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申请/专利权人：大连理工大学

摘要：本发明属于地球化学水‑岩反应技术领域，公开了一种水‑岩反应体系中岩石物相反应表面积的测量计算方法。针对岩石粉末，基于比表面积的相对比值，通过加权平均合理简化了复杂的粒径分布，计算得到代表粒径及其质量百分数，避免了使用单一粒径，更符合实际情况。针对岩石粉末与岩石块体，基于物相质量百分数和单矿物与岩石的密度，结合单矿物比表面积，计算得到代表粒径下各物相的表面积分配系数，充分考虑了岩石中不同物相的质量含量与单矿物孔隙结构特征。

主权项：1.一种水-岩反应体系中岩石物相反应表面积的测量计算方法，其特征在于，步骤如下：步骤一，根据岩石样品类型，开展物性测试分析岩石样品根据形态，划分为岩石块体与岩石粉末；针对岩石块体，获得总比表面积SSAT、岩石密度ρ与物相质量百分数；针对岩石粉末，获得总比表面积SSAT、粒径分布、岩石密度ρ与物相质量百分数；步骤二，根据粒径分布，计算代表粒径及其相应的质量百分比分布Di-Pi对于岩石粉末，假定各物相都一致地粉碎，不考虑物相间的硬度差异；将粒径分布给出的粒径-体积百分比分布等效为对应粒径下的质量百分比分布Dj-Pj；假定岩石粉末的颗粒为正方体，计算粒径Dj的比表面积SSAj；选择最大粒径为标准粒径Dstd，并计算比表面积SSAstd，获得粒径Dj对应的比表面积的相对比值Rj，其仅与粒径尺寸相关； 基于粒径Dj与比表面积的相对比值Rj分布数据，采用均分方式分配初始设定的代表粒径的数目，代表粒径Di对应于粒径范围Dj1到Dj2；在Dj1到Dj2范围内，首先计算质量百分比Pi，其次计算代表粒径Di；具体计算公式如下：Pi＝∑Pj2-ΣPj13 进一步，将岩石粉末的总质量mT、总比表面积SAT根据代表粒径及其相应的质量百分比分布Di-Pi进行分配；具体计算公式如下：mi＝mT×Pi5SAT＝SSAT×mT6SAi＝SAT×Pi7对于岩石块体，代表粒径Di及其相应的质量百分比Pi＝100％是确定的；步骤三，根据物相质量百分数与单矿物孔隙结构特征，计算代表粒径Di下每个物相的反应表面积SAi,k；由于假定了岩石各物相是一致性粉碎的，岩石的物相质量百分数Wk适用于各个代表粒径下的岩石粉末，也包括岩石块体，即： 式中，mi,k代表了代表粒径Di下物相k的质量，Wi,k代表了代表粒径Di下物相k的质量百分数；由于晶体结构差异，单矿物孔隙结构特征存在显著差异，用单矿物相比表面积SSAk进行描述；在代表粒径Di下，基于物相质量百分数Wi,k，结合单矿物的密度ρk计算体积百分数；利用体积与面积的量纲关系，体积百分数的23次幂为面积百分数；基于单矿物相比表面积SSAk对各物相的面积百分数做加权平均，计算代表粒径下的各物相表面积分配系数fi,k；进而，计算各物相具体的表面积SAi,k；具体计算公式如下： SAi,k＝SAi×fi,k10。

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