云南褐煤成型工艺条件的研究与优化

运用有粘结剂冷压成型技术对云南褐煤压制成型,主要考察煤粒的粒级大小,粘结剂含量和成型温度对型煤的抗压强度和跌落强度的影响,并通过响应曲面法对褐煤成型的工艺条件进行了研究.研究结果表明,实验值和检测值相近,可以用拟合模型对型煤的跌落强度和抗压强度进行分析和预测,以确定最佳的成型工艺条件,为工业型煤的生产提供依据.     

砷羟基磷灰石的水热合成与结构表征

以四水硝酸钙[Ca(NO3)2·4H2O]、磷酸氢二铵[(NH4)2HPO4]、十二水合砷酸钠[Na3AsO4·12H2O]为原料,在200℃下水热反应8h制得掺砷羟基磷灰石[Ca10(PO4)6-x(AsO4)x(OH)2].考察了反应液中不同砷含量对合成砷羟基磷灰石结构的影响.采用X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜结合电子能谱分析(SEM/EDS)、傅立叶变换红外光谱分析(FTIR)等测试手段对产物的晶相、化学组成和形貌进行分析.结果表明:As取代部分磷(P)进入羟基磷灰石的晶格中,没有改变其晶体结构,但羟基磷灰石的晶胞参数发生了变化,随着As含量的增加,砷羟基磷灰石的晶体尺寸呈增大的趋势,晶体形状为短棒状.     

煤矸石酸浸渣干法制备水玻璃的研究

煤矸石酸浸渣是提取酸溶物后的固体废弃物,主要化学成分是SiO2及少量的CaSO4和TiO2.本文以煤矸石酸浸渣为原料,通过酸浸液分离时的副产品Na2SO4和酸浸渣中SiO2物质的量比确定制备水玻璃模数,采用干法制备水玻璃,为了便于实验研究,以Na2CO3替代NaSO4,考察了制备温度、时间和冷却方式对水玻璃合成的影响,研究结果表明:按合成水玻璃模数1∶1配料,在1000℃下煅烧1h,采用水淬骤冷方式,硅的回收率接近80％;酸渣中的硫酸钙最终转化为偏硅酸钙,进一步与偏硅酸钠形成低共熔物,会造成钠和硅的损失,而钛的存在则有利于提高钠、硅的收率,同时消除钙、铁等杂质对水玻璃合成的影响.     

矿渣基胶凝材料固化硫砷渣的研究

利用矿渣基低温陶瓷胶凝材料对硫砷渣进行固化,考察砷渣的石灰预处理、养护条件及砷渣的掺量对固化效果的影响.结果表明:m(石灰)/m(硫砷渣)=0.8是固化硫砷渣最佳的预处理配比;固化体在0.7 MPa压力下养护后强度和As浸出率都较常压养护的好;0.7 MPa压力养护下,随着预处理硫砷渣掺量的增加,固化体的砷浸出浓度逐渐升高,但砷浸出率均低于1％,且预处理硫砷渣掺量小于等于20％时,固化体As浸出浓度能达到国家标准.     

矿渣基草酸钙化学键合材料的制备及其固化重金属的研究

利用富含钙氧化物的高炉矿渣与草酸在常温进行反应制备草酸钙化学键合材料,探究了草酸(OA)和高炉矿渣(BFS)质量比对草酸钙化学键合材料力学性能的影响,以及草酸钙化学键合材料对重金属(Pb、Cd和Cu)的固化效果。结果表明,当草酸和高炉矿渣质量比为0.25时,草酸钙化学键合材料力学性能最优,其在自然养护3 d、7 d和28 d的抗压强度分别为25.70 MPa、27.86 MPa和34.79 MPa。采用XRD和SEM对草酸钙化学键合材料的物相组成和微观形貌进行分析,其主要物相为草酸钙(CaC₂O₄·H₂O),微观结构致密。在重金属(Pb和Cu)掺量为8%(质量分数)时,草酸钙化学键合材料对重金属(Pb和Cu)仍有良好的固化效果,固体浸出毒性质量浓度低于国家标准限值。研究结果为高炉矿渣制备草酸钙化学键合材料提供了参考。     

响应面法优化高砷溶液形成臭葱石的工艺研究

以高砷溶液为原料,采用Box-Behnken响应面优化硫酸亚铁空气氧化法沉砷形成臭葱石的工艺条件。以砷溶液初始pH、反应温度和反应时间为影响因素,以沉砷率为响应值,采用三因素三水平实验进行分析,建立了沉砷率与因素之间的二次多项式模型,确定了最优条件为pH为4,温度为95℃,时间为6.5 h。在此工艺下沉砷率达到了86.698%,与理论值88.984%接近。在此基础上,采用XRD图谱和SEM照片对最优条件下的产品进行表征,分析表明产物为结晶良好的双锥型八面体晶体结构臭葱石。     

