的選擇來消除干擾，從而提高了選擇性。

4 礦物化驗實例

下面以某礦山赤鐵礦試樣化驗為例，化驗分析方法為重量法。

某化驗員對礦山赤鐵礦試樣（主要成分為Fe2O3）進行分析。取10.0克樣品，加入稀鹽酸（反應的化學方程式：Fe2O3+6HCl=2FeCl2 +3H2O），完全反應，共用去稀鹽酸103.0克，將濾渣過濾、洗滌、干燥后質量為2.5克，（假設雜質既不溶于酸，也不溶于水；不考慮實驗中的損耗）.求（計算保留一位小數）：赤鐵礦樣品中Fe2O3的質量分數為多少；稀鹽酸中溶質的質量分數為多少？

由數據可以看出，礦石中所要回收的主要元素是Fe，我們通過沉淀和樣液的關系不難得出其中氧化鐵的質量為10.0g-2.5g=7.5g，所以試樣中Fe2O3的質量分數為7.5g/10.0g×100%=75%；通過質量與質量分數一一對應的原則，依據化學方程式聯立方程，可以得到稀鹽酸中溶質HCl的質量分數為溶質質量與溶液質量的比值：10.3g/103.0g×100%=10%。

5 結語

目前，有些礦物的化驗只是單純的就幾個主要元素進行化驗分析，而并沒有考慮到其他有害元素含量的具體檢測，這樣的化驗報告不足以對整個礦山給出評價。所以除了化學方法，我們還可以與x射線衍射分析等物理方法相結合，系統全面的對礦山不同礦樣的成分進行分析匯總，從而實現礦產資源的充分利用。