黑龙江鸡西煤矸石中镁、钙、铁、钛的测定

煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物.是一种在成煤过程以及煤层开采过程中伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩,是碳质、泥质和砂质页岩的混合物.相对于煤岩来说它们的发热值偏低.主要成分是氧化铝、氧化硅,另外还含有数量不等的氧化铁、氧化钙、氧化镁、硫等和微量稀有元素(钛、镓、钒、钴).对黑龙江鸡西煤矿的煤矸石进行了氧化镁,氧化钙,氧化铁,氧化钛成分的分析测量,同时对黑龙江省煤矸石的综合利用提出了参考性建议.     

金刚煤矿矸石山煤矸石自燃机理分析

通过对金刚煤矿矸石山各类煤矸石样的H2O2氧化升温速率实验、实气氧化升温速率实验研究和对矸石山各类煤矸石各种形态硫的定量分析,以探索金刚煤矿矸石山煤矸石的自燃发火机理,从分析可见金刚煤矿矸石山煤矸石中硫铁矿含量很高,而硫铁矿中FeS2被空气中的氧气氧化并释放出大量的热量。热量不断积累、蓄热,当热量蓄累到一定温度时,煤矸石中的挥发分析出并着火燃烧,从而导致矸石山煤矸石的自然。     

几种含铁化合物对煤燃烧特性的影响

利用热重－差热－热重微分仪实验研究了几种含铁化合物,如ＦｅＣｌ３、ＦｅＣｌ２和Ｆｅ２Ｏ３等对煤燃烧特性的影响。结果表明,含铁化合物能够发迹煤的燃烧特性,不同种类的含铁化合物对煤燃烧特性的影响不同。ＦｅＣｌ３和ＦｅＣｌ２能够提高煤燃烧过程低温段的燃烧反应速率,其机理是ＦｅＣｌ３和ＦｅＣｌ２起催化剂的作用,改变了燃烧过程化学反应的动力学参数,从而加快了煤的燃烧速率。ＦｅＣｌ３和ＦｅＣｌ２的催化能力随其     

SiAlON材料的氧化行为

SiAlON材料在高温氧化气氛下的氧化行为和氧化机理一直是材料科学领域关注的焦点.本文综述了SiAlON材料氧化的相关研究,分析对比了单相和复相SiAlON材料的氧化行为,讨论了SiAlON材料的氧化影响因素以及氧化机理,指出了SiAlON材料氧化研究存在的问题.     

煤矸石的化学与温度复合活化及其胶凝性能

对煤矸石化学成分与煤矸石水泥的28 d抗压强度建立了GM(1.6)的差分方程.以探求不同化学成分对煤矸石水泥28 d抗压强度的影响.结果表明.煤矸石的化学成分中.对煤矸石复合水泥28 d抗压强度影响最显著的成分是CaO.故对煤矸石采用了化学增钙与热复合活化的方法.并对煤矸石不同化学增钙活化后复合水泥的28 d抗压强度性能及复合活化的历程进行了初步的研究.实验结果表明.当煤矸石中掺入适当比例的碳酸钙.经一定的温度热活化后.煤矸石复合水泥的28 d强度有一定程度的提高.     

非饱和煤矸石淋滤仪改进及应用

为提升非饱和煤矸石室内淋滤试验的可靠性与准确性,对传统非饱和煤矸石淋滤仪的降雨模拟系统进行改良,实现了随机降雨路径的模拟,并增大了煤矸石有效淋滤体积。同时,以韩城桑树坪煤矿煤矸石为研究对象,揭示了不同降雨强度和风化程度组合条件下煤矸石淋滤特征,试验结果是：(1)淋滤液电导率(EC)及SO4_^2-浓度(c)均随淋滤时间呈整体下降趋势,且可划分为快速下降和缓降趋稳两个阶段;(2)采用指数型函数、傅里叶函数及幂函数对不同试验条件下EC-t和c-t关系曲线进行拟合,拟合函数R_²介于0.87~1.00;(3)167mm/h降雨强度下,淋滤液电导率及SO_4^2-浓度对风化程度的敏感性指数最大,分别为3.14和7.64;(4)相较其它条件下淋滤液电导率及SO_4^2-浓度,83mm/h降雨强度和风化3a矸石条件下淋滤液EC值和c值更高。分析得到三点结论：(1)煤矸石可溶元素释放量主要呈指数型函数衰减,并在试验进行3~5h后趋于稳定;(2)风化程度为影响煤矸石可溶元素释放能力的主控因素;(3)较小的降雨强度和较高的风化程度有利于煤矸石元素持续淋滤释放。     

