高岭土/壳聚糖载药微球的制备及性能研究

采用乳化交联法制备高岭土/壳聚糖复合微球,并用形状系数评价复合微球的制备效果。正交试验设计及单因素试验结果表明,当壳聚糖、高岭土质量比为1∶3,交联反应p H值为8,交联时间为2.5 h,交联温度为70℃,交联剂用量为2.5%时,复合微球形状系数最佳。以布洛芬为模型药物,探讨投药量对载药微球的包封率及载药率影响,对载药微球进行药物负载及释放性能测试,结果表明,投药量为0.1 g时,载药微球包封率为79.83%,载药率为23.95%,释药行为符合Higuchi机制,释药性能良好。     

改性膨润土负载纳米TiO2光催化剂制备及催化性能研究

以钛酸丁酯（TNB）为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了负载纳米TiO2光催化剂,采用膨润土酸活化制备的改性膨润土作为催化剂载体,并用XRD对其结构进行了表征;探讨了负载纳米TiO2光催化剂的最佳制备条件,同时通过负载纳米TiO2光催化剂对模拟工业废水中苯酚的光降解反应考察其催化活性。实验表明：该负载纳米TiO2光催化剂的最佳制备条件是：负载纳米TiO2光催化剂载体与TNB的比为1.2∶1（g/ml）,TNB、无水乙醇、硝酸、水的体积比为1∶5∶4∶5,pH值为3左右,搅拌3h。而且该负载纳米TiO2光催化剂对模拟工业废水中的苯酚具有良好的降解率,可望用于实际生产工艺中。     

黄药类捕收剂与载金黄铁矿的作用机理研究

研究了黄药类捕收剂在载金黄铁矿表面上的吸附机理。浮选试验结果表明, 乙黄药、丁黄药和Y-89用量为20～40 mg/L时, 载金黄铁矿上浮率能达到80%~90%; 矿浆pH值对载金黄铁矿可浮性影响较大, 在pH=4～8条件下, 载金黄铁矿可浮性较好, pH>8后, 可浮性下降; 黄药类(乙黄药、丁黄药、Y-89)捕收剂对亚铁离子具有较好的选择性, 对金离子选择性较小。吸附量试验结果表明, 捕收剂在载金黄铁矿表面吸附量随着药剂浓度增大基本呈线性增加, 且随着pH值增加逐渐降低, 在酸性条件下, 吸附量较大, 当pH>8后, 吸附量快速降低。载金黄铁矿与黄药类捕收剂作用前后的红外光谱表明, 捕收剂在载金黄铁矿表面产生了吸附。     

后处理对爆轰纳米金刚石表面官能团的影响

分别在高锰酸钾与浓硫酸的混合溶液、空气、氢气、真空以及氩气中对爆轰纳米金刚石进行后处理,研究了后处理方法对其表面官能团的影响。采用X射线衍射仪、高分辨透射电子显微镜、傅立叶变换红外光谱仪和差示扫描量热仪对后处理前后纳米金刚石的微观结构、性能和表面状态进行了研究。结果表明:纳米金刚石颗粒形状为球形或椭球形,平均粒径约为5 nm,在空气中的起始氧化温度约为550 ℃,在氢气、真空和氩气中的石墨化温度分别约为284 ℃、1 146 ℃和1 184 ℃。纳米金刚石在后处理前表面含有大量的官能团,如-OH、-CH₃、-CH₂、CO₂、-C==O、-COOH和-C-O-C等。在氢气中对纳米金刚石进行处理,可使部分官能团从表面解吸而由氢取代,悬键与氢结合可有效防止二次吸附,是去除爆轰纳米金刚石表面官能团的低成本、高效方法。     

1,3-丙二胺改性纳米金刚石表面及其表征

由于纳米金刚石相对表面积较大,这使其处在不稳定状态,常常以团聚的形式存在,导致其优良性能无法充分发挥。纳米金刚石颗粒表面改性是改善纳米金刚石颗粒与各种基质的相容性的常见且有效的方式。本文主要研究了对纳米金刚石进行石墨化处理、酸化处理、酰氯化处理后,在其表面嫁接1,3-丙二胺,并对其进行表征,期望改性后的纳米金刚石能够在溶液中形成长期稳定的分散。     

