耐铅链霉菌诱导碳酸钙沉淀对水中Pb2+的去除研究

微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)可将水中游离的Pb_²⁺转化为稳定的沉淀物。本文筛选出一株耐Pb_²⁺的脲酶阳性SHT17菌株,16S rRNA 鉴定为Streptomyces mutabilis(登录号为OL677072)。探究该链霉菌诱导碳酸钙沉淀对水中Pb_²⁺的去除能力。通过电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)对水中Pb_²⁺浓度进行检测,利用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线能谱(EDS)、X-射线衍射(XRD)和傅里叶红外光谱(FTIR)对菌株诱导的沉淀物进行分析。结果表明,链霉菌能有效地去除水中Pb_²⁺。当Pb_²⁺浓度为200 mg/L时,水中Pb_²⁺去除率达到99.66%,并且去除的Pb_²⁺以碳酸盐的形式被固定在链霉菌诱导生成的沉淀物中。此外,随着初始Pb_²⁺浓度升高,该菌对Pb_²⁺去除率均在65%以上,且大致呈下降趋势。不同钙源影响着链霉菌诱导形成的沉淀物的形貌。     

Zn2+-Mg2+-H2O系中和沉锌热力学分析及应用

湿法炼锌废电解液在冷冻结晶除镁时会生成大量ZnSO₄?7H₂O和MgSO₄?7H₂O组成的结晶产物,采用中和水解法实现结晶产物中锌、镁的分离回收。根据配位化学热力学平衡原理,绘制了298K时Zn^₂₊-Mg^₂₊-H₂O系热力学平衡图。结果表明：在pH为6.0~12.0范围内,锌离子优先沉淀析出;pH=8.0时,Zn(OH)_2(s)的条件溶度积pKs=15.6,溶液中[Zn]_T≤1.0×10^_-5mol/L。实验数据表明,在温度60℃、pH为7.0、反应时间80min的最优条件下,锌沉淀率达到100%,镁不沉淀;硫酸镁溶液经蒸发结晶得到MgSO₄?6H₂O,沉锌产物经稀硫酸浸出获得硫酸锌溶液和石膏产品。     

NaCl-KCl-SmCl3熔盐体系中Sm3+在W电极上的电化学行为

钐(Sm)性能优越,使其在核电中有一定的应用,而使用熔盐电解方法制备钐合金具有实际意义。在温度750℃,使用三电极,以NaCl-KCl作为电解质,SmCl₃作为材料,运用循环伏安法,方波伏安法和计时电流法研究Sm^₃₊在NaCl-KCl-SmCl₃体系中的电化学行为。结果表明：Sm^₃₊在W电极上的电化学还原是得到1个电子的过程,其电子转移表达式为：Sm^₃₊+e^_-=Sm^₂₊,反应是准可逆反应,且没有发现其他电子转移行为;Sm^₃₊在W电极上的电化学还原是以扩散为控制步骤,且Sm^₃₊在NaCl-KCl-SmCl₃熔盐体系中的扩散系数为4.045×10^_-5cm^₂/s。     

无造孔剂模压烧结制备多孔Cu60Zn40合金的工艺及组织调控

金属多孔材料在制备过程中通常需要掺杂造孔剂以调控孔隙结构,但去除造孔剂需要较长时间,且残留造孔剂会对母材造成污染或腐蚀。以水雾化Cu₆₀Zn₄₀合金粉末为原材料,在未掺杂造孔剂条件下,采用单轴限位模压和烧结工艺制备了多孔Cu₆₀Zn₄₀合金,深入研究了高度压缩比和烧结时间对其孔隙结构的影响。研究结果表明,在未掺杂造孔剂的情况下,粉末冶金制备的多孔Cu₆₀Zn₄₀合金的孔隙结构主要受压制条件和烧结工艺控制。随着压坯高度压缩比从1.6增加至2.0,多孔Cu₆₀Zn₄₀合金的孔隙率降低了48.15%,同时最大孔径、平均孔径和最小孔径分别减小了45.51%、46.72%和66.43%。尽管孔隙形貌未发生明显变化,但该调控方式有效改变了合金的孔隙尺寸。随着烧结时间延长,多孔Cu₆₀Zn₄₀合金的孔隙形状明显趋于球形化,而孔隙率和孔隙尺寸变化幅度较小。因此,采用模压烧结法制备的多孔Cu₆₀Zn₄₀合金,可通过调整高度压缩比灵活调控开孔隙率和孔隙尺寸,可通过调控烧结时间优化孔隙形貌。此外,在多孔Cu₆₀Zn₄₀合金的烧结过程中,锌的挥发量与高度压缩比成反比,与烧结时间成正比。本研究为无掺杂造孔剂调控金属多孔材料孔隙结构提供了可靠的理论和技术支持,对粉末冶金制备金属多孔材料具有重要理论和实际意义。     

