尾矿库干滩扬尘治理

针对尾矿库干滩滩面易出现扬尘的问题,采用氯化钙溶液作为抑尘剂,应用于尾矿干滩滩面抑尘作业,通过观察喷洒后干滩滩面湿润、结壳状态,适时调整抑尘剂浓度,对改善库区环境,减少资源流失等起到良好的效果。     

尾矿库尾砂扬尘治理试验研究

研究旨在通过实验室综合分析,选择出具有针对性并且方案最优的结壳试剂,采用喷洒结壳试剂使尾砂结壳的方法来进行尾砂扬尘的治理。将不同方案的结壳剂喷洒在尾砂表面,分析各试验样块的抑尘性、抗冻性、水浸性和渗透性。2%+100 g/L木质素混合溶液的配比方案是最合理的选择方案。该方法稳定可靠,试验前处理简单,得出的最优配比方案不仅可满足实验室理论研究,同时可为实际尾矿库的尾砂扬尘治理提供有力借鉴。     

盐度对疏水改性聚丙烯酰胺吸附行为的影响

选择性絮凝分选是微细粒矿物高效分选的重要手段之一。为了强化絮凝剂在亲水、疏水矿物表面的絮凝选择性，将疏水基团十六烷基二甲基烯丙基氯化铵（C₁₆DMAAC）引入聚丙烯酰胺（PAM）分子链中合成了疏水改性聚丙烯酰胺（HMPAM），采用耗散型石英晶体微天平（QCM-D）研究了不同浓度K+和Ca2+对分散剂六偏磷酸钠（SHMP）和HMPAM在亲水和疏水化表面原位吸附行为的影响，并使用激光粒度分析仪分析了不同盐度下SHMP和HMPAM对硅微粉及疏水改性硅微粉粒径分布的影响。结果表明，不同盐度环境下HMPAM均呈现了较好的絮凝选择性。背景溶液分别为10 mmol?L?1、100 mmol?L?1 KCl及1 mmol?L?1 CaCl₂时，QCM-D结果表明SHMP在疏水化表面均未形成吸附层，随后HMPAM在疏水化表面发生吸附，且随着盐度的增加，HMPAM的吸附量增大且吸附层的耗散性降低；背景溶液为10 mmol?L?1 CaCl₂时，SHMP也未抑制HMPAM在疏水化表面的吸附，形成了谐振频率变化（Δf）为?18.3 Hz的吸附层。相比，100 mmol?L?1 KCl时1 mmol?L?1 SHMP在SiO₂表面形成薄而致密的吸附层，随后抑制了HMPAM的吸附；10 mmol?L?1 CaCl₂中SHMP在SiO₂表面形成耗散的吸附层，随后10 mmol?L?1 CaCl₂冲洗过程中沉积了较为致密的吸附层，也抑制了HMPAM吸附。不同盐度下SHMP和HMPAM对硅微粉及疏水化硅微粉粒径分布的影响与QCMD试验结果相一致。本研究是选择性絮凝分选中絮凝剂选择与研发的重要研究基础。      

化学抑尘剂在金属矿山的试验研究

非煤矿山粉尘主要来源于开采工艺等方面,利用抑尘剂除尘是矿山粉尘治理的重要手段。该抑尘剂由吸湿剂、表面活性剂等组成[1]。在对比几种吸湿剂、表面活性剂兼容性过程中优化。在道路碾压现场试验过程中,喷洒添加了抑尘剂配方溶液的粉尘含水率明显高于只喷洒清水的粉尘含水率,且保湿时间更长。在碎矿站试验中喷洒了抑尘剂溶液,空气中粉尘颗粒明显减少,粒径dp〈20μm的粉尘得到了控制,除尘率得以大幅度提高,取得了很好的抑尘效果。     

降低焦化废水F-浓度实践

为了降低外排焦化废水中F-浓度，进行了单钙法(Ca(OH)₂)和双钙法(CaO+CaCl₂)氟化物治理工艺标定，得出双钙法氟化物治理工艺可将废水中F-浓度降至20 mg/L以下。双钙法生产实践表明，通过依次投加浓度为0.03 g/L的CaO溶液、0.1 g/L的CaCl₂溶液、0.4 g/L的PAC、0.01 g/L的PAM^-，经过34～84 min的反应后，可将焦化废水F-浓度由48 mg/L降低至11 mg/L。     

