天然气水合物孔底冷冻取样方法的室内试验研究

本研究提出的天然气水合物孔底冷冻取样方法是利用外部冷源在孔底降低水合物岩心温度,采用主动式降温的方法降低水合物的临界分解压力,达到被动式降压来抑制水合物分解,获得水合物岩心的方法.首先,通过分析天然气水合物温压特性得出了孔底冷冻取样方法的可行性;然后,借助室内冷冻模拟试验确定了干冰为冷冻剂,酒精作为助冷催化剂和载冷剂的冷冻方式;最后,依据冷冻模拟试验得出的干冰法冷冻方式研制了FCS型天然气水合物孔底冷冻取样器样机,并进行了土层钻进冷冻取样试验,取得冷冻黄土岩心.本研究提出天然气水合物孔底冷冻取样思想,为天然气水合物取样器的设计提供了新的思路.     

干冰为冷源的含瓦斯型煤低温冷冻试验

为了探索干冰作为煤层井下低温冷冻取样方法制冷剂的可行性和掌握冷冻取样过程煤的温度变化规律,以型煤为研究对象,使用自主设计的模拟测试装置,分别开展了不同瓦斯压力条件下干冰直接冷冻、干冰加不同量乙醇助冷(干冰-乙醇)冷冻型煤的低温冷冻试验。试验结果表明：干冰可以用作冷冻取样方法的制冷剂,干冰直接冷冻和干冰-乙醇冷冻均对型煤有较好的冷冻效果,干冰-乙醇冷冻在初期降温阶段的冷冻效果略优;甲烷吸附平衡压力越大,煤芯冷冻降温速度越快、煤芯温度达到的最低温度越低,结果在某种程度上说明了煤层原始瓦斯压力越高,采用低温冷冻取样方法效果越好。研究结果可为煤层瓦斯含量测定低温冷冻取芯装置的开发提供参考。     

低温液氮冷冻煤体脆性-延性转化研究

为了探究液氮冷冻对煤体断裂特性的影响及原因,对无烟煤和焦煤煤样进行液氮冷冻处理,通过单轴压缩试验,对比了液氮冷冻与未冷冻煤样的应力-应变曲线;通过超声波试验与核磁共振试验,对比了液氮冷冻前后煤体裂隙体积的变化,探讨了粘结力、摩擦力的变化对煤体断裂力学性质的影响。研究结果表明,与未冷冻煤样相比,液氮冷冻处理后的无烟煤和焦煤由脆性转化为延性,脆性指标分别降低了75.9%和63.5%,并且发现了液氮低温处理导致煤体裂隙体积的增加,是煤体脆性-延性转化的直接原因。分析得出了液氮冷冻煤体粘结力减小与摩擦力的增加,是煤体由脆性转化为延性的本质原因。     

艾丁湖石盐晶间卤水综合利用试验

<正> 前言艾丁湖石盐晶间卤水中,以含氯化钠、硫酸钠为主,次为硫酸镁、硫酸钾。试验首先采用冷冻法从原卤中除硝(Na_2SO_4·10H_2O),冻硝用清水洗涤后可得二级品,Na_2SO_4品位96.88%,回收率70.53%。除硝母液依次采用蒸发法可获得指标为(%):一级食用盐,NaCl 品位98.28,回收率79.25;工业用盐,NaCl 品     

天然气水合物孔底冷冻取样技术

本研究提出的天然气水合物孔底冷冻取样方法是通过外部冷源采用主动式降温的方法在孔底冷冻天然气水合物岩心,从而抑制水合物分解来获得水合物岩心的方法.首先,分析了孔底冷冻取样方法的町行性.然后,借助室内冷冻模拟试验确定了干冰法冷冻方式.最后,研制了FCS型天然气水合物孔底冷冻取样器,通过钻进实验取得冷冻岩心.本研究提出天然气水合物孔底冷冻取样思想,为天然气水合物取样器的设计提供了新的思路.     

天然气水合物孔底冷冻取样器储冷腔的设计与试验研究

孔底冷冻取样是一种有效的钻取天然气水合物岩心的方法,绳索取心式孔底冷冻取样器的制冷能力由可存储冷源干冰和制冷酒精的储冷腔决定。本文就不同内部结构的储冷腔进行了储冷能力和制冷效果的设计与试验研究,计算了储冷腔的保冷层厚度,并设计了分层式、螺旋阶梯式和带孔管式3种储冷腔内部结构;通过对储冷腔保冷能力的试验研究,干冰存储1 h后平均损失率为31.3%,能满足后续制冷酒精的要求;并对不同结构的储冷腔开展试验研究,试验结果表明,带孔管式储冷腔可在短时间内完成对酒精的冷冻,酒精降温幅度达36.3℃,可满足水合物冷冻取样的能量要求。     

