煤体吸附瓦斯过程表面电位特征实验研究

为了研究煤体吸附瓦斯过程表面电位特征规律,设计了煤体吸附瓦斯过程的表面电位实验系统,测试了不同压力下煤体吸附瓦斯的电位信号。实验结果表明,煤体在吸附瓦斯过程中能够产生表面电位信号,且随着吸附时间的增长表面电位信号逐渐增大。对于同一个煤样,不同瓦斯压力下吸附过程中煤体产生的表面电位信号对前一次吸附瓦斯压力下煤体产生的电位信号具有记忆效应,当吸附瓦斯压力超过前一次吸附瓦斯压力值时,煤体产生的表面电位信号较大。而当吸附瓦斯压力低于前一次吸附瓦斯压力值时,煤体产生的表面电位较小。煤体吸附瓦斯产生表面电位信号的主要原因是瓦斯气体在煤体孔隙内渗流时产生流动电势,以及瓦斯气体对煤体微裂纹、裂隙的破坏产生的自由电荷等。     

磷酸酯淀粉在黄铜矿及方铅矿表面吸附研究

通过单矿物浮选试验、吸附量试验、X射线光电子能谱和原子力显微镜(AFM)研究了磷酸酯淀粉对黄铜矿及方铅矿浮选的影响及吸附机理。单矿物浮选试验表明,磷酸酯淀粉对方铅矿的抑制能力强,对黄铜矿抑制能力弱。吸附量试验表明,磷酸酯淀粉在方铅矿表面的吸附密度大于在黄铜矿表面的吸附密度。XPS检测到黄铜矿表面的铁与硫原子以及方铅矿表面铅和硫原子价态发生了变化。方铅矿和黄铜矿不同的表面性质是造成磷酸酯淀粉在两种矿物表面吸附差异的重要原因。     

CO在煤体表面的物理吸附特性模拟研究

文章以CO作为研究对象,采用量子化学方法,基于密度泛函理论(DFT),选取B3LYP/6-311G基组,模拟研究CO在煤表面不同位置的吸附特性。模拟计算结果表明:CO能够在煤体表面发生物理吸附,CO在羧基上吸附时,释放的吸附能约为151.17kJ/mol,说明吸附作用较强;而CO在煤表面其他位置吸附,吸附能为负值,说明CO需要从外界吸收部分能量才能发生吸附,即CO能够在氧化程度比较高或者高温区域附近的煤体表面吸附能力较强。     

煤的吸附特性与表面能关系的实验研究

为建立煤的吸附特性与表面能的定量关系,利用悬滴法恒温27℃测试不同浓度下的APG(烷基糖苷)溶液表面张力,以及利用躺滴法测试临界胶束浓度下APG溶液在煤表面的平衡接触角,进而计算出煤的表面能。研究结果表明:APG溶液在煤表面形成的接触角远小于水在煤表面形成的接触角,同时随着煤变质程度的提高呈现先增大后减小的趋势,这是APG分子与煤之间分子间作用力及煤表面疏水官能团联合控制的结果;随着煤样变质程度的提高,煤的表面能与吸附常数a皆呈现先减小后增大的趋势;表面能随吸附常数a的增大较好的服从指数函数变化规律,根据回归模型,煤的表面能最后趋近于35.63 m N/m。     

微生物在矿物表面吸附的意义及研究方法

文章介绍了微生物吸附现象；分析并提出了微生物吸附在生物选冶过程中的作用及研究意义；对微生物吸附的研究方法及进展作了简要归纳和评述。     

菱铁矿表面吸附和疏水絮凝的试验研究与计算

通过对微细粒菱铁矿的疏水絮凝试验研究，ＳＥＭ扫描电镜拍摄，接触角θ及矿粒表面油酸钠吸附面密度σ的测定和计算，提出了关于表面活性剂在菱铁矿表面吸附与疏水絮凝，中性油强化疏水絮凝的机理。     

浮选药剂与矿物表面吸附的空间匹配特性研究现状

浮选药剂在矿物表面的选择性吸附是浮选过程顺利进行的先决条件,而药剂分子结构与矿物表面的 空间匹配是其在矿物表面选择性吸附的基础。传统浮选药剂分子设计理论与方法缺乏对药剂分子与矿物表面空 间匹配的系统研究与总结,导致了周期长、成本高的低效药剂研发模式。近年来,随着计算化学的发展,研究者针 对浮选药剂与矿物表面的空间匹配特性开展了卓有成效的研究工作。基于前期研究,研究者考察了有机药剂分子 的功能基团、电性、立体构型与矿物表面活性位点、电性、空间结构等的“契合”特性,明确了同一药剂与矿物不同晶 面的匹配特性、同一药剂与不同矿物表面的匹配特性、不同药剂与同一矿物表面的匹配特点。基于上述研究,揭示 了矿物晶面各向异性与其可浮性之间相关关系,明确了矿物表面活性位点与药剂分子官能团的匹配特点,解释了 部分药剂在矿物表面的选择性吸附机制,明确了浮选药剂分子结构与其浮选行为之间的构效关系。前述研究,揭 示了药剂与矿物表面的作用机制,为构建针对性强、准确性高浮选药剂分子结构设计方法理论,开发高选择性浮选 药剂奠定了理论基础。     