露天矿山运输道路路面抑尘工业试验研究

河钢集团司家营铁矿露天运输道路扬尘大,严重污染环境,为了高效抑制扬尘,研发了一种新型生态抑尘剂。选择典型主干运输道路,在平均气温5℃、风力六级、空气湿度26%的情况下进行了工业试验,并与洒水防尘进行对比,验证生态抑尘剂的使用效果。结果表明,洒水3 min后,路面扬尘大量产生,而喷洒抑尘剂的路面无起尘、无二次扬尘,粉尘浓度远低于工业标准。该生态抑尘剂预测有效抑尘时间为28 h,现场实际观测24 h后仍能有效抑尘,基本符合预测趋势,说明该生态抑尘剂有较强的抗低温、粘结凝并的效果,对粉尘有较强的吸附作用,能有效抑制扬尘的发生。试验用生态抑尘剂对矿山整体生产以及员工身心健康无不利影响,具有环境友好性。     

露天矿山运输路面复合抑尘剂的研究

针对露天矿山运输路面的扬尘问题,对复合抑尘剂进行了研究及现场应用.通过理论分析和实验,研制出两种性能优良的复合抑尘剂,并对这两种抑尘剂进行了性能测试和对比分析.采用FLUENT软件,对露天矿山运输路面的粉尘运移规律进行了数值模拟,确定了最佳粉尘监测点.现场实验表明,本文研制的复合抑尘剂能使粉尘质量浓度控制在4mg·m-3以下,有效抑尘时间为6 h.      

碎石运输道路环保抑尘因子实验模拟与优化

针对司家营铁矿露天矿运输道路粉尘污染问题,总结归纳了国内外抑尘机理及抑尘剂研究的现状及存在问题,提出了适于该矿道路粉尘控制的生态型抑尘方法。通过测定和分析司家营铁矿粉尘的基本参数,确定了抑尘剂凝并、吸湿和保水因子。采用实验模拟的方法得出各个因子最优浓度及配比。当黏结因子、吸湿因子及保水因子的质量浓度之比为10∶5∶4时,抑尘效果最佳。     

氨基磺酸对羟肟类萃取剂的抗硝化影响

针对铜萃取过程中浸出液(PLS)含硝酸盐和亚硝酸盐引起的萃取剂降解问题，研究了用氨基磺酸对羟肟类萃取剂抗硝化。结果表明：PLS或含有NO^-₃/NO^-₂的反萃取液中加入氨基磺酸，可降低萃取剂降解率；当水溶液中氨基磺酸质量浓度约0.005 g/L时，萃取剂几乎不会发生硝化/亚硝化作用；当水溶液中氨基磺酸质量浓度低于0.1 g/L时，萃取剂未发生任何形式的降解，说明氨基磺酸对羟肟萃取剂的稳定性没有不利影响；在萃取—电积循环试验中，如果PLS中含有NO^-₃,氨基磺酸添加方式对萃取剂的降解有不同效果，同时在PLS和电解液中加入氨基磺酸，萃取剂降解率最低，为0.09%,效果较好。     

MgCl2溶液对烧结矿低温还原粉化率的影响

试验测定了 Mg Cl2 溶液不同浓度和喷洒量对济钢现有原料条件下烧结矿低温还原粉化率 (RDI)和还原度 (RI)的影响。结果表明 :每 5 0 0 g烧结矿喷洒 10～ 2 0 m L浓度为 1.0 %～ 3 .5 %的 Mg Cl2 溶液 ,能显著降低烧结矿的 RDI,且还原度不受影响 ,以 5 0 0 g烧结矿喷洒浓度为 2 .5 %的 Mg Cl2 溶液 10 m L综合效果最佳 ,可使烧结矿的 RDI从 3 6%降至 4.4%。     

Predicted and Field-Measured Resuspension of Flooded Mine Tailings

Shallow water covers are often implemented over sulphide-bearing mine tailings to reduce oxygen uptake by the tailings and, consequently, acid generation. At some sites, however, wind-induced waves could resuspend the tailings and possibly impact the quality of the overlying water cover. Wind-induced resuspension was investigated for a base metal mine site using published semiempirical predictive methods, measured tailings properties, and field measurements. The results of the predictions were compared with field measurements. Tailings erosion occurred when the bed shear stress due to the wave-induced oscillatory flow and countercurrent flow exceeded the measured critical shear stress, 0.12<τc<0.17?Nm?2, of the tailings. For this site and for the maximum hourly average wind speed of 10 m/s observed during the study, the critical depth for tailings resuspension was predicted to be 1.18–1.34 m. Field data suggested that tailings resuspension occurred primarily in parts of the tailings pond where the water cover depth was 1 m or less. Following erosion and resuspension, tailings were carried by surface drift current and bottom return currents to deeper locations.     

