炼铝赤泥污染物淋滤试验研究

为研究与防控炼铝固废赤泥堆放造成的地下水污染,从山东省某炼铝固废堆厂采集了赤泥样本,首先通过室内污染物浸泡试验,研究了赤泥在不同浸泡时间和不同比例条件下污染物的浓度变化;然后,运用去离子水进行了土柱淋滤试验,模拟了降雨条件下赤泥堆土淋滤液在下渗过程中污染物的迁移情况。结果表明,浸泡液中F^-的浓度最高可达54.1mg/L,超标53倍;SO4²-的浓度可达259.57mg/L,已超出III类水标准,Al³⁺可达29.20mg/L,超标57倍;浸泡水量相较于浸泡时间对赤泥中组分的浸出影响更显著;淋滤液中F^-、Na⁺、Al³⁺和TDS的浓度整体呈现先增大后逐渐减小的趋势,其原因主要是发生了离子交换反应以及生成了CaF2和MgF2。在自然降雨条件下赤泥中的Mg²⁺和Fe³⁺不易随淋滤液迁移进入包气带造成污染,因此赤泥污染防控时,应将F^-、Al³⁺、SO4²-等污染成分作为主要防控对象。     

非金属离子对S31603不锈钢表面锈蚀的影响

S31603不锈钢具有优异的耐腐蚀性能,广泛应用于化工、沿海设施等领域。在使用过程中,长期经历内部应力、苛刻环境的腐蚀作用。其中,水溶液中的离子对S31603不锈钢的耐腐蚀性能有着重要影响。通过分析锈蚀S31603不锈钢的微观形貌、元素组成及化学状态等,研究非金属离子对其表面锈蚀的影响。结果表明,NO³⁻、NO²⁻、SO₄²⁻对S31603不锈钢锈蚀起关键作用,Cl^-起辅助作用,且锈蚀主要发生在S31603不锈钢与水溶液长期接触的界面。通过对锈蚀表面进行物质鉴定,发现锈蚀表面含有Fe₂(SO₄)₃、FeSO₄、CrO₂等多种化合物。     

人工神经网络预测离子色谱分离条件

 以EDTA为淋洗液,用均匀试验设计法研究了高Cl^-浓度下Cl^-与NO₂^-,NO₃^-的分离条件.将实验条件和实验结果作为BP神经网络的训练集,同时对网络的结构和训练速率进行筛选和优化.经过2567次训练后,网络训练误差达到10^-5.对训练结果的考察表明,人工神经网络以较少的实验数据成功建立了离子色谱分离条件的预测模型,最大相对误差仅为0.85%.     

Pitzer理论在高浓碱性体系电解质溶解度计算中的应用

将Pitzer理论HW公式应用于高浓碱性体系溶解度计算，认为Pitzer多元相互作用系数是离子强度的函数，对HW公式进行了修改，并对Na⁺||OH^-,Cl^-,SO^2-₄—H₂O体系进行了相平衡实验研究.结合溶解平衡常数计算公式和HW公式，文中从实验值拟合出多元相互作用系数θ，ψ与离子强度的函数关系式，并将得到的函数关系式应用于文中研究体系溶解度计算，计算值与文献值平均误差为2.34%，最小误差为0.18%，说明修改的Pitzer方程适用于高浓碱性体系溶解度计算.扩大了Pitzer模型的应用范围.     

应用高分辨率MARGA监测分析南京北郊PM2.5中水溶性离子特征

利用MARGA仪器在线观测资料,分析了南京北郊春季大气水溶性离子浓度时间变化特征、水溶性离子之间相关性及其影响因子,为外绝缘设备污秽放电现象和放电机理研究、防污闪措施的制定提供有效参考。结果表明：(1)水溶性离子浓度顺序为NO_3->SO_42->NH₄₊>K₊>Cl_->Mg₂₊>Na₊>Ca₂₊,NO_3-、SO_42-、NH₄₊是水溶性离子的主要成分;白天水溶性离子浓度大于夜间离子浓度,且白天离子浓度变幅大于夜间离子浓度变幅;(2)主要水溶性离子之间具有较好的同源性,水溶性离子中阴离子主要与NH₊结合;水溶性离子主要为细粒子,且NO_3-、SO_42-、NH₄₊、Cl_-对空气污染影响较大;(3)风速和风频越大,风对水溶性离子的稀释作用越强,离子浓度下降越快;降水对水溶性离子具有清除作用,沉降率随降水量、持续时间的增大而增大;二次离子的主要生成方式是液相氧化反应;湿润空气有利于Cl_-、Na₊、K₊、Mg₂₊溶解,增大离子浓度,但使Ca₂₊浓度减小;温度升高有利于离子扩散。     