水溶液中油酸盐在萤石表面吸附的研究

用吸附量测定、动电位测定及漫反射傅里叶变换红外光谱投术(FT-IR)研究了油酸盐与天然萤石和人工合成氟化钙的作用机理。在pH10时,天然萤石表面呈负电性,而人工合成矿物具有正的Z电位。表面电性质的差别使两类矿物在油酸单分子层吸附时,油酸的吸附机理不同。研究表明:矿物表面荷负电时,油酸与钠及钙的抗衡离子形成一元配合物,而在荷正电矿物表面为化学吸附。当油酸浓度高时,在萤石表面生成油酸钙之前,油酸将形成双层吸附。然而在固液比高时,油酸吸附的极限为两层,达到饱和吸附的原因是第二层吸附取决于矿物表面上的钙及钠离子量。     

表面活性剂影响煤体瓦斯吸附解吸性能的实验研究

在新鲜煤壁瓦斯涌出强度大的问题上,根据表面活性剂的润湿性、分散性、稳定性以及考察目的,选择十二烷基苯磺酸钠与洗涤灵按2∶1的比例配制了实验试剂,提出了利用表面活性剂降低瓦斯涌出强度的技术方案,并在实验室做了颗粒煤对瓦斯的吸附与解吸实验。实验结果表明:颗粒煤经过喷洒十二烷基苯磺酸钠和洗涤灵配制的表面活性剂溶液后,表面活性剂溶液能够很好地渗透煤体,使煤样润湿程度增加,堵塞了瓦斯的运移通道;活性剂溶液渗透到煤体孔隙内部,对煤体起到了降温的作用,低温有利于瓦斯吸附,抑制吸附瓦斯转化为游离瓦斯,瓦斯涌出强度会降低10%~40%左右,从这两方面达到降低瓦斯涌出强度、避免瓦斯超限的目的。     

Adaptation of Acidithiobacillus ferrooxidans to high grade sphalerite concentrate

In this study different strategies were employed for adapting Acidithiobacillus ferrooxidans cells to both Zn²⁺ ions and high grade sphalerite concentrate. The serial subculturing was found to be a very efficient strategy for adapting A. ferrooxidans cells to higher Zn²⁺ concentrations, as well as high grade sphalerite concentrate, provided that a suitable protocol was employed. Adaptation of A. ferrooxidans cells to 30 g/L Zn²⁺ significantly enhanced the rate of bioleaching of Zn²⁺ from high grade sphalerite concentrate. Preadaptation to Zn²⁺ ion also shortened the time required to adapt the cells to the concentrate. A. ferrooxidans PTCC 1642, exhibited a higher rate of Zn²⁺ bioleaching from high grade sphalerite concentrate compared to A. ferrooxidans DSMZ 583; however, due to the adaptation protocol employed the difference in performance of the two strains was not very great. Based on the results obtained in this study suggestions were given for the mechanisms during the adaptation of A. ferrooxidans cells to high grade sphalerite concentrate.     

浸矿细菌表面性质研究

为了探索浸矿细菌的吸附机理,提高生物冶金运作中的金属回收率,对浸矿细菌的表面性质进行了研究。在对硫培养的T．f(Thiobacillus ferrooxidans)进行透射电镜(TEM)观察时发现在它们的吸附面形成了外膜泡,而在铁培养的细菌中未观察到外膜泡。外膜泡仅在存在固体矿物的基质中形成,说明它在浸矿细菌吸附至矿物过程中起着十分重要的作用;用电镜细胞化学方法证实了浸矿细菌表面存在着脂类、多糖和蛋白质等物质,并阐明了它们在吸附过程中的作用;用FTIR法证实了T．f表面存在着—C^‖O—NH—、OH、CH3、CH2等基团及C—O键。分析了这些基团在吸附过程中的作用。     

低碳醇分子在煤表面的吸附模型研究

煤的醇解可以提高煤的渗透性和润湿性,对煤的浮选以及地下气化都有重要意义。通过测定3种低碳醇分别与煤相互作用过程中吸附量、接触角与微量热的变化,分析了低碳醇分子在煤表面的吸附机理,得到了低碳醇在煤表面的吸附模型。     

