Ni-A1掺杂WC粉末激光燃烧合成复合材料组织性能研究

采用高能束激光诱发自蔓延原位自生反应合成金属陶瓷颗粒增强复合材料的方法,通过对掺杂不同含量WC粉末的Ni-Al粉末压坯进行激光点燃自蔓延烧结,制备硬质颗粒增强NiAl基复合材料。得到了烧结合金的XRD、OM、显微硬度、摩擦磨损测试等结果。结果表明：未添加WC粉末时,烧结合金物相有Ni3Al,NiAl,Al2O3相,当加入WC时,新添了WC以及Ni4W和WO3相;加入WC后组织晶粒更加均匀、细化,呈细小的胞状;当WC粉末质量分数为1％时,相对密度最大为6．864g／cm3,孔隙率最低为0．189％;WC的添加能增加材料的力学性能,且当添加量为1％时,硬度最高为687．3HV,其磨损率最低为0．309mg／mm^2。     

麦饭石+铁屑处理煤矿酸性废水试验研究

针对多组分煤矿酸性废水(AMD)污染程度严重、治理费用高的特点,选取麦饭石、铁屑作为AMD井下原位处理的试验材料,开展了动态土柱试验研究。试验结果表明,由麦饭石及铁屑复合组成的1#柱对AMD的去除效果明显好于仅由麦饭石组成的2#柱,其对Fe2+、Mn2+、SO42-、COD的平均去除率分别为99.9%、64.5%、60.0%、53.8%,出水p H为8.0。该方法为AMD的井下原位廉价处理及麦饭石的新应用提供了参考。     

粉煤灰制备絮凝剂聚硅酸铝铁工艺条件研究

采用单因素和正交实验法对粉煤灰絮凝剂聚硅酸铝铁制备工艺进行优化研究,探讨了用Na2CO3作助溶剂时的固体原料配比、反应时间、反应温度等对粉煤灰中有效成分浸出率的影响。实验表明,最佳工艺条件为:在Na2CO3∶SiO2比为0.5时,保持温度900℃,焙烧1 h,取得初级固态产物,用30%盐酸,在100℃下搅拌浸取1 h,过滤,得到液态物质,调节pH值为1.1,Si与Al的摩尔比为1∶0.5,Si与Fe摩尔比为1∶0.3,熟化温度为60℃,可制备出粉煤灰基絮凝剂聚硅酸铝铁。     

改性煤矸石对煤矿酸性废水中Fe~(2+)、Mn~(2+)的吸附

针对煤矿酸性废水中Fe、Mn含量高的特点,采用自燃煤矸石及NaCl、NaOH、HCl活化改性煤矸石对废水中的Fe~(2+)和Mn~(2+)进行吸附试验,并采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对样品进行表征,考察了自燃煤矸石及NaCl、NaOH、HCl活化改性煤矸石对Fe~(2+)和Mn~(2+)的吸附特性。结果表明:Na OH改性煤矸石对Fe~(2+)和Mn~(2+)的吸附效果最佳。自燃煤矸石对Fe~(2+)的吸附过程由膜扩散和颗粒内扩散联合控制,NaCl和NaOH改性煤矸石对Fe~(2+)的吸附符合一级动力学模型,HCl改性煤矸石对Fe~(2+)的吸附符合二级动力学模型。自燃煤矸石及改性自燃煤矸石对Fe~(2+)的吸附现象均符合Freundlich吸附等温式模型。自燃煤矸石及改性自燃煤矸石对Mn~(2+)的吸附均符合二级动力学模型和Langmuir吸附等温式模型。     

自燃煤矸石吸附煤矿酸性废水矿物学特性研究

针对煤矿酸性废水污染问题,采用SEM、XRD和FTIR等分析测试手段,对吸附煤矿酸性废水前后的自燃煤矸石、Na OH改性自燃煤矸石和SRB协同自燃煤矸石样品进行矿物学特性研究。结果表明:自燃煤矸石通过表面孔隙吸附作用和发生配位反应,将煤矿酸性废水中的离子以小颗粒的形式沉积在自燃煤矸石表面。Na OH改性过程溶出自燃煤矸石表面的部分物质,使煤矸石表面出现大量孔隙。对比XRD谱图和红外光谱图可知,自燃煤矸石中的石英和钠长石等矿物成分在吸附煤矿酸性废水时起到了一定的作用。SRB协同自燃煤矸石过程对自燃煤矸石结构成分的影响比Na OH改性过程影响大,附着在煤矸石表面的SRB不仅影响自燃煤矸石表面的矿物质成分,形成黑色硫化物颗粒,还可以直接处理煤矿酸性废水,进一步提高对煤矿酸性废水的处理效果。     