纳米金刚石团聚体在白油介质中的解聚与分散

采用机械化学方法, 对爆轰法合成的纳米金刚石团聚体进行表面改性, 实现了纳米金刚石在白油体系中的解团聚和稳定分散。采用红外光谱等分析, 对几种聚合物分散剂在纳米金刚石表面的吸附机理进行了研究。利用适当用量的聚合物分散剂进行机械化学改性, 可以得到良好分散的体系。在白油体系中, 分散剂吸附产生的空间位阻作用是纳米金刚石分散稳定的主要机制。     

石墨烯-TiO2复合材料可见光催化降解乙黄药

以石墨烯-TiO2复合材料为光催化剂，可见光条件下催化氧化降解硫化矿选矿模拟废水中残余乙黄 药，分析了不同种类光催化材料、溶液 pH 值、光催化时间、乙黄药初始浓度等因素对催化氧化降解效果的影响，并 对光催化材料可重复利用性进行了评价。结果表明：在乙黄药初始浓度为 20 mg/L、初始 pH=6.8、复合材料用量为 0.3 g/L、反应时间为 120 min，氙灯模拟可见光的试验条件下，模拟废水中乙黄药降解率可达到 94.54%，制备的高性 能复合材料重复利用 4 次仍有较好的光催化活性。紫外光谱仪在 200～400 nm 波长范围内扫描对光催化氧化过程 进行了表征，结果表明：乙黄药光催化氧化降解过程中有过黄药产生，然后过黄药在光催化剂作用下将继续氧化成 其他物质。     

纳米四氧化三铁（FMNPs）活化过硫酸盐氧化降解橙黄G的研究

采用共沉淀法制备了纳米四氧化三铁催化剂（FMNPs）,对其进行了FTIR及XRD表征。以偶氮染料橙黄G（OG）为目标污染物,FMNPs为催化剂,研究了FMNPs用量、过硫酸盐（PS）与OG摩尔浓度比、初始pH值、反应温度等因素对FMNPs活化PS氧化降解OG的影响机理。研究结果表明:最适的反应体系催化剂浓度为0.30 g/L;最适的反应体系PS/OG摩尔比为10∶1;FMNPs活化PS体系适合的初始pH值范围非常宽泛,pH值3~9时,都可以有效氧化去除OG。     

爆轰产物法合成纳米金刚石研究现状

介绍了爆轰法合成纳米金刚石在理论、制备及合成技术研究的现状，指出了影响纳米金刚石生产成本及制约其工业应用的关键在于爆轰产物的纯化和分散。强调改变工艺条件和对金刚石表面改性可得到不同需要的纳米金刚石产品。     

微波活化过硫酸盐降解典型选矿药剂丁基黄药的研究

为解决传统选矿废水中有机选矿药剂污染的问题,采用微波活化过硫酸盐技术氧化降解丁基黄药,分别考察了微波功率、过硫酸钾浓度、丁基黄药浓度及pH等因素对丁基黄药降解效果影响。结果表明,在微波活化过硫酸盐体系中,提高微波辐射时间和功率,以及增加过硫酸盐用量可以提高丁基黄药的降解率；丁基黄药在酸性条件下比在碱性条件下降解效果好。废水中存在的主要阴离子HCO3-,Cl-和SiO32-对丁基黄药的降解影响较小,但腐殖酸的存在对丁基黄药的降解具有一定的抑制作用。反应90 min后,微波活化过硫酸盐体系中TOC的去除率可以达到47.74%。通过自由基捕获实验证明微波活化过硫酸盐体系中参与降解丁基黄药的主要活性自由基是·SO4-。     

含铜氰化液脱铜试验研究

本文针对含铜氰化液进行了氧化沉淀脱铜试验研究,主要开展了氧化脱铜氧化试剂用量、脱铜和沉淀pH、氧化和沉淀时间条件试验,试验结果表明：氰化贵液在氧化试剂0.25kg/m3氧化2小时,调节氧化后液溶液pH=10.50沉淀1小时,氧化沉淀后液溶液铜氰比小于1,活性炭吸附后,载金炭金品位达到3.5kg/t,铜品位仅1-2kg/t。     

