低密度碳质生物载体的制备研究

为促进生物流化床污水处理技术的节能减排,采用炭化法制备低密度碳质生物载体,考察了原料种类、物料配比及炭化温度对碳质生物载体真密度的影响.结果表明,以无烟煤为主要原料制备的碳质生物载体的真密度较褐煤小；随着炭化温度的降低,碳质生物载体的真密度逐渐减小；随着无烟煤或褐煤配入量的减小,碳质生物载体真密度呈缓慢减小趋势；原料种类是影响真密度的主要因素,其次是炭化温度和物料配比.在实验范围内,生产低密度碳质生物载体的最佳工艺条件为无烟煤与改性剂配比为75/25,炭化温度450℃,此时制备的碳质生物载体真密度为1.353 g/cm3.     

添加碳纳米管对中间相炭微球制备的影响

以中温煤沥青为原料,碳纳米管为添加剂,采用热缩聚法制备中间相炭微球,热处理温度380 ℃,保温时间2 h。利用偏光、SEM、TEM、XRD等对生成的中间相炭微球进行表征分析。分析结果表明：碳纳米管可以作为中间相炭微球的成核剂,促进中间相炭微球的生成;碳纳米管存在于中间相炭微球的表面和内部,可以阻止中间相炭微球的长大和融并,适量的碳纳米管有利于中间相炭微球的形成;随着碳纳米管添加量的增加,中间相炭微球的粒径减小,微晶层间距(d002)变大,微晶结构变差;当碳纳米管添加量大于10%时,基本上没有中间相炭微球的形成。     

煤直接液化残留物制备中间相沥青

采用程序升温、多管井式坩埚炉进行热转化反应,对煤液化沥青在热转化过程中生成的中间相沥青进行了研究.在温度为410～440 ℃、炭化时间为6～8 h可得到广域流线型结构的中间相沥青.通过元素分析、偏光显微镜、傅里叶变换红外光谱对中间相沥青进行的分析结果表明：中间相沥青经历了中间相小球的生成、生长及球融3个过程.     

砂岩质煤矸石制备外墙泡沫保温材料

为寻求外墙泡沫保温材料的原料来源,以砂岩质煤矸石和抛光砖泥为主要原料,通过优化颗粒级配、陈化增塑、添加无机增塑剂等措施,探索提高原料可塑性、生产合格制品的工艺技术。通过抛光砖泥和添加剂掺量的不同,分析掺入料对制品体积密度、抗压强度、导热系数的影响,设计正交试验确定适宜的添加剂含量;以对烧结制度影响较大的预热温度、预热时间、烧结温度和保温时间为4个因素设计正交试验,确定烧制保温材料的最佳烧结制度。该研究结果为综合利用工业废料制备新型建材提供了新的途径。     

添加剂对砂岩质煤矸石烧结砖影响的研究

针对砂岩质煤矸石硅含量高、可塑性低的特点,通过大量试验,研究利用其制作合格烧结砖的方法。通过分析砂岩质煤矸石及添加剂的化学成分,不同添加剂对瘠性物料的增塑机理,以及不同配比方案的综合热分析,研究了添加剂对砂岩质煤矸石烧结砖的影响,发现通过优选添加剂的种类和掺加比例,选取适宜的焙烧温度,砂岩质煤矸石也能够成为制砖原料,为砂岩质煤矸石的资源化利用开辟新的途径。     

新疆高惰质组煤基活性炭制备与表征

以高惰质组准东不粘煤为原料制备活性炭，基于Box-Behnken响应曲面法，采用水蒸气活化制备了煤基活性炭，并测定了其碘吸附量，使用扫描电镜(SEM)观察了活性炭表面形貌，通过低温氮气吸附法得到了活性炭比表面积、总孔体积和孔径分布等物理结构特征。结果表明，最佳活化水平为活化温度900℃，活化时间90min，水蒸气流量6mL/min。活化时间、活化温度和水蒸气流量对碘吸附量均有影响，其中活化时间影响程度最大，活化温度次之，水蒸气流量最小，且因素之间交互作用不显著。比表面积、总孔体积和微孔数量均会影响碘吸附量，其中微孔数量起主要作用。     

高温稳定物相硫铝酸钙固硫研究

对高温稳定物相硫铝酸钙的生成机理进行了系统的研究，系统地探索了燃烧温度、时间、混合物配比、添加剂对高温固硫的影响规律，并对其形成机理进行了分析．实验结果表明，1300℃下按摩尔比3：3：1组成的混合物经燃烧生成的硫铝酸钙量最多．     