用浮选捕收剂处理电解铜废水的试验研究

电解铜废水主要含有Cu₂ 、Pb₂ 、Zn₂ 、Cd₂ 、Ni₂ 等离子,对人类健康和环境危害很大。因此,对电解铜废水进行处理方法的研究十分必要。本文研究用浮选捕集剂乙基黄药处理电解铜废水。研究结果表明：在调节该废水pH = 6.6的条件下,乙基黄药(10%)投加量20.0 mL/L,快搅时间1.5 min,慢搅时间10 min时Cu₂ 、Pb₂ 、Zn₂ 、Cd₂ 、Ni₂ 的去除率均可达到95%,处理后废水中重金属残留浓度均达到了国家污水综合排放标准(GB8978-2002)的允许排放浓度或一级标准。对重金属螯合物进行的稳定性研究指出,在pH = 9时,乙基黄药的重金属螯合物中Cu₂ 、Pb₂ 、Zn₂ 的泄漏量均为0 mg/g,Cd₂ 的泄漏量为0.8?10_-3 mg/g,Ni₂ 的泄漏量为14.2?10_-3 mg/g,处理后的污泥稳定性好,对环境无二次污染。浮选捕收剂乙基黄药具有pH应用范围广、操作简单、处理成本低、效果稳定等优点,在重金属废水治理中具有良好的应用前景。     

CaLu2Al4SiO12:Eu3+荧光粉的制备和发光性能研究

现代农业如植物工厂的快速发展对植物照明的需求不断扩大,发光强度高、热稳定性良好的深红色荧光粉是LED人工植物照明光源的关键材料。为研究Eu³⁺在CaLu_2-xAl₄SiO₁₂基质中的发光性能,采用高温固相法合成了新型CaLu_2-xAl₄SiO₁₂:xEu³⁺（x=0.1、0.3、0.5、0.7、0.9、1.1）荧光粉,通过多种表征测试技术,系统地研究了荧光粉的晶体结构、微观形貌、荧光性质及热稳定性能,并初步探究了CaLu_2-xAl₄SiO₁₂:xEu³⁺在植物照明领域应用的可能性。通过XRD、Rietveld结构精修、EDS能谱和元素分布分析发现, Eu³⁺成功进入了CaLu₂Al₄SiO₁₂基质中。荧光光谱测试结果表明：在711 nm光的监测下,样品在280—500 nm范围出现了Eu³⁺的特征f-f跃迁吸收峰;在394 nm光的激发下,样品在550—750 nm范围出现了Eu³⁺的⁵D₀-⁷F_J （J=0、1、2、3、4）跃迁发射,其最强发射峰位于711 nm（⁵D₀-⁷F₄）处,Eu³⁺的最佳掺杂量x=0.5;Eu³⁺的荧光寿命衰减曲线和荧光发射光谱,证明了Eu³⁺在CaLu₂Al₄SiO₁₂基质中只占据一个晶体学格位;CaLu_1.5Al₄SiO₁₂:0.5Eu³⁺荧光粉在423 K下的发射峰积分强度为室温下的91.75%,表明了该荧光粉具有良好的热稳定性;CaLu_2-xAl₄SiO₁₂:xEu³⁺的深红色强发射峰位于711 nm处,与植物的光敏色素（P_FR）吸收波段相吻合,表明CaLu_2-xAl₄SiO₁₂:xEu³⁺是一种潜在的可用于LED植物照明的荧光粉。     

