方解石去除水体中高浓度磷酸盐的反应动力学

通过X线衍射分析(XRD)、红外光谱分析(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)等检测手段考察方解石除磷的主要产物及其微观形貌,研究除磷过程中主要控制步骤的反应动力学,建立主要控制步骤的最概然动力学模型。研究结果表明:方解石除磷包括生成CaHPO4.2H2O(即DCPD)沉淀与DCPD转化为非晶态磷酸三钙Ca3(PO4)2.xH2O(即ACP)沉淀2个主要步骤,其中,DCPD→ACP转化过程是达到磷酸盐高去除率的主要控制步骤,而阳离子的内扩散是影响反应速率的主要因素;平板内扩散模型较好地反映了该过程的动力学过程;DCPD的转化率X与时间t的函数关系可描述为(1-X)2=-kt,表观活化能约为12.84 kJ/mol;DCPD在反应过程中总体维持板状形貌,在微观尺度上为平板内扩散的动力学模型提供了有力的证据。     

去白云化作用机理的实验模拟探讨

通过实验模拟,讨论了自然界中广泛存在的去白云化作用机理。在近地表的酸性条件下,尽管有溶解CaSO_4的参与,方解石的溶解速率仍大大超过白云石,因而认为人们长期用来解释去白云化作用的假想化学反应很难从动力学的角度进行合理的解释。在溶解CaSO_4的参与下,白云石中Ca~(2+)的释放受到抑制,Mg~(2+)的释放速率加快,先转变成一种富Ca~(2+)的白云石,最后转变成方解石。该过程可能部分类似于从原白云石到有序白云石过程的逆过程。     

淮南地区太原组碳酸盐岩的矿物组成和X射线研究

本文主要利用Χ射线衍射方法,结合化学分析资料,对淮南地区太原组碳酸盐岩的矿物组成及其特征进行了研究,以期为该区煤系地层对比及环境分析提供一点岩石学和矿物学方面的依据。     

聚合物阻垢机理的分子动力学模拟研究

为了研究聚羧酸类阻垢剂分子的阻垢性能,采用分子动力学方法模拟了方解石（110）晶面加入聚丙基-丙烯酸甲酯（PPA）分子后晶面与CO3^2-和Ca^2＋的相互作用。计算结果表明,加入PPA后方解石晶面对游离态CO3^2-和Ca^2＋离子结合能明显小于加入PPA前,说明PPA分子阻止了CO3^2-和Ca^2＋在方解石晶面的吸附。同时,对两种体系下CO3^2-离子的动力学行为的分析结果也证明了PPA的阻垢能力。相互作用后PPA分子发生了一定的形变,并且其中部链基变化比两端大,说明中部链基的阻垢能力比较强。     

聚N-乙烯基己内酰胺-b-聚己内酯嵌段共聚物胶束对碳酸钙晶体的生长影响

以CaCl2和Na2CO3为原料,研究了在聚N-乙烯基己内酰胺-b-聚己内酯嵌段共聚物(PNVCL-bPCL)胶束溶液中CaCO3的结晶生长行为,并探讨了共聚物分子量和胶束浓度对CaCO3晶体生长的影响.利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X-射线粉末衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对CaCO3晶型及形貌进行了表征.结果表明,PNVCL-b-PCL共聚物中疏水性PCL链段的分子量和胶束浓度影响CaCO3的结晶过程,随着PCL链段和胶束浓度的增大,形成球霰石型CaCO3.     

鄂尔多斯盆地西南部长8砂岩致密时间再认识

鄂尔多斯盆地延长组砂岩的致密时间目前尚无定论，这是由于对方解石胶结物的成因认识不一致造成的。通过铸体薄片和带有能谱仪的扫描电镜技术，对鄂尔多斯盆地西南部长₈砂岩中方解石胶结物的成因进行了研究。认为早成岩A期的泥岩压释水为方解石胶结提供物质来源，形成了浸染状均匀分布的I型方解石胶结物和斑块状或星点状散布的Ⅱ⁰型方解石胶结物； I型方解石胶结的砂岩，流体难以进入而失去水岩反应能力，Ⅱ⁰型方解石胶结物在中成岩A期经溶解沉淀反应转化为Ⅱ型方解石胶结物；碳氧同位素和流体包裹体资料不能作为研究方解石胶结物成因的主要依据，这些资料的解释必须服从于岩石显微结构特征。鉴于此，鄂尔多斯盆地西南部长₈砂岩致密时间为早成岩A期，其与成藏时期的配置关系为先致密后成藏。     