全级配煤矸石混凝土导热性能试验与分析

为研究和预测全级配煤矸石混凝土的导热性能,以五种不同的煤矸石粗骨料替代率(0、25％、40％、70％、100％)和四种煤矸石细骨料替代率(25％、50％、75％、100％)设计9组试验,对煤矸石混凝土导热性能进行试验.结果 表明:煤矸石粗骨料替代率越高,煤矸石混凝土导热系数就越低;煤矸石粗骨料替代率为100％情况下,随着煤矸石细骨料替代率增加,煤矸石混凝土导热系数继续降低,其中全级配煤矸石混凝土导热系数最低,相比普通混凝土导热系数的下降幅度为52.56％;定义了煤矸石骨料影响系数M,M值越大,混凝土导热系数越低;对Hasselman-Johnson混凝土导热系数计算模型进行修正,得到煤矸石混凝土导热系数的修正计算模型,修正计算值与试验结果相吻合.     

煤矸石保温混凝土抗压强度与弹性模量试验研究

煤矸石保温混凝土是以玻化微珠为保温骨料,煤矸石取代部分天然石子为粗骨料的一种结构自保温材料。为研究煤矸石掺量对煤矸石保温混凝土抗压强度、弹性模量的影响,以煤矸石掺量为变量,研究掺量分别为0、30%、50%、70%、100%时,煤矸石保温混凝土的抗压强度和弹性模量。试验结果表明:煤矸石保温混凝土的强度、弹性模量随着煤矸石掺量的增加而降低,当煤矸石掺量为100%时,与玻化微珠保温混凝土相比,抗压强度和弹性模量分别降低了38.28%、39.79%;不宜采用《混凝土结构设计规范》中的计算公式计算煤矸石保温混凝土的弹性模量,通过回归分析得出了煤矸石保温混凝土弹性模量的计算公式。     

煤矸石酸溶法制得聚合氯化铝铁钙的形态

利用扫描电镜、X射线能谱、红外光谱、X射线衍射等现代分析检测技术对聚合氯化铝铁钙(PAFCC)进行形态结构研究与表征.比较了未煅烧合成产品和经煅烧合成的PAFCC产品形貌、特征基团及微晶相结构.结果表明:煅烧有利于制备聚合氯化铝铁钙;未煅烧合成产品是具有短柱状晶体形貌,主要含有钠、铝、铁、钙、氯等元素的化合物;PAFCC形貌呈类空心管柱状结晶体,是一种含有钙、铝、铁多羟基的无机高分子絮凝剂;煅烧使煤矸石活性增强,对合成PAFCC起了重要作用;在高岭土废水水样混凝实验中,制得的PAFCC混凝性能优于未煅烧合成产品和工业聚合铝(PAC).     

Hydration kinetics of cementitious materials composed of red mud and coal gangue

To elucidate the intrinsic reaction mechanism of cementitious materials composed of red mud and coal gangue (RGC), the hydration kinetics of these cementitious materials at 20°C was investigated on the basis of the Krstulovi?–Dabi? model. An isothermal calorimeter was used to characterize the hydration heat evolution. The results show that the hydration of RGC is controlled by the processes of nucleation and crystal growth (NG), interaction at phase boundaries (I), and diffusion (D) in order, and the pozzolanic reactions of slag and compound-activated red mud–coal gangue are mainly controlled by the I process. Slag accelerates the clinker hydration during NG process, whereas the compound-activated red mud–coal gangue retards the hydration of RGC and the time required for I process increases with increasing dosage of red mud–coal gangue in RGC.     

含铅废渣料还原造锍熔炼回收铅和银工艺

针对铅锌冶炼企业产出大量含铅固体废弃物难以环保经济回收的难题,提出从多种含铅废料中回收二次铅的还原造锍熔炼新工艺.在热力学计算的基础上,进行以铅膏、铅渣、铅烟灰和黄铁矿烧渣的设计混合料为熔炼对象,以氧化铁为固硫剂,焦粉为还原剂,苏打和芒硝作为添加剂的工艺实验,研究熔炼过程中各影响因素对铅和银直收率的影响.得到优化的工艺条件：FeO/SiO2质量比为1.10,CaO/SiO2质量比为0.30,添加剂组成中Na2 CO3/Na2 SO4质量比为7：3,焦粉用量为含铅物料质量的15%,熔炼时间为2 h,熔炼温度为1200益.在此条件下综合实验中铅直收率为85.95%,银直收率为83.15%.新工艺具有固硫、综合利用和一步炼铅的优点.     

