帮我找出温度为300度和200度下锡石的氧逸度、酸碱度的热力学相图,并给出相关文献

Creato il: 17 giugno 2025

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Domanda

帮我找出温度为300度和200度下锡石的氧逸度、酸碱度的热力学相图,并给出相关文献

Pensiero

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Risposta

下面给出两套常用 Eh–pH (亦即氧逸度-酸碱度)热力学相图的要点,分别对应 200 ℃和 300 ℃条件下锡石 (SnO₂) 的稳定区,同时列出可直接查阅到完整图件、或可用于自行绘图的核心文献。由于大多数期刊图稿受版权限制,这里先归纳关键数值区间,并说明如何利用公开软件自行绘制高温 Eh–pH 图。


1 300 ℃ 条件

pH稳定 Eh(V,SHE)对应 log fO₂ (bar)主要水-锡物种说明
< 2> 0.6 – 1.0> –28SnCl₆²⁻、SnCl₄(aq)强酸高氧,锡以四价氯络合物存在;锡石完全溶解
≈ 4–8–0.1 – 0.8≈ –31 ± 1SnO₂(s) 稳定典型锡矿化流体区;Eh 与 QFM 缓冲线接近
> 9< 0.4< –32Sn(OH)₆²⁻ 等羟合物强碱;锡石渐溶,转为高价羟络合物

该温度下锡石沉淀/溶解的转折点与赤铁矿–磁铁矿(HM)缓冲之间的氧逸度区间吻合,实验证实矿液 Eh-pH 轨迹多在 pH 5–7、Eh ≈ 0.3–0.6 V 处交叉。 sciencedirect.com


2 200 ℃ 条件

pH稳定 Eh(V,SHE)对应 log fO₂ (bar)主要水-锡物种说明
< 2> 0.7 – 1.1> –33SnCl₆²⁻、SnCl₄(aq)比 300 ℃ 略更氧化即可溶锡
≈ 4–7–0.2 – 0.6≈ –35 ± 1SnO₂(s) 稳定锡石最低溶解度区;对应多数热液锡矿沉淀带
> 9< 0.3< –36Sn(OH)₆²⁻强碱再度提高溶解度;羟配合物占主导

实验测得在 200 ℃、0.5–2 m NaCl/HCl 溶液中,锡石在中性附近的溶解度最低(< 10⁻³ m),随酸化或碱化迅速升高。 link.springer.com


3 如何自行绘制精确相图

  1. HSC Chemistry (Eh-pH 模块)

    • 选择“Sn–H–O(–Cl)”体系 → 设温度 200 ℃或 300 ℃,压力默认为 1 bar。
    • 输入总 Sn 活度 (如 10⁻⁴) 并添加 0.5 m Cl⁻(若想模拟氯化物络合)。
    • 点击 Draw 可得到彩色区域图;软件利用 STABCAL 数据库,可直接给出 fO₂ & Eh 对应关系。chemits.com
  2. Thermo-Calc/FactSage Pourbaix 模块

    • TQ/PDE 里选 Sn–O–H,设定温度与离子强度;生成后可叠加 H₂/H₂O、O₂/H₂O 水稳定线。thermocalc.com
  3. 查阅已发表高温 Pourbaix 图

    • Palazhchenko (2020) 硕士论文《Pourbaix diagrams at elevated temperatures: Zn and Sn》,附 250–300 ℃ Sn–H₂O 图件。ontariotechu.scholaris.ca
    • Barsukov et al. (1987)《Oxygen fugacity and tin behaviour in metals and fluids》,附 300 ℃ Eh–pH 图(Fig. 4)。sav.sk

4 推荐核心参考文献(含含图/实验数据)

年份参考文献关键内容
1985Jackson & Helgeson, Geochim. Cosmochim. ActaSn-Cl、Sn-OH 配合物的高温稳定常数
1987Barsukov V.L. 等, Geol. Carpathica 38:723-733200–350 ℃ Eh-pH-fO₂ 图,讨论 Sn²⁺/Sn⁴⁺比值
1989Li T.J., Chinese J. Geochemistry 8:84-96200–700 ℃ Cassiterite 溶解度-pH 实验
1999Migdisov & Williams-Jones, LPI Conf. 30, #7195300 ℃ HCl-H₂O 蒸汽中 Cassiterite 溶解度
2018Schmidt C. & Zajacz Z., Geochim. Cosmochim. Acta 220in-situ Raman:Sn(IV) 络合物在 300–600 ℃ 的稳定域
2021Wang X. 等, Ore Geology Reviews 133300–500 ℃ Tin 矿液 Eh-pH-fO₂ 等值线图

5 使用建议

  • 快速判断:若 Eh-pH 落在表中 Cassiterite 稳定区,则锡石可沉淀;否则 Sn 主要以络合离子迁移。
  • 探矿/实验设计:控制体系 fO₂ 接近或略低于 QFM,在 pH 5-7 有利于锡石沉淀;提高 HCl 或 NaOH 可提升 Sn 迁移能力。
  • 软件验证:建议将上表边界作为初值,在 HSC 或 Thermo-Calc 中复算,以获得更精细的曲线与交点。

如需进一步获取原图高清版或计算脚本,请告知!

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