乙酸溶蚀方解石影响因素探究及特征分析

碳酸盐岩储层是全球油气主要储集体,对油气储层的开发有十分重要的意义。通过对典型碳酸盐在不同条件下的溶蚀实验,厘清其溶蚀控制因素以及热力学与动力学关系,进而探讨其发育机理。为此,以高纯度方解石为研究对象,在不同温度、矿化度、离子类型以及p H条件下进行方解石溶蚀模拟实验,通过原子吸收光谱仪(AAS)、X射线荧光光谱仪(XRF)、X射线衍射仪(XRD)以及扫描电镜(SEM)等分析手段,并结合热力学计算,探究了不同地层条件下方解石溶蚀曲线变化规律、热力学与动力学之间关系以及溶蚀形貌特征。结果表明:(1)方解石的溶蚀量以及Ca~(2+)释放规律均随温度、矿化度、离子类型以及p H呈现规律性的变化;(2)中深埋层(100~130℃)、适中矿化度(29.25 g/L)、较小p H的地层条件更有利于方解石矿物的溶解,促进优质方解石矿物储层的形成;(3)相对封闭的地层环境下,乙酸溶蚀方解石的溶蚀速率r与反应ΔG关系式为r=2.047×10~(-8)[1+e~*+(0.748(ΔG+18.61))]-4.11×10~(13);(4)方解石溶蚀反应优先发生在具有高自由能表面和活性位点的表面断裂、凸凹点及边缘处,并且由溶孔到溶蚀坑,再到溶蚀带,随后形成溶蚀晶锥,最后裸露出新的晶面的过程进行。     

诱导HAP结晶回收污水中磷主要影响因素分析

为了从污水中回收磷,采用以方解石为晶种在流态化结晶反应柱中诱导羟基磷酸钙(HAP)结晶的方法,考察了反应时间、反应温度、晶种投加量、pH值、Ca/P摩尔比、曝气量对诱导HAP结晶效果的影响.试验结果表明:该诱导结晶反应属于准一级反应,反应的活化能为5.96kJ/mol;pH值对HAP诱导结晶反应影响较大,当pH>8.5时可获得较好的磷回收率.最佳工艺参数为:当进水中磷浓度为20 mg/L、pH为9、反应时间为100 min、Ca/P摩尔比2.5、晶种投加量为60 g/L、反应温度为室温(20±1)℃、曝气量为270 L/h时,诱导结晶反应柱内磷回收率可达92.5%.以上结果表明,以投加晶种诱导HAP结晶的方式回收污水中的磷是可行的,与反硝化同步脱氮除磷工艺耦合将有助于提高污水处理效果和资源回收再利用.     

PAM微球表面方解石晶体的制备与表征

将聚丙烯酰胺(PAM)微凝胶在CaCl2和Na2CO3溶液中交替浸渍,其表面发生碳酸钙沉积反应,研究不同实验条件对所形成碳酸钙晶体(方解石)形貌的影响.利用SEM、FFIR、EDX、TAG等分析手段对制备的PAM-CaCO3复合微球进行表征.结果表明,在PAM微凝胶表面形成了由菱形层状簇集的方解石形貌;随着浸渍的溶液浓度增大,反应速度加快,层数增加,堆积成串状;但浸渍交替时间的延长和PAM微凝胶量的加大,均会使所形成的方解石颗粒变大,簇集层数减少.     

京山地区方解石脉包裹体、同位素特征及古流体指示意义

通过流体包裹体,碳、氧、锶同位素资料分析及盆地模拟,对中扬子北缘京山地区古流体活动期次和流体来源进行研究。结果表明:包裹体均一温度指示京山地区存在4～5幕流体活动,确定地层裂缝中大规模流体活动时间为距今150～60 Ma;方解石脉体中捕获地层水盐度为12%～18%,具高盐度特征;奥陶系和三叠系灰岩围岩与方解石脉体的碳同位素δ13C值相当,方解石脉体沉淀时地层水的氧同位素δ18OSMOW值(5‰～12.5‰)高于海水,成岩流体为源于同层深部地层水;二叠系方解石脉体的δ13C、δ18O值较围岩偏负,锶同位素Sr87/Sr86值(0.707292～0.707735)与同期海水相当,成岩流体源于受有机质影响的本层地层水;中扬子北缘在距今150～60 Ma的构造挤压抬升作用中伴随的流体活动以同层内流动为主,穿层流动和地表水下渗影响微弱,古油气保存条件未遭受严重破坏。