磁场形式及参数对单纤维捕集钢铁行业粉尘中PM2.5性能影响

目前钢铁行业已成为大气污染防治的重点,为解决现有钢铁行业对于PM_2.5细颗粒难以捕集的难题,实现粉尘的超低排放。基于CFD-DPM（computational fluid dynamics-discrete phase model）方法对磁性纤维产生的磁场以及高梯度磁场等不同磁场形式下单纤维对钢铁行业捕集PM_2.5性能的影响进行研究,通过X射线衍射图谱分析可知钢铁行业生产过程产生的粉尘因含有Fe₃O₄以及单质Fe而具有磁特性,进而提出了利用磁场来增强单纤维捕集PM_2.5性能的方法. 计算结果表明,在运动轨迹方面,磁性纤维产生的磁场会在纤维周围形成引力区,高梯度磁场会在纤维周围形成2个引力区和2个斥力区;在捕集性能方面,当粉尘粒径d_p为0.5～1.0 μm,入口风速v≤0.2 m·s?1时,高梯度磁场下磁性纤维的捕集能力要强于单一磁性纤维的捕集能力,若磁场强度H=0.5 T,磁感应强度B=0.01 T,v=0.1 m·s?1,高梯度磁场可以使单纤维的捕集效率提高为传统单纤维捕集的28.32倍,若B=0.01 T,v=0.1 m·s?1,磁性纤维产生的磁场可以使捕集效率提高为传统单纤维捕集的4.037倍;在磁性纤维产生的磁场中,当磁感应强度B≥0.03 T时,磁性单纤维对PM_2.5的捕集效率随着入口风速的增加而减小,后趋于稳定,当B<0.03 T时,捕集效率随入口风速逐渐减小;捕集效率随粉尘粒径的增加而增大. 而对于高梯度磁场,单纤维对PM_2.5捕集效率同样随着入口风速的增加而减小,当v>0.4 m·s?1时,捕集效率为0,B越大,捕集效率下降越快;捕集效率随着粉尘粒径增大呈现先增加后减小的趋势.      

超细全尾砂深锥动态絮凝浓密试验

为探明超细全尾砂的浓密特性,开展量筒沉降实验,小型和半工业深锥动态浓密试验。结果表明,分子量1200万的非离子型絮凝剂最利于尾砂沉降,随絮凝剂单耗增加,溢流浊度降低,底流浓度基本不变。随固体通量增加,溢流浊度增加,底流浓度降低。固体通量0.4 t·m?2·h?1,给料固体质量分数12%,絮凝剂单耗50 g·t?1的最佳参数条件下,小型和半工业动态浓密试验的底流平均固体质量分数分别为62.8%和74.4%,泥层高度对底流浓度影响显著。深锥浓密机底流固体质量分数随泥层高度增加呈DoseResp函数增长,分为缓慢增长（泥层1～4 m）、快速增长（泥层4～7 m）和基本稳定（泥层超过7～8 m）3个阶段,这跟尾砂絮团在不同泥层高度下的压缩性能有关。可根据底流浓度与泥层高度的函数关系,调节泥层高度来满足井下充填所需底流浓度。      

边坡钻孔作业中粉尘分布及其影响因素的数值模拟

为了改善露天矿边坡钻机穿孔作业粉尘质量浓度超标的现状,依据气固两相流动及梯度输送理论,对粉尘在风流中运动、扩散及沉降过程进行分析,建立粉尘在空气中的运动、扩散及沉降方程.以某铁矿S03#采场为例,运用计算流体力学的Fluent软件对边坡钻机粉尘质量浓度分布进行数值模拟,并与现场实测数据对比分析,模拟结果与实测数据基本吻合.研究结果表明:采场内粉尘质量浓度沿测点线方向先急剧上升,达到最大值后迅速下降至一个较小值,后逐步缓慢下降;穿孔开始后,粉尘质量浓度随时间推移逐步升高,至一定值时保持恒定.当采场风速为3.5 m·s-1、供气压力为1 MPa、钻孔深度为12 m及钻具转速为84 r·min-1时,粉尘质量浓度较低.      

V2O5/MXene纳米复合材料制备及储能性能

利用氢氟酸（HF）刻蚀MAX（Ti₃AlC₂）相获得一种新型二维层状材料MXene（Ti₃C₂T_x），利用液相插层法扩大MXene材料层间距，然后在MXene表面分别负载纳米片状（NSV）和纳米带状（NBV）的五氧化二钒（V₂O₅）。利用X射线衍射（XRD）、比表面积测试分析（BET）和高分辨场发射扫描电镜（FESEM）等手段对复合材料进行了结构表征。结果表明:MXene层间距增加；且两种形貌的五氧化二钒均匀的负载在MXene表面。这两种纳米复合材料的比表面积比MXene高，意味着它们可以为电化学反应提供更多的活性位点。利用多种电化学技术对V₂O₅，MXene和不同V₂O₅/MXene纳米复合材料在1.0 mol·L?1 Na₂SO₄和1.0 mol·L?1 LiNO₃电解液中进行了电化学性能测试。结果表明:当电流密度为1 A·g?1时，在1.0 mol·L?1 Na₂SO₄电解液中MXene，V₂O₅，NSV/MXene和NBV/MXene的比电容分别为8.1，15.7，96.8和88.5 F·g?1；在1.0 mol·L?1 LiNO₃电解液中NSV/MXene和NBV/MXene的比电容分别为64.6，46.7，180.0和114.0 F·g?1。表明所制备的NSV/MXene纳米复合材料是一种有研究和开发潜力的超级电容器电极材料。      

