陕北榆神矿区富油煤深成变质的古地质温度计算方法初探

根据陕北榆神矿区2^-2号、3^-1号、5^-2号煤层的地质概况(位置、镜质体反射率和平均镜质体反射率),利用吴氏煤变质热动力学方程计算古地质温度为54.2～79.4℃,并将各煤层的古地质时间、镜质组反射率和古地质温度三者之间的相互关系用图加以显示。对于榆神矿区的富油煤层，要升高0.02%镜质组反射率，古地质温度只需要升高3℃;而古地质时间则需要延长大约5 000万a。根据煤层的最大埋深，用地表恒温15℃、鄂尔多斯盆地现地温梯度2.88℃/100 m计算得出现埋深温度仅为32.5～35.6℃,还达不到褐煤变质的临界温度。利用以正常地温为热源的煤生成镜质组反射率梯度一般低于0.06%/100 m的结论，计算得古温度梯度为8.27～8.59℃/100 m,因此重新计算的埋深温度已经升至在67.1～74.1℃。采用吴氏煤变质热动力学方程计算出最大古地质温度和平均镜质组反射率的条件下的有效受热时间6 800～9 600万a。     

抗菌型超白玻璃的制备与性能研究

本文在超白玻璃配合料中引入AgNO₃作为有效抗菌成分，采用高温熔融法制备一种具备高抗菌性的超白玻璃。该玻璃具有良好的可见光透过率、色度值和抗菌性能，其中玻璃在380～780 nm的可见光透过率约为91.5%;随着AgNO₃含量的增加，玻璃的明度逐渐降低，黄色相增加，但偏黄程度较低；玻璃对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率均超过90%。通过XRD和XPS对玻璃进行了物相分析和掺入Ag元素的价态分析，并通过ICP-OES分析了玻璃样品中Ag⁺的溶出量。XRD和XPS测试结果表明：该玻璃为非晶态，掺入的Ag元素以Ag⁺而非Ag单质形式存在；玻璃中的Ag⁺溶出量随时间增加而增大，但Ag⁺溶出速率减小，各组玻璃样品在24 h内的Ag⁺溶出量与抗菌检测结果一致，证实了AgNO₃在玻璃中的抗菌性。     

煤的生物厌氧降解产气模拟及现场工业试验

针对赵庄地区煤层气井地面抽采效果差的问题,煤与煤层气共采国家重点实验室在实验室模拟生物厌氧降解煤产气的基础上,在赵庄矿区开展煤层气井现场注入培养基工业试验,考察微生物降解煤增产煤层气的效果。结果表明：煤层水和煤的共富集产气量高于煤层水的富集产气量;发酵罐放大模拟培养时,产气量达5.5 m³/d;现场注入培养基后,甲烷产量增长了8 m³/d;Mg²⁺、K⁺、Cl^-、PO₄^3-等离子浓度先升后降,SO₄^2-离子浓度总体下降,可能是因为在井下流失或是被菌群生长利用。培养基的注入提高了菌群的丰富度,为产气提供了有力条件。同时为了解决培养基一次性注入排采存在的弊端,提出了培养基补加循环系统的设想。     

贵州省某村煤中砷含量及赋存状态

基于对贵州兴仁某村煤中砷的含量及赋存状态的研究,得出研究区砷含量分布范围在17.83mg/kg～140.64mg/kg,平均值为93.31mg/kg,远高于中国(4.09mg/kg)和世界(5mg/kg)煤砷含量.其赋存状态复杂多样,煤砷各形态含量比例分布为:残渣态(56.74%)铁锰氧化物结合态(20.74%)硫化物结合态(15.20%)有机结合态(5.07%)碳酸盐结合态(1.73%)水溶态和可交换态(0.52%).煤中砷主要以残渣态形式存在,铁锰氧化物结合态砷含量也较高.其中一个煤样砷含量相对于其他样品较小,有机砷结合态所占比例相对较大,结合前人研究推断:此次研究的煤样多以大分子有机砷结合态存在,但不易提取,导致残渣态砷含量较高.     

百灵井田3~#煤层瓦斯赋存规律研究

通过实测百灵井田3#煤层瓦斯参数,以瓦斯地质理论为基础,分析了百灵井田瓦斯赋存的控制因素。结果表明:煤变质程度较高,围岩封闭性较好是3#煤层瓦斯富集的根本原因,井田构造和煤层埋深是控制瓦斯含量分布特征的直接因素。     