Ni-Al掺杂WC粉末激光燃烧合成复合材料组织性能研究

采用高能束激光诱发自蔓延原位自生反应合成金属陶瓷颗粒增强复合材料的方法,通过对掺杂不同含量WC粉末的Ni-Al粉末压坯进行激光点燃自蔓延烧结,制备硬质颗粒增强NiAl基复合材料。得到了烧结合金的XRD、OM、显微硬度、摩擦磨损测试等结果。结果表明:未添加WC粉末时,烧结合金物相有Ni3Al,NiAl,Al2O3相,当加入WC时,新添了WC以及Ni4W和WO3相;加入WC后组织晶粒更加均匀、细化,呈细小的胞状;当WC粉末质量分数为1%时,相对密度最大为6.864g/cm3,孔隙率最低为0.189%;WC的添加能增加材料的力学性能,且当添加量为1%时,硬度最高为687.3HV,其磨损率最低为0.309mg/mm2。     

麦饭石井下原位处理煤矿酸性废水的强化试验研究

采用添加硫酸盐还原菌(SRB)与零价铁(Fe0)构建以麦饭石(MFS)为主体的可渗透性反应墙,模拟井下煤矿酸性废水(AMD)原位修复过程,比较生化强化与物化强化两种方式对处理能力的影响。结果表明,添加硫酸盐还原菌的麦饭石(SRB-MFS)和添加零价铁的麦饭石(Fe0-MFS)去除能力均强于单独MFS;SRB-MFS对SO42-的去除有明显优势,但对Mn2+的去除不及Fe0-MFS,两种强化方式对可溶性Fe2+的去除效果差别不大,出水均为弱碱性。     

宝日希勒露天煤矿煤层煤质特征及洁净等级划分

为合理清洁利用内蒙古自治区陈旗煤田宝日希勒露天煤矿的煤,基于全区地质背景以及大磨拐河组含煤地层的基本情况,对矿区煤的物理性质与煤岩特性进行了分析,确定煤的工业性能和用途,选取灰分、硫分,有害元素砷、氯等4个评价因子对矿区煤的洁净等级进行初步划分。结果表明:12、21、31、32+3煤层的宏观煤岩类型多为暗煤及半暗型煤;有机显微煤岩类型以腐植组和惰质组为主。原煤属低灰、高挥发分、中高固定碳、特低硫、特低氯、特低~低磷、一级含砷煤。通过分析原煤工艺性能,说明煤层以褐煤二号为主,属中高发热量、焦油产率较高、中等结渣煤,其中21煤为易磨煤,12及31煤为极易磨煤、极难选煤。矿区总体煤洁净等级为Ⅱ级,属好洁净煤。     

煤矸石主要污染组分静态溶出规律研究

为研究煤矸石主要污染组分在不同淋溶条件下溶出规律,本研究以辽宁某煤矿煤矸石为实验材料,通过静态淋溶实验,结合XRD、SEM检测技术,综合分析煤矸石中Cl-、总硬度、Cu、Zn等主要污染组分溶出量在不同固液比、pH值、粒径、是否搅动条件下随时间变化的规律.实验结果表明:污染组分溶出量受淋溶条件变化的影响较明显,且在固液比为1:5、pH值为5.3、粒径小于5 mm、间歇性搅动条件下,Cl-和总硬度的溶出量变化较明显;淋溶初期,由于煤矸石表面风化,污染组分溶出速率较大;淋溶过程中,污染组分赋存状态的不同使其溶出效果不同,且由于二次相的形成,胶体和煤矸石中粘土的吸附作用,污染组分溶出量存在一定程度的波动.