Cr3+掺杂CaLu2Al4SiO12宽带近红外荧光材料发光性能与器件研究

近红外光谱技术在食品质量检测与分析、夜视、生物组织成像、植物生长调控等领域有重要的应用价值,宽带近红外光源在这些应用中起着重要的作用,而通过荧光材料转换实现宽带近红外LED光源有着不可比拟的优势。采用高温固相法制备了CaLu_2-xAl₄SiO₁₂:xCr³⁺（x=1%—13%）荧光粉。研究结果表明,CaLu_2-x Al₄SiO₁₂:xCr³⁺荧光粉在423 nm的蓝光激发下,光谱覆盖了650—1000 nm范围,荧光粉的发射峰值位于752 nm,半高宽有167 nm。当Cr³⁺离子掺杂浓度为5%时,量子效率达到了60.9%。同时,CaLu_2-xAl₄SiO₁₂:xCr³⁺具有良好的热稳定性,在373 K时的发光强度为室温下的60.6%。此外,将CaLu₂Al₄SiO₁₂:Cr³⁺荧光粉与蓝光LED芯片结合,制备成近红外LED器件,在450 mA电流的驱动下,近红外输出功率可以达到22.69 mW。因此,CaLu_2-xAl₄SiO₁₂:xCr³⁺荧光粉在近红外光谱的应用中具有广阔的前景。     

Er3+/Tm3+共掺碲酸盐玻璃1.8 μm波段光谱特性研究

为分析Er³⁺/Tm³⁺共掺碲酸盐玻璃的发光性能,得到1.8 μm处的高强度发光。采用熔融退火法,制备了Tm₂O₃掺杂浓度（摩尔百分数）为0.25%、0.5%、1%、1.5%和2%的75TeO₂-20ZnO-5La₂O₃-0.5Er₂O₃碲酸盐玻璃。对碲酸盐玻璃进行吸收光谱的测定,同时研究其在1.8 μm波段的光谱特性。吸收光谱测试结果表明：碲酸盐玻璃在800 nm附近的吸收峰为Er³⁺的⁴I_15/2→⁴I_9/2跃迁和Tm³⁺的³H₆→³H₄跃迁的叠加,说明两种稀土离子都得到了很好的溶解混合;发射光谱在1200—2200 nm范围内,在1.53和1.8 μm处出现了发射峰,且1.53 μm处的发光远弱于1.8 μm处的;1.8 μm处的发射峰是Tm³⁺离子在³F₄→³H₆跃迁产生的,由峰值波长分别为1740和1857 nm的分解谱线组成,此时该玻璃发生了荧光俘获效应,随着Tm₂O₃掺杂浓度的增加,1740 nm处分解谱线的相对强度逐渐降低,而1857 nm处分解谱线相对强度逐渐增大。该玻璃同时具有较大的受激吸收截面以及发射截面,有望成为一种新型的2 μm波段的激光玻璃材料。     

煤泥水中Ca2+在黏土矿物表面的作用

为了深刻认识煤泥水中Ca²⁺同黏土矿物颗粒之间的相互作用,笔者用Ca²⁺溶液在不同pH值条件下分别同高岭土和蒙脱土作用,测定黏土作用前后的X－射线衍射、红外光谱和X－射线光电子能谱.实验证实了在pH=5.0溶液中Ca²⁺在黏土表面以静电形式吸附;在pH=11.0溶液中Ca²⁺以Ca(OH)2沉淀和静电形式吸附;此外,在pH=8.0以上的溶液中还可能存在一羟基络合吸附形式.提出了Ca²⁺沉淀吸附和一羟基络合吸附的吸附过程模式;黏土颗粒表面的Ca(OH)₂沉淀使颗粒间形成的非选择性“静电桥”是影响沉降和浮选效果的原因之一.     