高岭土制备镍钴负载复合光催化剂及其对废水中亚甲基蓝的光降解

本实验以煤系高岭土为主要原料制备超细分子筛,并负载过渡金属镍和钴,最终制成镍钴负载超细复合分子筛光催化剂,用于降解工业废水中的亚甲基蓝。实验中探讨了镍钴负载复合分子筛在不同的pH值、H2O2用量、光源等条件下对亚甲基蓝降解的影响。结果表明,在pH值为9的条件下,用光源为20 W紫外线消毒灯照射2h,亚甲基蓝溶液的吸光度明显下降,亚甲基蓝的降解率达到97%以上。     

孔底间隔介质对岩体损伤规律研究

为研究孔底不同间隔介质装药条件下,爆炸荷载不同,对岩体损伤、炸药与岩体之间的能量传递影响。利用数值模拟软件ANSYS/Autodyn,基于JH-2本构,建立小比例单孔爆破模型,获取孔底不同间隔介质装药条件下,不同强度爆炸荷载作用下对岩体损伤的影响规律;计算现场混装炸药JWL状态方程,引入台阶爆破模型,获取减少药量,添加孔底间隔介质,对岩石细观损伤、应力变化、能量传递影响规律;借助图像处理手段,对不同装药条件下岩石损伤与破碎块度进行量化处理,对能量传递效果作出评价。研究结果表明：（1）炸药与岩石合理匹配会提高能量传递效率,爆热越高的炸药,释放能量越多,传递到岩石能量也越高。（2）孔底间隔装药条件下,炸药与岩体匹良好,间隔介质为水介质可提高损伤5%,匹配度较差时,水介质可提高损伤12%。（3）当减少药量,改变装药结构,合理添加孔底间隔介质,会达到与连续装药条件下相近损伤效果。研究可为工程设计中连续装药与孔底间隔装药条件下炸药选型提供参考。     

絮凝—电催化氧化联合工艺处理某高浓度有机废水

采用絮凝和电催化氧化联合工艺处理某高浓度有机废水,探索絮凝—电催化氧化法的最适条件,提出絮凝—电催化氧化的合理流程,并获得较好指标。控制适宜pH值,首先采用硫酸亚铁和氯化钙絮凝处理废水,再将上清液添加至电解槽中电解,调整pH值为7,电极板间距为10 mm,电流密度为1A/m2,臭氧流量为1L/min,氧化处理2h。最终该高浓度有机废水中有机物去除率可达90%。     

含氰废水臭氧氧化处理试验研究

采用臭氧氧化法对某金矿氰化渣产生的含氰废水进行了试验研究。主要考察了在一定臭氧浓度条件下,氧化反应时间、反应pH、催化剂等因素对氰化物去除效果的影响,并确定了最佳反应条件。试验结果表明,采用臭氧对该含氰废水进行氧化处理,在pH=7.0、不添加催化剂,反应时间为75 min时,废水中游离CN~-最大去除率达96.3%,总CN~-最大去除率达92.3%。     

射流曝气耦合臭氧-过氧化氢协同氧化强化处理选矿废水试验研究

针对臭氧氧化工艺处理选矿废水在高污染污负荷条件下氧化性能不足及曝气设备易于结垢堵塞的问题,采用射流曝气耦合臭氧/过氧化氢协同氧化工艺处理选矿废水,考察了澄清预处理、水力停留时间、臭氧和过氧化氢投加量等工艺条件对处理效果的影响,并分析了不同污染物负荷条件下耦合工艺药剂投加量及直接运行成本。结果表明,射流曝气耦合臭氧/过氧化氢协同氧化工艺处理选矿废水效果良好,抗冲击能力强,原水需经沉淀预处理再氧化,可根据原水水质变化灵活调整氧化药剂的投加量,将废水处理至不影响回用程度的工艺条件为:臭氧投加量110~240 g/m3、过氧化氢投加量为2~4 L/ m3,水力停留时间约30 min。不同污染物负荷条件下处理成本为3.0-8.8元/吨水,该工艺是一个有前景的选矿废水处理研究和工程应用方向。     

岩石结构面的浸水剪切蠕变特性及本构模型研究

针对浸水与自然状态下砂岩硬性结构面开展了分级加载剪切蠕变试验,试验通过单轴压缩形式实现结构面法向应力与切向应力的等比例加载。试验结果表明:在岩石结构面发生加速蠕变之前,分级加载的瞬时变形存在着随加载应力逐渐减小的趋势。基于 Norton-Bailey 模型与 Kachanov 损伤模型提出了一个新的考虑结构面粗糙度、浸水条件、剪应力与压应力之比等因素的改进 Norton-Bailey 蠕变剪切模型。 根据砂岩结构面剪切蠕变试验数据,分别拟合了浸水与自然状态下砂岩结构面蠕变剪切模型的参数。分析结果表明:所建立的改进 Norton-Bailey 蠕变剪切模型对于结构面的剪切蠕变结果具有较好的拟合效果,并可以反映结构面浸水弱化作用的影响。     