水化条件对氢氧化镁颗粒尺寸的影响

研究了水化温度、水化时间、悬浮液浓度和水化介质配比对氢氧化镁颗粒尺寸的影响。结果表明，有添加剂存在时，氢氧化镁颗粒尺寸随着水化温度的提高先增加后降低然后又有明显增加，水化温度为70℃时得到的产物颗粒最为细小；水化2h，产物粒径最小；改变悬浮液浓度和水化介质配比。对生成的氢氧化镁颗粒尺寸影响不大。     

高温固硫物相硫铝酸盐的研究进展

综述了硫铝酸盐的生成机理和各种添加剂、混合物配比、煅烧时间、煅烧温度及氧化和还原气氛等对硫铝酸钙形成的影响。高温耐热物相硫铝酸盐的形成机理和如何在一定条件下促使其大量生成是固硫技术的发展趋势。     

三相泡沫的稳定性及温度的影响

由粉煤灰或黄泥、氮气或空气和水以及研制的专用发泡剂组成的三相泡沫是一种新型高效的矿井防灭火材料。对二相泡沫破灭机制、脱水破灭过程及其稳定性进行了较系统的阐述和分析；研究了外界温度对三相泡沫稳定性的影响。结果表明：三相泡沫在常温下脱水速度慢，稳定时问较长；发泡倍数越高，稳定性越低；随着温度的升高，稳定性降低，当温度超过80℃后，稳定时间大幅下降。     

炭化条件和铁系添加剂对炭分子筛性能的影响

以鸡西烟煤为原料 ,采用炭化法和添加铁系添加剂进行了空气分离生产富氮空气用炭分子筛的制备研究 ,考察了炭化条件和铁系添加剂用量对产品空气分离性能的影响。结果表明 ,鸡西烟煤是制备炭分子筛的优良原料。最佳炭化条件为粘结剂用量 35 % ,升温速度为 10℃ /min,炭化终温为 90 0℃ ,恒温时间为 60 min,铁系添加剂 Fe3O4 的最佳用量为 2 5 .3%。     

钛粉烧结工艺参数控制研究

为得到适宜的钛粉烧结工艺参数,从而制备出全致密高性能的钛粉末冶金件,研究了烧结温度、保温时间和升温速率对烧结坯收缩率和相对密度的影响。结果表明:烧结试样的收缩率及相对密度随烧结温度、保温时间升高而增大,随升温速率减小而增大。提高烧结温度可以降低烧结坯孔隙率、减少残余孔隙尺寸,但可能导致材料力学性能下降; 保温时间达到4 h后,孔隙逐步扩散、长大和湮灭,大孔隙消失; 较低升温速率有利于组织内部缺陷消失、内应力释放和气孔消除。综合考虑烧结效率、烧结炉温度极限、烧结组织控制、烧结试样收缩率、烧结试样相对密度和节约能源等因素,选择烧结温度1200 ℃、保温时间4 h、升温速率5 ℃/min。     

褐煤低温热解过程中焦油析出特性的研究

本文选用4种我国不同产地的褐煤对其在低温热解过程中焦油的析出特性进行了研究,主要考察了煤样在不同温度、不同保温时间下煤样焦油的析出特性。结果分析表明:不同产地的褐煤其焦油的析出量不同且差别较大;而在相同温度下,煤样的焦油析出率随保温时间的增加而增加;同时在相同保温时间下,煤样温度越高,焦油析出量越多。     

煤矸石氯化焙烧及反应机理的研究

研究了在旋转式管式电炉内以氯气处理煤矸石的新方法，反应前，煤矸石经磨细、加炭、制粒、碳化等预加工。考察了氯化反应速率与氯化温度、气流速度、反应时间、物料粒度及气体成分等的关系，并得到了氯化反应的动力学模型。研究证明了在一定条件下，煤矸石加碳氯化有较大的反应速率，这时于煤矸石的干法处理及全面回收煤矸石中铝、硅等有价成分展示了良好的前景。     

煤基活性炭制备中化学添加剂的应用对比

化学添加剂对煤制活性炭的制备过程具有一定的控制作用。以唐山矿长焰煤为研究对象,按照不同比例加入了不同量的ZnCl2和KOH,研究了炭化过程中化学添加剂对煤挥发性、煤产物微晶结构以及活化程度的影响,为煤基活性炭制备工艺的优化提供了参考。     