煤表面含氧官能团对矿井气体吸附特性的模拟研究

基于密度泛函理论模拟方法,从原子层次上模拟计算4种典型矿井气体(CO、CO2、CH4及N2)对煤表面含氧官能团的吸附行为,探究4种气体对煤表面官能团的吸附机理。对4种气体对煤表面6种常见的官能团结构单元:酚羟基、羧基、羰基、醚键、醇羟基和烷基(Ph-OH、-COOH、-C=O、-O-、R-OH及R)吸附行为进行模拟,通过吸附能、吸附构型、前线轨道的计算分析;结果表明煤与4种气体的吸附强度存在CO2>N2>CO>CH4的关系,并且各气体分子在煤表面模型上各含氧官能团的吸附强弱顺序为:羧基>醇羟基>酚羟基>羰基>醚键>烷基。     

甲烷吸附材料的制备与性能研究

以晋城空气干燥基无烟煤为原料，通过化学活化法制备了煤炭化样和活化样，近而在等温条件下对比研究了三个改性样品对甲烷的吸附／解吸特性，对比发现比表面积的增大能显著增加样品对甲烷的吸附总量，但对解吸残余率没有明显的影响。考虑到影响甲烷吸附解吸的因素，又在等温条件下对主控因素-水分作了平行实验，证明水分对活化样解吸残余率有明显影响，实验证明在干燥条件下，其活化样品可以作为煤层气的吸附剂。     

Pluronic F-68在萤石和石英表面的吸附特性及分散作用研究

Pluronic（普朗尼克）是一类非离子型双亲三嵌段共聚物,分子结构为 PEOn-PPOn-PEOn,能够在矿物表 面形成多种吸附构型,依靠空间位阻作用调控颗粒间的分散聚团行为,在解决矿物颗粒罩盖、异相凝聚方面具有较 高的研究价值。以 Pluronic F-68 为研究对象,通过沉降试验考察其在细粒石英与萤石异相凝聚体系中的分散作用 效果,利用吸附量测试和接触角测试分析了 Pluronic F-68 在萤石和石英表面的吸附特性与分散机理,并通过分子 动力学模拟研究其吸附模型。结果表明：①矿浆 pH=7 时,Pluronic F-68 能够实现细粒石英和萤石颗粒间的稳定分 散;②Pluronic F-68 在萤石和石英表面均形成了薄饼型单层吸附,PEO 链段朝内,PPO 链段朝外,依靠空间位阻效 应,在显著提高矿浆分散稳定性的同时也增大了矿物表面疏水性;③分子动力学模拟结果验证了 Pluronic F-68 在 萤石和石英表面的吸附构型,说明其在矿物表面的吸附具有一定的稳定性。试验结果为解决其他矿物异相凝聚体 系提供了有益的借鉴。     

孔雀石表面丁基黄药吸附和解吸特性研究

为确定黄药在孔雀石表面的吸附形式,用剩余浓度法研究了孔雀石表面丁基黄药的吸附和解吸特性。结果表明,孔雀石表面吸附丁基黄药达到饱和所需的搅拌时间为3 min,解吸达到平衡需要的时间为4 min;硫化钠的用量为100 g/t、pH为9、50℃时丁基黄药在孔雀石表面的吸附效果最佳。红外光谱分析表明,黄药在孔雀石表面吸附后生成了黄原酸铜等疏水物质,其吸附形式主要是化学吸附中的离子交换吸附。     

基于Ono-Kondo格子模型的深部煤储层CH4吸附特征研究

为更准确研究深部煤储层煤层气的吸附特征,了解温度、压力、水等因素对煤层吸附CH4的影响,基于等温吸附实验,采用简化的Ono-Kondo格子模型的拟合方法,精确描述了4种煤级煤在不同温压条件下与不同流体作用前后的CH4等温吸附曲线。结果表明:压力会对CH4的吸附产生正效应,温度会对CH4的吸附产生负效应;压力越大,吸附量受温度影响程度越大;水分会降低煤对CH4的最大吸附容量,不利于CH4吸附;超临界CO2萃取作用,能够增大煤的微孔比表面积和孔体积,从而提高煤层CH4的最大吸附量;CH4的最大吸附量随煤级的变化呈现出"U"型关系。     

瓦斯压力对煤体吸附-解吸变形特征影响试验研究

以松藻煤电公司渝阳煤矿8#突出煤层原煤试样为研究对象,开展了不同瓦斯压力条件下的煤体吸附-解吸变形试验。研究结果表明:含瓦斯煤体吸附-解吸变形动态曲线可划分为抽真空压缩变形阶段I、吸附膨胀变形阶段II、解吸收缩变形阶段III等3个阶段;煤体的吸附-解吸变形具有明显的各向异性特征,但横纵向变形量比值随时间和压力变化不明显,趋于定值;含瓦斯煤体体积变形随吸附/解吸压力的增大呈线性增加,吸附/解吸时间越长,线性斜率越大;含瓦斯煤体吸附-解吸变形不可逆,残余变形量随气体压力增加而增大,且纵向变形对煤体残余体积变形贡献相对较大。