International Trials of Vertical Flow Reactors for Coal Mine Water Treatment

Vertical flow reactors (VFRs) were tested at coal mine sites in New Zealand, South Korea, and the USA. The objective was to evaluate the iron removal efficiency and iron removal mechanisms during field trials at low pH and circumneutral pH, and to evaluate the potential use of VFRs as stand-alone systems or in combination with other passive treatment technologies. Total iron and manganese removal efficiencies at circumneutral pH (6–8) often exceeded 90%, with effluent concentrations less than 1 mg/L. This is attributed to both homogeneous and heterogenous Fe(II) oxidation and filtration of the precipitated ferrihydrite. Iron removal efficiencies at moderately acidic conditions (pH 3–4.5) averaged close to 40%, with an average 71.0% removal in one of the trials after iron removal capacity was stabilized. Microbial Fe(II) oxidation and precipitation as schwertmannite together with aggregation of colloidal and nano-particulate Fe(III) are suspected to be the main removal mechanisms. Iron solubility limited removal under very acidic conditions (pH < 3). The reproducibility of the results with respect to previous research confirmed that VFRs can be used as stand-alone passive treatment systems for iron removal from mine waters with a footprint less than half of the area required by a conventional aerobic wetland. A VFR can also provide useful iron pretreatment for other passive treatment systems under circumneutral conditions, but would have to be combined with alkaline generating systems to achieve full iron removal from acidic mine waters.

     

Dissolution of gold during pyrite oxidation reaction

Numerous papers discuss the mechanism of alkaline oxidation of pyrite but there is limited information available describing the actual kinetics of the pyrite sulphide to thiosulphate reaction. A previous investigation in this series determined the rate of sulphide sulphur oxidation and thiosulphate yield in the reaction of pyrite with sodium hydroxide under various testing conditions. The goal of the current study is to validate these rates using two different gold-containing pyrite concentrates. A further objective of the current work is to investigate the simultaneous dissolution of gold with in situ formed thiosulphate during pyrite oxidation.It was found that at 20 psi oxygen overpressure and a temperature of 80 °C, the initial rate of sulphide oxidation and thiosulphate yield were close to 0.08 mol/h and 0.0155 mol/h, respectively. These rates are in agreement with previously published data. However, a shift from linearity occurred when the pH decreased below 12. A rapid decay of thiosulphate was evidenced at pH 8.3–9.2 while E_H was in the range of 22–141 mV. Based on relevant thermodynamic analysis of metastable thiosalts system, such rapid decomposition is not expected at these pH and E_H values. It is believed that the presence of unreacted pyrite acting as a catalyst caused this behaviour. It appears that under mildly alkaline conditions, the rate of oxidation of sulphide to thiosulphate becomes slower than the rate of thiosulphate degradation, which causes a net loss of thiosulphate in the system. The maximum extraction of gold and silver (96% and 75% respectively) was achieved under conditions of pH < 12.     

The use of ion exchange resins for the treatment of cyanidation tailings part 1––process development of selective base metal elution

This work investigates the use of oxidative acid eluents for the elution of base metals from strong base ion exchange resins. Eluents composed of a mixture of H₂O₂ and H₂SO₄ were tested for eluting base metals from resins loaded with mixtures of base and precious metal cyanides. This process removed 100% of Cu and Zn loaded on the resin, without affecting the precious metal loading. It was found that copper could be removed separately from the other base metals. The elution technique was not effective for removing iron from the resin. Cyanide associated with base metals was recovered as NaCN. Some oxidation of cyanide was noticed, subject to the elution conditions.This oxidative acid elution process could be used in commercial operations for the selective elution of base metals from a strong base ion exchange resin bed operating in alternative adsorption/base metal elution cycles. Thus, virtually all metal cyanide species could be recovered from cyanide leached solutions or slurries to give relatively clean tailings without compromising precious metal recovery efficiency. The process also caters for cyanide recovery and recycling.