注浆封孔材料的性能及其膨胀机理研究

注浆加固巷道围岩是矿山支护的新技术之一,钻孔封堵材料是注浆加固技术研究的一个重点。本文介绍了一种以高铝水泥、石灰、石膏等为主体材料的速凝高强膨胀性封孔材料,测定了该材料的凝结时间、膨胀率和强度等特性并对其膨胀机理进行了探索。结果表明,所研制的速凝高强膨胀性封孔材料凝结时间适当、膨胀率较大、强度较高,能够满足矿山注浆加固封孔的要求。材料的膨胀机理在于水化产物钙矾石具有较小的晶体尺寸并呈放射状分布。     

低温干馏煤焦油回收率的影响分析

低温干馏的主要产品为兰炭,并附产煤焦油和煤气。煤焦油的产率直接影响企业的经济效益。在介绍兰炭生产的内热式低温干馏方炉基础上,分析得出了影响煤焦油收率的5个因素,并提出了提高煤焦油收率的6种方法。     

基于CT三维重构的深部煤体损伤演化规律

为研究不同应力条件下深部煤体损伤演化规律及破坏机理,以平煤十二矿己15-17220工作面的深部煤体为研究对象,进行了单轴压缩的实时CT扫描实验,结合细观统计损伤力学,提出了一种基于CT图像灰度值定义损伤变量的方法,定量分析了煤样单轴压缩过程中损伤演化规律。通过CT扫描实验、压汞实验和室内基本力学实验,建立了能够反映固体基质分布的深部非均质煤样的三维数值几何模型,进行了合理的网格划分,确定了不同材料组分的本构模型及其物理力学参数,在位移控制加载条件下开展了煤样单轴压缩的数值模拟,定性研究了煤样单轴压缩过程中的损伤演化规律及破坏机理。进一步,在单轴压缩数值模拟基础上,通过对煤样施加不同的环向应力,进行了5种不同围压条件下煤样三轴压缩的数值模拟,从应力-应变曲线形态、煤样破裂形态及破裂角大小等方面定性分析了三轴压缩条件下深部煤体损伤演化规律。结果表明:单轴压缩数值模拟的应力-应变曲线及损伤演化特征与CT实时扫描实验得到的结果具有较好的一致性。随着轴向应力的逐渐增加,煤样损伤依次经历了零损伤阶段、局部损伤产生阶段、损伤线性和非线性稳定增长阶段和损伤加速增长致使完全破坏阶段。试件最终破坏时其最大剪切应变率区域及塑性区都近似平行或垂直于煤基质和煤杂质的交界面,且损伤发生的两个主破坏面相互垂直。单轴压缩的整个过程煤样主要发生拉伸破坏,屈服应力后由于煤样的不均匀变形才发生剪切破坏。基于CT重构的煤样三轴压缩的数值模拟得到的损伤演化特征和经典的岩石损伤演化的6个阶段能够很好的吻合,煤样主要发生剪切破坏;随着围压的增大,峰值强度、扩容点应力和残余强度均逐渐增大,破裂角逐渐减小,破裂角与围压之间近似呈负线性相关。在数值模拟的网格划分、几何模型建立、材料参数和本构模型的选取以及应力应变的计算方法等方面做出了优化,取得了较好的数值模拟效果,能够消除实验样品差异性带来的影响,且能够直观准确地定性描述单轴和三轴压缩过程中的损伤演化规律。     

高温下树脂锚固材料细观结构与力学性能实验分析

树脂锚固材料广泛应用于煤矿巷道支护与结构加固等。但其高温下具有热解特性,会直接影响材料的力学性能。利用显微CT、电镜扫描及高温力学性能实验等手段,对加温（20～600 ℃）过程中树脂锚固材料内部孔隙结构演化特征及其力学性能进行分析。① CT分析表明：锚固材料固化后常温下平均灰度5.68;350～500 ℃平均灰度衰减20.7%,孔隙团数量增幅47.5％,孔隙团大小增幅达201.5％;树脂有机物衰减系数闽值区间为0.016 3～0.037 3,该区间物质的高温热解直接导致孔隙增加。② SEM扫描显示：在20~200 ℃锚固材料内部随着树脂固化反应充分而变得致密,350 ℃以后树脂体分解炭化加剧,锚固材料松散。③ 高温力学实验表明：200 ℃时锚固材料强度达到峰值,较常温增幅32％;350 ℃后强度衰减加剧,600 ℃时强度较常温衰减98％。     

石煤提钒钠化焙烧过程复合添加剂的研究

针对目前含钒石煤钠化焙烧转浸率低的特点,采用NaCl和MX3作为复合添加剂,具有降低反应温度、缩短反应时间、降低盐量及提高焙烧转浸率的优点.取得了熟样最佳转浸率为71.19%的效果.