Voltammetric studies on free radicals of lower fatty alcohols

In this work, both generation and reduction processes of the a -radicals of lower fatty alcohols were studied by voltammetry in lower fatty alcohols/peroxydisul- fate/phosphate buffer system. Experimental results showed that such three reactions were successively completed at negative potential on mercury electrode surface: (ⅰ) sulfate radical anion SO₄^.- was generated electrochemically from one-electron reduction of peroxydisulfate ion S₂O₆^2-, (ⅱ) the SO₄^.-oxidized lower fatty alcohols to the corresponding a -radicals and (ⅲ) the a -radicals were reduced in one-electron and one-proton addition to produce their own reduction waves. The apparent free energy ΔrGm of the a -radicals of lower straight-chain fatty alcohols such as methanol, ethanol, propanol, butanol and pentanol obtained were 107.09, 116.74, 122.53, 126.39 and 129.28 kJ·mol/L, respectively. The proposed method is more simple and convenient than the current approaches based on the radical-chain reaction for studying alcohol oxidation.     

燃煤电厂锅炉PM2.5现场实测与排放特征研究

采用自设固定源PM_2.5稀释采集系统对陕西省关中地区多个燃煤电厂烟气中的颗粒物开展了现场实测与样品化学源组分分析。结果表明：4个燃煤电厂PM_2.5、PM₁₀占颗粒物比重差异较大（PM_2.5占比范围为6.92%~54.34%,PM₁₀占比范围为36.36%~73.02%）;4个燃煤电厂数浓度水平最高值（2.0×10⁴~4.0×10⁵个/cm³）差异较大,相差约1个数量级;燃煤电厂PM_2.5小粒径段颗粒物质量浓度占比大多较低,但其对PM_2.5数浓度贡献却很大（最小值>95%）,大粒径段颗粒物则相反;煤粉炉PM₁/PM_2.5较大,占比范围为35.29%~51.35%,循环流化床锅炉PM₁/PM_2.5较小,占比范围为16.62%~21.47%;SO₄^2-是燃煤电厂PM_2.5中最丰富的离子成分,各电厂SO₄^2-占总离子浓度比重范围为50.02~65.52%,Na⁺和Ca²⁺位于第2或第3位;各燃煤电厂主要检出无机元素是Si、Al、Ca、Na、Fe、Na等地壳元素;燃煤电厂PM_2.5、PM₁₀和颗粒物的排放因子范围分别为0.001~0.028 kg/t、0.002~0.086 kg/t、0.003~0.236 kg/t;除尘设施组合越复杂先进,排放因子就可能越小。     

金属离子对钢在没食子酸/硫酸介质中的腐蚀行为研究

 用失重法研究了4种金属离子(Na⁺,Zn²⁺,Cu²⁺,Fe³⁺)在0.5 mol/L H₂SO₄以及500 mg/L没食子酸+0.5 mol/L H₂SO₄介质中在20℃对冷轧钢腐蚀行为的影响.结果表明:Cu²⁺对钢的腐蚀起抑制作用;而其余3种金属离子(Na⁺,Zn²⁺,Fe³⁺)对钢的腐蚀起加速作用.在相同条件下,冷轧钢在0.5 mol/L H₂SO₄溶液中的腐蚀速率顺序为:Cu²⁺2++3+;而在500 mg/L没食子酸+0.5 mol/L H₂SO₄介质中,腐蚀速率顺序为:Cu²⁺2+3++.     

Synthesis and structure of Cu5(BTA)6(TTA)4 · 5DMF, a copper-nitrogen cluster containing η Π3-benzotriazolate

The title cluster compound—Cu₅(BTA)₆(TTA)₄·5DMF was prepared using thenyltrifluoroacetone and benzotriazolate ligands. The crystal structure indicates that a tetrahedral array of Cu(1), Cu(2), Cu(3) and Cu(4) ions surrounding a central Cu(5) ion are held together by bridging tridentate BTA^- and terminated by TTA^- bond cap. The three nitrogen atoms of a BTA^- bond three different copper ions to form a η³-benzotriazolate. The central Cu ion has a distorted octahedral structure and the surrounding Cu ions are 5 coordinated forming distorted tetragonal structures. The distances between the surrounding Cu(Ⅱ) ions and the central Cu(Ⅱ) ion are in the range of 0.3561—0.3755 nm and those between the surrounding Cu(Ⅱ) ions are in the range of 0.5785—0.6301 nm.     