冷冻取心测定煤层瓦斯含量的可靠性研究

为了考察冷冻取心技术在煤层瓦斯含量测定中的可靠性及优势,采用试验和理论分析相结合的方法,通过自主研发的含瓦斯煤冷冻取心模拟试验装置开展了系列取样深度(20、30、40、50 m)条件下的冷冻取心过程及常规取心过程的煤样瓦斯解吸试验,得到了常规取心和冷冻取心过程在各个条件下的瓦斯解吸参数(解吸量、解吸速度)随时间的变化数据,并对数据进行了深入分析。研究结果表明:在不同取样深度下,冷冻取心过程中煤心样瓦斯解吸量变化分为前期快速增加、短暂稳定、中期减少和后期稳定阶段;冷冻取心过程中煤心瓦斯解吸速度变化分为快速衰减和缓慢衰减阶段,最后趋向于0;不同取样深度下,冷冻取心比常规取心的解吸量降低了77%～88%。     

天然气水合物冷源外置式孔底冷冻绳索取样器冷冻效率优化研究

为解决天然气水合物冷冻取样钻具冷源难以在孔底长时间存储及冷冻岩心效率低的问题,本文提出了采用冷源外置式冷冻岩心样品的方法,即将冷源存放在打捞器中减少冷源在孔内的存储时间,提高冷源的存储效率,并在冷冻过程中向冷冻腔内通入氮气增强低温酒精与岩心的对流换热以提高岩心的冷冻效率。采用液氮与酒精混合形成的低温酒精(-130℃)作为冷源进行冷源存储及岩心冷冻试验,模拟孔内环境存储30 min后,冷冻能量保存率为73.1%。通过注入氮气提高冷源与岩心的换热效率,可将岩心平均温度降至-14.92℃,与传统方式相比冷冻效率提高24.3%。试验结果表明,通过冷源外置式的结构和通过注气增强对流换热的方法能够解决冷源不能长时间存储及岩心冷冻效率低的问题,为天然气水合物钻探获取原始样品提供了一种可行的方法。     

冷装工艺在矿山机械复合轴套装配中的应用

从生产实际考虑,选用了冷装法来装配矿山机械复合轴套。进行了不同冷冻温度的试验,选取了冷装时适宜的冷冻温度,并通过计算压入力验证了该选择的合理性。选用了复叠制冷,在-80～-60℃的低温箱作冷冻设备。这种冷装工艺效果可行,已在生产中广泛应用。     

焦煤和无烟煤的液氮冷冻致裂效果对比试验

为了分析煤阶对液氮冷冻致裂效果的影响,对高阶无烟煤和中阶焦煤开展了液氮冷冻试验,利用超声波测试仪测试液氮冷冻致裂前后的波速变化,分析了煤阶、饱水对液氮冷冻效果的影响。结果表明:无烟煤饱水后波速下降,焦煤饱水后波速增长;对于干燥煤样,液氮作用后无烟煤的损伤程度要比焦煤的损伤程度严重;饱水煤样液氮冷冻致裂效果更好;饱水无烟煤液氮作用后,波速平均下降19.8%;饱水焦煤液氮冷冻致裂作用后,波速平均下降27.6%;在饱和状态下,液氮作用后焦煤的损伤程度比无烟煤更显著。     

氧化铝生产蒸发系统分析

根据实际蒸发系统流程提出了相关的算法，对蒸发系统各因素之间的关系进行了数值模拟，详细分析了进料量，结疤厚度，真空度等因素对蒸发系统的影响，得出了与现场生产数据相一致的结果。     

PHREEQEC在微生物浸铀工艺中的应用

在微生物浸铀试验过程中,溶液pH值会出现因蒸发而引起的大幅度降低的现象。应用地球化学模式PHREEQEC对此现象进行模拟,计算出蒸发对pH值的影响是0.4;硫杆菌没有起到降低pH值的作用;而铁杆菌作用所引起的Fe3+浓度的增加值为19.42g/L,通过浸出液细菌活性培养试验对模拟结果验证,发现了铁杆菌起主要作用。     

CO2+O2地浸采铀工艺的废水处理方法

我国北方某地浸采铀矿山采用CO2+ O2的浸出工艺,通过采用水循环与再利用、反渗透和天然蒸发的综合水处理工艺,最大限度地减少了水的消耗以及废水的产生与排放,并节约了工业试剂.可用于循环和再利用的工艺水包括吸附尾液、饱和树脂冲洗水、沉淀母液和黄饼过滤液.树脂再生废水送反渗透处理,反渗透处理后的浓水连同贫树脂洗涤废水送蒸发池蒸发.     