峰峰新三矿煤矸石山土壤水分特性研究*

为了解煤矸石基质土壤的水分特性,为煤矸石山水土保持、生态修复和复垦提供理论依据,试验选用峰峰新三矿6种不同煤矸石基质土壤,采用室内模拟试验的方法,测定土壤孔隙度、渗透系数和水分入渗规律。试验结果表明:混合基质土壤孔隙度随掺土比例的增大而增大,掺土后基质总孔隙度显著增加;基质土壤的渗透系数山脚山腰山顶;矸土比为7∶3、5∶5和3∶7的混合基质土壤的渗透系数分别是原矸石的0.643、0.517和0.459,掺土后渗透系数显著降低。山脚矸石的初始入渗率和稳渗率分别为山腰的1.111和1.078倍;山腰矸石的初始入渗率和稳渗率分别为山顶的1.096和1.102倍;矸∶土/7∶3的初始入渗率和稳渗率分别为5∶5的1.152和1.149倍;矸土比5∶5的初始入渗率和稳渗率分别为矸土比3∶7的1.179和1.057倍。矸土混合土壤的初始入渗率、稳渗率均随矸土比的减小而迅速减小,入渗达到稳定状态的时间随矸土比的减小而增加。Kostiakov入渗模型更适合作为风化煤矸石的入渗模型,通用经验模型更适合作为掺土煤矸石的入渗模型。矸石掺土可以显著降低入渗率,提高累积入渗量,有益于煤矸石山的植物生长。     

矿区煤矸石对周围农田玉米作物污染研究

文章通过对比焦作矿区演马矿矸石堆放场新鲜矸石和风化矸石中重金属和有机污染物质量分数,说明矸石中有毒有害物质在自然因素下会迁移或淋滤出来。对矸石堆周围农田中玉米进行重金属和苯并(a)芘质量分数检测,结果说明,矸石堆周围农田玉米中Pb、Cu、Zn、苯并(a)芘检出率均为100%,Cr为97.11%;检测物质均有超标,其中Pb超标率高达78.26%,苯并(a)芘达15.56%;大量的煤矸石随意堆放在矿区四周,不仅破坏周围生态环境,也会造成二次资源的浪费,应加强煤炭行业清洁生产和循环经济的推行工作。     

煤矸石烧结砖的热值利用与节能测算模型研究

煤炭开采和洗选加工过程中排放出大量的煤矸石,发展煤矸石烧结砖可节约大量能源,有利于新型建材“绿色”可持续发展。根据能源的梯级利用原理;综合考虑煤矸石烧制砖的原料配比、工艺技术以及主要设备情况,系统地构建了煤矸石砖热值利用节能测算模型,以山西煤矸石烧制砖为例进行了测算和分析,结果表明,2010年山西煤矸石烧结砖行业共节能约99．381万t标准煤。     

不同地质条件及地层下煤矸石理化性质的试验研究

通过对不同地质条件和不同地层的煤矸石进行XRD(X-ray diffraction)试验及物理性能试验,分析其矿物组成与物理性能指标的内在规律。研究结果表明,煤矸石的化学成分以Si O2和Al2O3为主,但不同地质条件下的煤矸石矿物组成及化学成分差异较大。在物理性能方面,黄陇侏罗纪煤田煤矸石吸水率较高,表观密度较小,压碎指标较大,渭北石炭二叠纪煤田的煤矸石和陕北侏罗纪煤田的煤矸石的吸水率较小,表观密度较大和压碎指标较小。不同地层的煤矸石的矿物组成和化学成分含量相差不大,但地层越深的煤矸石吸水率越低、表观密度越大、压碎指标越小。研究成果可为不同地区煤矸石在混凝土资源化利用提供依据。     

常温干燥法制备纳米炭粉

以煤焦油沥青为原料,浓硫酸和浓硝酸为氧化剂,利用溶胶-凝胶方法制备水性中间相沥青.将水性中间相沥青溶解于氨水中得到水相炭基凝胶,经过乙醇与水交换后进行常温干燥和热处理制备纳米炭粉.利用FT-IR光谱、TG、XRD和TEM等分析手段对水性中间相沥青、纳米炭原粉以及纳米炭粉进行了表征.结果表明:采用常温干燥方法制备纳米炭粉是可行的,制得的纳米炭粉粒度均匀、规则,形状近似于球形,平均粒径为20 nm左右,其炭结构为无序的乱层石墨结构.在沥青与混酸氧化过程中,主要发生硝化、氧化、磺化反应;纳米炭原粉的热解过程分为脱醇脱水、预热解、强烈热分解和结构重排等四个阶段.     

