《表3 不同温度梯度下钒铁尖晶石的微区成分变化》

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《钒渣氧化钠化焙烧过程中物相变化及钒元素迁移特征》

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焙烧过程中钒铁尖晶石不同微区对应能谱数据见表3。与铁橄榄石类似，328℃时钒铁尖晶石也遭受了一定程度的局部氧化，未氧化之前钒铁尖晶石晶体呈圆粒状、板状等相对规则的晶形，晶体表面光滑、致密，无缺陷，外围被橄榄石相所包裹（图2a）。温度升至328℃后，包裹相橄榄石相晶体结构因为氧化而遭到一定程度的破坏，孔隙产生，氧气及钠盐随孔隙进入橄榄石内部与钒铁尖晶石边缘接触，破坏了尖晶石的晶体结构，使铁元素氧化速度加快，此时晶体中的Fe2+被氧化成Fe3+，并于边缘形成氧化铁白亮带，且随温度升高逐步向颗粒心部延伸（图2b）。随温度进一步升高，氧气传质效果因橄榄石相的分解而逐步加强，晶体中越来越多的二价铁被氧化为三价铁，由颗粒边缘逐步扩展至整个晶体，晶体表面变粗糙，开始析出点状隐晶质氧化铁颗粒、米粒状铁板钛矿，晶体内部微小孔隙发育；与此同时，二价铁的大量氧化进一步促进了钒铁尖晶石的分解进程，使其分解速度加快，晶体中的V3+在氧化气氛中逐步被氧化至V5+，形成V2O5，并与氧化铁、铁板钛矿等共生（图2c、2d）。619℃时，钒铁尖晶石基本分解完全，但其基本晶形仍可分辨，隐晶质的氧化铁及铁板钛矿颗粒逐渐长大，其中氧化铁晶形为较规则粒状或近四边形状，铁板钛矿呈短柱状，两者为基质钒酸铁锰（V、Fe、Mn等元素的氧化物固溶体）所胶结（图2e）。随氧化反应的进行，钒铁尖晶石被彻底分解，基质中的铁元素继续被氧化并析出氧化铁及铁板钛矿颗粒，而V2O5则与钠盐结合生成细针状的钒酸钠固溶体（图2f）。温度进一步升高，钒酸钠固溶体中的铁元素进一步析出，从而得到较纯净的长细针状或放射状钒酸钠晶体，并与氧化铁和铁板钛矿共生。