Zn取代对尖晶石Li2MnTi3O8负极材料微观结构及电化学性能的影响

采用溶胶-凝胶结合固相烧结的方法制备了具有复杂尖晶石结构(空间群为P4332)的Li₂Mn_1-xZn_xTi₃O₈(x=0,0.1,0.5)负极材料。研究了Zn部分取代Mn对Li₂MnTi₃O₈材料微观结构及电化学性能的影响。结果显示,Zn取代之后,Li₂MnTi₃O₈材料的晶胞体积以及晶粒尺寸有明显的降低,然而颗粒大小却没有显著的变化。电化学测试结果表明,Zn取代对改善Li₂MnTi₃O₈材料电化学性能非常有利,在0.1C倍率条件下进行充放电, 50次充放电循环之后,Zn取代之后的材料放电容量为269mAh/g(Li₂Mn_0.9Zn_0.1Ti₃O₈),298mAh/g(Li₂Mn_0.5Zn_0.5Ti₃O₈),且都在第一次循环之后表现出优异的循环稳定性。在1C倍率条件下充放电36次,材料的放电容量得到了显著提高,并且在一定程度上提高了材料的循环稳定性。     

基于顶板剪切梁理论的顶板破坏及断裂力学特性分析*

顶板破坏及断裂事故占矿井灾害事故的百分之七十以上。由于顶板破坏及断裂发生的主要诱因是剪切力,因此本文基于顶板剪切梁理论,结合平煤某矿FLAC3D煤岩层开采的有限元仿真结果,研究分析了采空区长度a值对煤层内部及顶板应力的影响。通过对比分析可知煤矿顶板出现冲击地压危险的主要因素有两个:一是与采空区长度a值有关,采空区长度a值越大,出现冲击地压的可能性越大,且等效应力的最大值出现在采空区长度的二分之一处;二是与顶板承受的剪切应力值有关,当该值达到顶板剪切强度极限时,顶板与煤层组成的变形系统将失稳,出现冲击地压危险。有限元仿真结果与理论预测结果的一致性说明应用顶板剪切梁理论对顶板产生破坏及断裂的预测是准确的,同时对预测、预防冲击地压中顶板破坏煤矿灾害事故的发生具有重要的指导意义。     

新疆某高硅锌精矿矿石性质及其处理工艺探讨

考察了新疆某高硅锌精矿矿石的主要元素分布、粒度、主要物相等矿石性质,在此基础上探讨了三分之一法(Radina法)、分粒级浸出、快速中和法和常规法等工艺处理该矿石的可行性,为此类高硅锌精矿的开发利用提供依据。结果表明,适合采用常规法处理该类矿石,在矿浆沉降中采用上清液自稀释降低矿浆浓度的方式可加速矿浆沉降,改善矿浆澄清性能。该工艺在处理高硅锌精矿中既能够确保浸出率又能够实现浸出矿浆良好的沉降,同时具有易于操作控制的优势。     

浅谈热红外遥感技术在地热资源调查中的应用

随着勘探和开发利用技术的不断深化,当前地热资源产业体系已经显现雏形,地热资源的应用逐渐广泛化。地热异常区的识别是确定地热资源靶区,进而开展相关工作的重要前提,通过热红外遥感技术可以快速、高效、大尺度地识别地表温度异常区。该方法不仅受地面条件限制小,且信息量大、检测精度高,对探寻更加高效低成本的圈定地表温度异常靶区的定位技术有着重大的指导意义。     

采用重浮联合工艺回收低品位微细粒锡石

研究悬振锥面选矿机对微细粒锡石的选别效果,确定悬振锥面选矿机盘面转动频率、盘面回旋振动频率及给矿量等主要技术参数。采用先重选后浮选的联合工艺,重选精矿浮选采用BY-9作捕收剂,BY-5抑制脉石矿物。给矿品位在0.282%条件下,通过悬振锥面选矿机预先富集,粗精矿再浮可获得含Sn 42.49%、回收率为48.46%的锡精矿。     