非连通图(K1∨(P(1)n∪ P(2)n)) ∪ P(3)n及(K1∨(P(1)n∪ P(2)n)) ∪ P(3)n∪ St(n)的优美性

 给出了非连通图(K₁∨(P⁽¹⁾_n∪ P⁽²⁾_n)) ∪ P⁽³⁾_n和(K₁∨(P⁽¹⁾_n∪ P⁽²⁾_n)) ∪ P⁽³⁾_n∪ St(n),且对其优美性进行了研究。证明了如下结论：设 n 为任意正整数,则当n≥4时,非连通图 (K₁∨(P⁽¹⁾_n∪ P⁽²⁾_n)) ∪ P⁽³⁾_n和(K₁∨(P⁽¹⁾_n∪ P⁽²⁾_n)) ∪ P⁽³⁾_n∪ St(n)均是优美图;其中,Pn 是 n 个顶点的路,Kn 是n个顶点的完全图, St(n) 是 n+1 个顶点的星形树,G₁ ∨ G₂ 是图 G1 与 G2 的联图。     

The effects of coal blending on the formation and properties of particulate matter during combustion

The control of particulate matter (PM) emissions from coal combustion becomes an urgent work due to their adverse effects on human health. Coal blending is a promising option for submicron particulate (PM1) reduction. This study addressed the effects of coal blending on the formation and properties of particulate matter in combustion process. Coal blends from lignite and bituminous coal, with different blend ratios (9:1, 7:3, 5:5, 3:7 and 1:9), were combusted in a drop tube furnace. The mass size distribution, concentration, elemental composition and morphology of the particulate matter generated under O₂/N₂ and O₂/CO₂ conditions were characterized. Particulate matter was collected by a low pressure impactor (LPI), which aerodynamically segregated particulates into thirteen fractions with sizes ranging from 0.03 to 9.8 μm. The results showed that coal blending reduced PM1 generation, compared with the calculated average values from the combustion of constituent coals. This indicated that the mineral interactions had a great effect on PM₁ reduction. The blend ratio also played an important role in the suppression of PM1 generation. In this experimental study, PM1 generation suffered a maximum suppression at the blend ratio of 7:3. The O₂/CO₂ atmosphere affected the formation and properties of the PM1 during coal blends combustion. Compared with the O₂/N₂ combustion, the interaction of minerals was weakened under O2/CO2 combustion, thus the suppression of PM₁ generation decreased after coal blending. Compared with the calculated values, the concentrations and percentages of Ca, Fe in PM₁ decreased, but the concentrations of Ca, Fe, Si and Al in coarse particulates (PM₁₀₊) increased after coal blends combustion. The interactions between the aluminosilicates in the bituminous coal and volatile elements Ca, Fe in the lignite were thought to contribute to the suppression of PM₁ generation during the com-bustion of coal blends.     

贵州六枝煤矸石复垦土壤及农作物中汞分布规律研究

使用Lumex测汞仪,测定了贵州六枝煤矿不同风化年限的煤矸石风化土壤及农作物中总Hg含量,并对此矿区煤矸石风化土壤—农作物系统中汞的分布规律进行了研究.结果表明,煤矸石及受煤矸石淋滤液影响的土壤样中汞含量范围在0.045 -0.474 mg·kg-1之间;煤矸石汞含量随着风化年限的延长逐渐降低,风化时间较短的煤矸石及受...     

潞安矿区煤矸石山水土流失特征及植被恢复关键技术

为了有效解决煤矸石山的生态恢复治理,采用径流小区观测法研究了风化煤矸石山水土流失变化特征及植被恢复,结果表明:裸露或植被稀少的矸石山边坡、林地边坡径流量分别与30 min雨强、45 min雨强最相关;沿坡长方向从上到下土壤抗冲指数呈现出先减小后增大的趋势;植物根系丰富,边坡比裸露边坡土壤抗冲性强;煤矸石山植被恢复成功的关键技术措施是细致整地、改良土壤,选择抗旱耐瘠薄植物种,确定适宜的栽植密度。研究成果为矿区废弃地有效治理提供了科学依据。     

煤矸石中重金属元素释放的动态淋溶规律

针对阜新矿区不同风化程度的煤矸石,结合该地区降雨及气候特征选择分别选择初始pH值为5、6的淋溶液,探讨了煤矸石中微量重金属元素的释放规律。结果表明:①重金属原生含量的多少是影响其析出的基础,原生含量越高,经过动态淋溶后析出量越大;②淋溶液的初始pH值浓度对其最终pH值的影响不大;淋溶液本身的酸碱度对重金属元素析出有较大影响;③煤矸石的风化程度对于其重金属元素的析出有较大影响,所有被检测的重金属元素在中等风化程度下析出量最多,Cd、Cr、Pb在严重风化程度下的析出量要大于未风化程度下的析出量,Cu、Mn则相反。     

煤矸石中砷的淋溶析出规律

为了得到煤矸石中砷的析出规律,采用模拟天然降水的淋溶实验法对其进行研究.结果表明,淋溶液的pH值对煤矸石中砷的淋溶析出量影响较大,淋溶液的酸性越强,煤矸石中砷的析出量越大.初始淋溶时,砷的析出量相对较大,随着淋溶量的增加,砷的析出量逐渐降低.裸露堆放煤矸石的淋溶是砷污染的重要途径和影响生态环境的重要因素.     