铜渣基磷酸盐胶凝材料的制备及其性能研究

利用富含铁氧化物的铜渣与磷酸二氢铵(ADP)在常温下制备了凝固速度适中、早期强度高的磷酸盐胶凝材料。探究了铜渣/磷酸二氢铵(CS/ADP,质量比)和缓凝剂(硼砂)掺量等因素对胶凝材料硬化体力学性能的影响。结果表明:当CS/ADP=4.0时,材料力学性能最高,1 d和28 d抗压强度分别为31.7 MPa和42.8 MPa;随着硼砂掺量的增加,胶凝材料初凝时间延长,材料力学性能呈降低的趋势。采用XRD、SEM和FT-IR等手段对材料微观结构及物相组成进行分析,其物相组成主要为FeNH_4HP_3O_(10),NH_4FeP_2O_7和(NH_4)_2FeP_2O_7和Fe_2SiO_4结晶相,具有较为致密的微观结构。     

改性镍铁渣吸附剂对Cr(VI)吸附性能的影响及机理分析

以镍铁渣为原料,加入硝酸和表面活性剂对其矿物相改性,制备改性镍铁渣吸附剂,考察表面活性剂种类、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)掺量、吸附剂掺量、溶液初始pH值、Cr(VI)浓度对Cr(VI)吸附效果的影响。结果表明:镍铁渣经改性后可制得结构疏松、比表面积高达180.6 m²/g的无定形SiO₂;改性镍铁渣对Cr(VI)的吸附率在10 min内可达到90%,吸附等温线符合Langmuir模型,最大理论吸附容量为42.55 mg/g,吸附动力学符合拟二级动力学模型。改性镍铁渣吸附剂对Cr(VI)的吸附机理主要是物理吸附和氧化还原,即吸附剂表面范德华力将HCrO ^-₄吸附至吸附剂表面,CTAB提供的电子对将Cr(VI)还原为Cr(III)。对镍铁渣改性获得的高比表面积无定形SiO₂不仅可以有效吸附净化Cr(VI),同时可以实现镍铁渣资源化利用,达到以废治污的目的,具有良好的环境效应和经济效益。     

基于SVD降噪法对齿轮点蚀故障特征的试验及分析

根据奇异值分解法(SVD)的基本原理,采用数值模拟分析法验证了SVD法在信号处理上具有良好的降噪效果。再利用该法对齿面点蚀故障振动试验数据进行了奇异值和奇异值差分谱计算,得出了真实信号与噪音信号的相空间及真实信号的重构阶数,并对真实信号进行重构,得出了经降噪后真实振动情况的时域信号。在此基础上,将真实振动加速度信号进行FFT变换,得出了齿轮箱上各测点处的频响特性;最后,分别研究了转速、载荷与齿轮箱振动频响特性之间的变化关系,得出了输出轴的振动特性对转速或载荷的波动情况较为敏感。     

钙系磷酸盐化学键合材料的制备及其固化重金属研究

利用富含氧化钙的铬铁渣(FS)和磷酸二氢钾(P)反应制备钙系磷酸盐化学键合材料,并用其作为固化重金属离子(Pb~(2+)、Cd~(2+)、Cu~(2+))基体材料。研究了原料配比、缓凝剂及重金属掺量对胶凝材料初凝时间和抗压强度的影响。结果表明:当P/FS(质量比,下同)为1/4及硼砂掺量为2%时,材料性能最好,自然养护28d和常压蒸汽养护24h抗压强度分别可达25.65 MPa和36.86 MPa。随着重金属掺量的增加,材料抗压强度逐渐降低,掺量为3%时,自然养护28d和蒸汽养护24h试块抗压强度均大于10 MPa,满足建筑材料要求。固化体重金属毒性浸出试验表明:磷酸盐化学键合材料对重金属离子(Pb~(2+)、Cd~(2+)、Cu~(2+))均具有很好的固化效果,浸出浓度远低于相应的鉴别标准。通过XRD、SEM和FTIR分析,钙系磷酸盐化学键合材料固化重金属的机理是通过水化产物的化学键合、吸附以及物理包裹作用将Pb~(2+)、Cd~(2+)、Cu~(2+)固化在材料中。