Yb~(3+)/Er~(3+)共掺杂纳米YOF体内外发光性能研究

为实现YOF纳米颗粒在体内外的高性能荧光发射及造影,采用共沉淀法设计制备了YOF∶Yb~(3+)/Er~(3+)纳米颗粒,并对其相结构、显微形貌、上转换荧光性质以及体内外荧光成像效果进行了测试。结果表明,该纳米颗粒的尺寸约为50nm,且形貌介于六边形与圆形之间;在980nm激光激发下可发射黄绿光,其上转换荧光光谱红绿比为3.287;在体内外可分别实现良好的上转换荧光发射及梯度荧光成像效果。     

智能矿山技术架构与建设思路

当前,全球矿业发展进入全新历史阶段,也面临着产品价格、生产成本、作业安全、从业人员等诸多挑战,发展智能化、无人化开采技术,建设智能矿山,是我国资源开发尤其是深部资源开采的必然选择。通过概述智能矿山的发展现状,总结了智能矿山的内涵,提出了两种典型智能矿山技术架构,对智能矿山建设的重点内容进行了梳理,并给出了建设思路与保障措施,为智能矿山建设提供了理论基础,对矿山进行智能化建设具有指导意义。     

高强循环磁场对低浓度铜离子溶液电沉积的强化机制

锂电池正极材料湿法回收过程中,因多金属浸出液的低浓度铜离子污染,造成有价金属回收工艺复杂以及二次废渣污染的共性问题。针对低浓度铜离子电沉积过程反应与传递受限造成的电沉积效率低问题,采用傅里叶显微红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱(Raman)和紫外可见光谱(UV-VIS)等微结构检测方法研究了高强循环磁场对低浓度铜离子溶液电沉积的强化机制。结果表明,循环磁场可通过对水团簇与水合粒子结构形态的调控,提高扩散层离子传递速率与电沉积效率;在3h预磁化时间内,电解液磁感应强度由0增加到3T,DDAA(双质子双受体)型氢键结构破坏能力提高,0.01mol/L CuSO_4溶液与水黏度比(η/η0)由1.019 7降低到0.961 4,电沉积效率提升12.9%;在3T高磁感应强度下,预磁化时间由0到24h,0.01mol/L CuSO_4溶液与水黏度比(η/η0)由1.019 7降低到0.948 6,电沉积效率提升17.6%。电解质通过磁场磁化后,溶液中水分子与离子由于产生不同的感生磁场,溶液氢键数量减低,水合团簇减小,水合粒子半径降低,所以强化了扩散层传质过程,提高电沉积效率。     

硼硅比对飞灰玻璃化过程Cr固化赋存形态的影响

以垃圾焚烧厂产生的焚烧飞灰、钢渣、铬渣为主要原料,采用熔融玻璃化方法制备出CaO-SiO_2-Fe_2O_3体系低熔点玻璃固化体。采用X射线荧光光谱(XRF)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)等分析测试手段研究了硼硅比对垃圾焚烧飞灰玻璃化的影响,考察了不同硼硅比时固化过程Cr赋存形态的变化规律以及Cr的固化稳定性。结果表明,硼与飞灰中高钙形成硼酸钙低熔点矿物相可使飞灰的熔化温度从1 300～1 600℃显著降到950℃;增大硼硅比可抑制铬钾矿的形成,最终形成玻璃体包裹负载Cr的尖晶石相;采用HJ/T 299—2007 《固体废物浸出毒性浸出法—硫酸—硝酸法》评价玻璃固化体的固化稳定性,Cr离子的浸出浓度为0.47mg/L,远低于国标限值。采用飞灰熔融法制备的低熔点玻璃固化体可以将重金属元素Cr稳定固化。     

基于地震与钻孔数据的重点图幅科普产品制作思考

科技创新和科学普及是实现创新发展的两翼,地学科普能够将地球科学知识以科普的形式传播给社会公众。本次研究通过利用地震资料综合解释技术与地质钻孔数据结合的方法,采用“互联网+”模式对重点图幅科普产品的制作进行了思考。本文主要编写了产品开发的目标任务、总体架构、主要风格等,并以浙江省图幅科普模块进行了深入分析,为下一步重点图幅科普产品的开发提供了思路。