鼎湖山不同演替阶段土壤酸性阳离子淋溶动态研究

 采用室内土柱模拟实验,对鼎湖山不同演替阶段(演替早期的针叶林、演替中期的混交林和演替后期的阔叶林)森林土壤酸性阳离子的淋溶动态及机理进行研究。结果表明,土壤滤出液酸性阳离子的释放浓度及电导率(EC)与土壤所处的演替阶段密切相关,即与本底值密切相关。随着模拟酸雨处理时间的增加,滤液EC呈下降趋势,pH逐渐上升,在淋溶的第6天略有下降,且滤液pH和EC呈极显著负相关(P< 0.001;R= -0.81)。滤液中H⁺浓度及EC变幅均以演替早期针叶林最大,混交林最小。各演替阶段土壤Al³⁺溶出随着淋溶时间的延长迅速下降,但在第6天有进一步被活化的趋势。针叶林和混交林Fe³⁺和Mn²⁺比较相似的释放;而阔叶林则较为复杂。与模拟酸雨的酸度相比,离子的浓度对测定指标起着更重要的作用。对不同演替阶段土壤酸性阳离子的释放动态分析表明,各演替阶段土壤均处于铝氧化物缓冲阶段;同时,演替后期阔叶林土壤还处于铁氧化物和锰氧化物(氢氧化物)缓冲阶段。     

降雨条件下煤矸石高边坡稳定性评价

以贵州省盘州市柏果镇灰坝现场的煤矸石高边坡为例,基于野外现场调查,通过室内力学试验,运用FLAC3D模拟软件建立降雨条件下煤矸石高边坡数值模拟,以此分析煤矸石高边坡失稳机制,结果表明:煤矸石抗剪强度受含水率以及干密度影响,其内聚力与内摩擦角分别表现出不同的变化特征;煤矸石埋藏深度与其干密度呈指数相关;天然状态下柏果镇灰坝现场煤矸石高边坡处于稳定状态,降雨后地下水位上升,坡脚处有地下水渗出,坡脚受损严重,潜在滑移区域发生改变。这可为此类边坡降雨失稳的防护治理提供经验。     

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。     

CaF2强化红土镍矿自还原过程中金属相聚集长大行为

针对高镁高硅型中低品位红土镍矿,采用煤基自还原-细磨-磁选工艺制备镍铁粉,研究了内配碳比对红土镍矿中铁、镍氧化物自还原的影响,CaF_2对红土镍矿自还原过程中氧化物的还原、金属相的析出及聚集长大的影响规律。研究表明在CaF_2作用下通过降低内配碳比可抑制氧化铁的还原,从而获得镍品位较高的镍铁粉,但相应牺牲镍的回收率;CaF_2能与红土镍矿中高熔点的硅酸盐脉石通过固相反应生成低熔点的透闪石(Ca_2Mg_5(Si_4O_(11))_2F_2),使硅酸盐矿物结构由岛状转变为链状,提高硅酸盐矿物反应活性,促进镍、铁氧化物的还原;通过降低红土镍矿脉石相的熔化性温度,CaF_2能明显强化红土镍矿自还原过程中金属相的析出、聚集和长大,促进镍铁与脉石的有效分离,从而大幅度提高镍铁粉中镍和铁的品位及金属元素的回收率。     

高磷赤铁矿制备碳化铁的产物分离试验研究

利用高磷鲕状赤铁矿制备碳化铁,产物中含磷组分是影响碳化铁质量的关键因素。为了探究分离方式和添加剂对产物中含磷组分分离的影响,在1023K下分别用无添加、添加2%V2O5和添加5%Na2SO4的高磷鲕状赤铁矿制备碳化铁,将制得的产物球磨不同时间后采用磁选或离心+磁选的方式进行产物分离,最后分析产物中含磷组分的变化。结果表明,延长球磨时间可以提高产物的脱磷率,但球磨时间过长会降低产物的铁收得率,以球磨2h为宜;无添加剂时制备所得碳化铁试样球磨时间从1h延长至2h后,脱磷率从18.17%升至18.48%,再增加离心分离操作后,会进一步提升产物的脱磷率至23.04%;添加5%Na_2SO_4和2%V_2O_5均可破坏铁矿石的鲕状结构,有利于含Fe组分与脉石的分离,但添加Na_2SO_4会降低产物的碳化铁含量,而V_2O_5的添加则可同时促进碳化铁的生成以及提高产物的脱磷率,是一种较好的添加剂。