絮凝沉降对浓缩超细尾砂料浆屈服应力的影响

深锥浓密机内底部料浆的屈服应力过高容易导致压耙,为此通过对不同絮凝沉降条件下获得的浓缩超细尾砂料浆的屈服应力进行原位测量,并通过对絮凝前后料浆总有机碳的测试来分析超细尾砂颗粒表面的絮凝剂吸附量,进而分析了絮凝沉降对浓缩超细尾砂料浆屈服应力的影响规律。研究发现,絮凝沉降对浓缩超细尾砂料浆的屈服应力有显著影响,pH和絮凝剂单耗通过影响尾砂颗粒表面的絮凝剂吸附量进而影响浓缩超细尾砂料浆的屈服应力,屈服应力随着pH和絮凝剂单耗的增大均不断增大。综合考虑尾砂料浆的絮凝沉降效果和所得浓缩超细尾砂料浆的屈服应力,最佳絮凝条件是pH值为11和絮凝剂单耗为15 g·t?1,在此最优条件下料浆固液界面的初始沉降速率为0.4565 mm·s?1,沉降后上清液浊度为143 NTU,底部沉积尾砂料浆的固相质量分数为51.56%、屈服应力为243.18 Pa。初步建立了适用于超细人造尾砂的基于絮凝剂吸附量的屈服应力模型,屈服应力随尾砂颗粒表面单位面积的絮凝剂吸附量的增大而增大,为实际生产中控制全尾砂絮凝沉降参数提供参考。      

轴流式压缩机渗氮静叶片试验分析

渗氮叶片的试验室试验及工业试验结果表明,渗氮叶片与渗氮试样总蚀磨损抗力存在较大差距。引起渗氮叶片冲蚀磨损抗力提高幅度不大的原因是：气流速度高、粉尘浓度集中、有少量硬粒子存在、长时间运行粉尘数量大等。     

基于超级絮凝的超细尾砂絮凝行为优化

为了研究不同絮凝条件下超细尾砂的絮凝效果, 本文基于超级絮凝理论, 应用超级絮凝测试仪UFT-ТFS-029, 采用相对絮凝率表征人造超细尾砂在pH值为9~12、絮凝剂单耗f_d=2~20 g·t-1、料浆剪切速率γ=100~2000 s-1、料浆固体体积分数φ=2%~14%等条件下的絮凝行为. 发现相对絮凝率随着pH、絮凝剂单耗、剪切速率的增加均先增加后减少, 而随着浆料固体体积分数的增加逐渐减少, 并获得了一定条件下的最优絮凝条件, 即pH值为11、f_d=12 g·t-1、γ=500 s-1、φ=4%. 同时, 固体体积分数越高, 达到最优相对絮凝率所需的最优剪切速率对固体体积分数的依赖性也越高. 因此, 在实际生产中需要对pH、絮凝剂单耗、剪切速率与固体体积分数等工况参数进行调整, 以达到最优絮凝效果. 应用超级絮凝理论可实现超细尾砂在极短时间内实现很好的絮凝, 为基于流场剪切速率与停留时间的深锥浓密机进料井设计提供参考.      

包裹型SiO2/Al复合粉体的制备及烧结性能研究

为了克服金属陶瓷两相分布不均、界面不润湿和难以烧结致密等难题,采用球磨技术将增强相均匀包裹在基体材料表面,研究包裹型SiO₂/Al复合粉体的球磨制备工艺及其烧结性能,提高金属陶瓷的综合性能。结果表明,随着球磨时间的延长,SiO₂/Al复合粉体的比表面积先增大后减小,球磨6 h获得的复合粉体比表面积最大,达到8.1 m2·g?1。随着球料比的增大,SiO₂/Al复合粉体的比表面积先增大后减小,说明SiO₂包裹在Al粉表面的量呈现先增多再减少的趋势。随着球磨转速的增大,SiO₂/Al复合粉体比表面积先增大后减小。随着烧结温度的提高,SiO₂/Al金属陶瓷表面硬度先增高后降低,在烧结温度为900 ℃时,SiO₂/Al金属陶瓷的表面硬度达到最高。球磨时间为6 h,球料比为2:1,球磨转速为360 r·min?1,烧结温度900 ℃可以获得性能较佳的SiO₂/Al金属陶瓷。