不锈钢酸洗废水蒸发结晶渣中铁镍铬的分离与回收

针对不锈钢酸洗废水蒸发结晶渣含铁、硫酸、镍和铬的特点,采用溶解—结晶—纯化工艺,实现结晶渣中铁与镍铬的分离。研究表明,结晶渣中铁主要以FeSO_4·H_2O形式存在;温度和初始铁浓度是影响硫酸亚铁结晶效率和纯度的重要因素,随着结晶温度降低和初始铁浓度的增加,结晶效率随之升高,但其纯度有所降低;在溶解温度64℃,Ⅰ段和Ⅱ段结晶温度分别为30、5℃,Ⅰ段和Ⅱ段结晶时间为30min,搅拌转速300r/min的条件下,可获得湿基纯度93%的硫酸亚铁初级产品;该产品通过重溶—再结晶的纯化处理后,制备得到符合国标GB/T 10531—2016Ⅱ类要求的硫酸亚铁产品;溶解—结晶过程的结晶母液通过蒸发—冷冻结晶—中和—蒸发工艺制备硫酸钠,可获得含镍4%的提镍原料和纯度为99.42%的无水硫酸钠。     

高铁生物浸铜液中铜的回收

在高铁生物浸铜液中通入H₂S气体, 生成硫化铜渣, 双氧水-硫酸浸出硫化铜渣, 得到硫酸铜溶液, 后经蒸发浓缩、冷却结晶制得硫酸铜。研究结果表明: 当生物浸出液pH=1, 反应温度为30 ℃, 反应时间为3 h时, 在生物浸铜液中通入硫化氢, 铜沉淀率接近100%; 双氧水-硫酸浸出硫化铜渣, 当双氧水与铜物质的量之比为6.4∶1, 反应温度为50 ℃, 液固比为15∶1, 硫酸浓度为3 mol/L, 反应时间为2 h时, 铜浸出率为92.1%; 所得浸出液中硫酸浓度为343.49 g/L, Cu²⁺浓度为 25.33 g/L, 通过蒸发浓缩、冷却结晶得到纯度为96%的硫酸铜, 其质量达到工业用硫酸铜质量标准(GB437-93)。     

溶析结晶法制备硫酸钴的实验研究

采用溶析结晶法制备硫酸钴,考察了溶析剂种类、溶析剂用量、溶析剂浓度、溶液初始Co²⁺浓度、结晶温度等参数对硫酸钴结晶率的影响。以乙醇为溶析剂,在溶析剂与硫酸钴溶液体积比为1∶1、溶析剂浓度为95%、溶液初始Co²⁺浓度为120 g/L、结晶温度为25 ℃条件下,硫酸钴结晶率达到98.27%,母液中Co²⁺浓度为1.36 g/L。本方法制备的硫酸钴与蒸发结晶工艺制备的硫酸钴相比,在溶解pH值、水不溶物、磁性物、油分等关键指标方面具有明显优势,满足GB/T 26523-2011《精制硫酸钴》优等品的要求。     

利用造纸黑液制备洁净水煤浆技术

为寻求造纸黑液处理的最佳途径，选择水煤浆在制浆过程中用造纸黑液代替部分添加水，使水浆燃烧时黑液中的NaOH、Na2CO3等碱性化合物与煤中的SO2在燃烧界面进行中和反应，生成耐高温的硫酸盐类复合物留在灰渣中，减少了碱性和酸性物质对环境的污染。     

盐湖老卤中硼的萃取工艺研究

以某盐湖老卤为原料,开展了异辛醇/磺化煤油体系萃取提硼工艺研究。考察了萃取剂浓度、卤水pH值、萃取相比、萃取时间和反萃相比、反萃时间等因素对硼萃取、反萃的影响。结果表明,在有机相组成50%异辛醇+50%磺化煤油、卤水pH=1.5、萃取相比O/A=1/3、萃取时间6 min条件下,硼单级萃取率为82.48%,经三级逆流萃取,硼萃取率可达99.45%。纯水作为反萃剂,在反萃相比O/A=1/1、室温反萃6 min条件下,硼单级反萃率为78.31%,经五级逆流反萃,硼反萃率达99.56%。反萃液经蒸发结晶,可获得优等品硼酸产品。     

造纸黑液的处理研究Ⅰ：废酸中和—复合净水剂絮凝法

本项研究是利用擦洗－酸法提纯硅藻土的废酸中和造纸黑液,并使用废酸液,中土,部分尾地加工成的复合净水剂,使造纸墨液通过絮凝法达到净化的目的。该方法净化指标好,所用的复合净水剂含有多种有效成分,效果好,成本低。     

某金矿高浓度氰化贫液处理试验研究

某金矿氰化提金过程产生的氰化贫液中氰根含量较高达到5400 mg/L,铜、锌离子含量分别为8500mg/L、5500 mg/L。该试验采用新型化学法处理氰化贫液,经催化氧化处理后,贫液中的氰根去除率近100%、铜去除率约为80%、锌去除率约为94%。现场采用处理后的贫液进行氰化浸出试验,证明该返回液对氰化浸出过程无影响。另外处理后贫液经过滤洗涤后获得的沉淀物经沉淀转换后为无毒害的铜锌盐类,沉淀物纯度较高,铜锌的品位均超过了在30%,可作为合格产品出售。