洛神花花青素提取工艺及抗氧化活性研究

目的 用超声波辅助法优化提取洛神花中花青素的提取工艺,并通过斑马鱼胚胎氧化应激模型进行抗氧化活性研究。方法 正交法进行提取工艺优化,斑马鱼胚胎进行氧化应激干预测试抗氧化水平。结果 洛神花花青素最佳提取工艺条件：提取温度30℃、超声功率300 W、料液比1∶40(g/mL)、超声时间90 min,此时得率为2.94 mg/g。体外抗氧化活性表明,5.8 mg/mL洛神花花青素对DPPH自由基清除率、ABTS自由基清除率和羟自由基清除率分别为83.15%、 63.32%和74.4%。通过斑马鱼胚胎氧化应激模型进行抗氧化活性研究发现,洛神花花青素能够有效保护由AAPH诱导的斑马鱼胚胎氧化损伤,11.6μg/mL剂量组的洛神花花青素极显著降低斑马鱼胚胎ROS的产生,抑制脂质过氧化物的生成和降低胚胎细胞死亡率,其作用效果与2.9μg/mL VC组相近。结论 超声辅助正交优化后的工艺能提高洛神花花青素得率,比单因素最高得率提高37%;良好的体内外抗氧化活性为进一步开发洛神花提供理论基础。     

工艺因素对煤矸石莫来石化的影响

以天然煤矸石为原料采用粉末烧结法制备莫来石,利用XRD、SEM对烧成试样进行表征,并检测其显气孔率及体积密度,分析原料粒度和烧成温度等工艺因素对所制莫来石的致密化程度、物相组成以及显微结构的影响。结果表明,煤矸石粉料的粒度越小,大小越均匀,烧成试样的致密化程度就越高;烧成温度达到1250℃时试样中有莫来石相生成,烧成温度超过1500℃后,试样中主晶相为莫来石,但试样体积密度低,显气孔率高;在1600℃×3h的烧结条件下可获得体积密度为2.81g/cm3、显气孔率为6%的压块烧成莫来石,其中柱状自生长莫来石晶体呈交织网络状结构分布,晶粒大小为5~14μm。     

河南天安煤业“5.15”煤矸石山自燃爆炸成因分析与防治研究(英文)

2005年5月15日、16日,河南天安煤业四矿矸石山先后发生两次自燃爆炸灾害,造成8人遇难,122人受伤,造成生命财产的重大损失.首先介绍了天安煤业四矿煤矸石的物质组成,分析了其致灾原因:高含硫煤矸石的存在是引起煤矸石山自燃的决定因素;煤矸石的堆积方式以及有效的粒径组成在一定程度上决定了煤矸石的透气性,是引起煤矸石山自燃的促进条件;突发降雨应是本次灾害的主要导火索.在燃料含量一定,清除比较困难,燃烧已开始并还在不断堆积矸石的情况下,降温和隔氧显得尤为重要.针对本矸石山的实际情况,提出了采用注浆法为主,辅以高温区域表面喷射浆液、挖掘沟槽、表面覆盖等灭火方法,并对以后矸石山自燃免灾方向进行了展望大.     

Rapid growth of ZnO hexagonal tubes by direct microwave heating

Zinc oxide hexagonal tubular crystals were synthesized by direct microwave heating from ZnO powders within 5 min without any metal catalysts or transport agents. ZnO source materials were evaporated from the high-temperature zone in an enclosure, and crystals were grown on the self-source substrate in an appropriate condition. The ZnO vapor formed in the high-temperature zone can deposit and grow on the powders located in the low-temperature zone to form crystals. The scanning electron microscopy (SEM) reveals that these products are hexagonal tube crystals with 80 μm in diameter and 250 μm in length, having a well faceted end and side surface. A possible growth mechanism and the influence of reaction temperature on the formation of crystalline ZnO hexagonal tubes were presented. The photoluminescence (PL) exhibits strong ultraviolet emission at room temperature, indicating the potential applications in short-wave light-emitting photonic devices.