三类煤阶煤中汞的赋存形态分布特征

采用逐级化学提取方法与程序升温热解方法研究了两个煤田三类煤阶六个样品中汞的赋存形态及其热稳定性。煤中汞分为可交换态（F1）、碳酸盐+硫酸盐+氧化物结合态（F2）、硅酸盐+硅铝酸盐结合态（F3）、硫化物结合态（F4）和残渣态（F5），其中F2、F4和F5约占煤中汞总量的90%以上，且F4是煤中汞最主要的赋存形态，占比达45.2%~82.1%。煤中汞的赋存形态与煤阶密切相关，随样品煤化程度加深F4的比例显著提高，但F2和F5逐渐降低，其原因可能是汞在煤变质过程中由碳酸盐、硫酸盐或有机物中逐渐迁移至硫化物中。煤中汞的热稳定性依赖于其赋存形态，其中F1热稳定性最差，在150℃以下全部释放；F3热稳定性最强，析出温度在600℃以上；其余三种结合态汞的释放温度界于以上两者之间，依次为F1 < F5 < F2 < F4 < F3；尽可能多地使汞转化为硫化物结合态中较为稳定的形态是煤燃烧及其相关过程液、固副产物中汞稳定化处理的有效方法之一。     

贺西矿4号煤层瓦斯地质规律分析

运用地质构造控制理论,结合区域构造演化特征,通过对贺西煤矿瓦斯地质资料的统计,分析了构造、煤层埋深、上覆地层厚度、顶板泥岩厚度、煤层底板标高、地下水条件等地质因素对瓦斯赋存的影响,得出地质构造、煤层埋深和上覆地层厚度是影响贺西煤矿4号煤层瓦斯含量分布的主控因素,其它地质因素影响煤层瓦斯的局部变化。瓦斯在煤储层中的赋存和分布受地质条件控制,存在明显的瓦斯地质规律。因此,准确掌握贺西矿4号煤层瓦斯地质规律能够为合理进行矿井通风设计、煤层气资源开发利用和瓦斯综合治理提供科学依据,对指导矿井生产具有重要意义。     

余家寮井田瓦斯赋存规律

运用瓦斯地质理论,结合地质勘探和矿井生产揭露的瓦斯地质资料,研究了梅田矿区余家寮井田的瓦斯赋存规律。综合分析了地质构造、顶底板岩性、煤层埋深、岩浆岩等对煤层瓦斯赋存的影响,预测了井田瓦斯含量,根据研究的瓦斯分布规律和瓦斯涌出量规律,可以更有针对性地制定瓦斯治理及施工措施,对煤矿的安全高效生产具有重要意义。     

哈拉沟煤矿高氟矿井水分布特征和形成机制

系统采集了哈拉沟煤矿20组不同埋深的矿井水,分析了高氟矿井水的含量分布和空间特征,并探讨其来源和形成机制。研究结果表明,哈拉沟煤矿矿井水中F^-浓度范围为0.01～12.72 mg/L,平均值为2.96 mg/L,有55.00%的样品超过了GB5749-2022《生活饮用水卫生标准》。高氟矿井水的赋存埋深为125～225 m,主要赋存于3^-1煤矿井水中。高氟矿井水的形成主要受含氟矿物的溶解控制,方解石和白云岩的溶解饱和、阳离子的交换作用、蒸发浓缩和竞争吸附作用也是促进高氟矿井水形成的重要原因。     

淮南煤田张集矿山西组煤中锑含量和赋存状态及富集成因

以淮南煤田张集矿山西组煤为研究对象，刻槽采集煤样，采用电感耦合等离子体质谱仪、X射线荧光光谱仪、X射线衍射仪、偏光显微镜、扫描电镜等手段，结合相关性分析和逐级化学提取实验，探讨了张集矿山西组煤中锑的含量分布、赋存状态及其富集成因。结果表明：张集矿山西组煤中锑含量范围为2.49μg/g～4.57μg/g,平均3.13μg/g,高于世界煤背景值，富集系数为3.4,属于轻度富集；同煤层中锑含量变化较大，在垂向上，顶部和底部煤样中锑含量高；张集矿山西组煤中锑主要赋存在硅铝酸盐矿物中，其中顶部和底部煤样中的锑还赋存于黄铁矿中；成煤盆地受陆源碎屑输入作用越强，淮南煤中锑含量越大，因此推断煤中锑的富集主要与物源区的陆源物质输入有关；此外，煤中锑元素的富集还受地下水活动和围岩作用影响。     

碱溶透析和酸析处理对碱木质素物化性质和Pb2+去除性能的影响

采用XPS、静态接触角、颗粒表面电荷、扫描电镜、官能团分析等方法来研究碱木质素经过碱溶透析和碱溶酸析处理后的物化性质的差异，探讨碱木质素分子聚集程度对Pb²⁺去除性能的影响。结果表明，碱溶透析木质素的比表面积是碱溶酸析木质素的4.77倍，碱溶透析样品较酸析样品的表面氧含量高48%、水/木质素薄膜的静态接触角低13°，反映出碱溶透析处理后的木质素比碱溶酸析处理后的木质素分子聚集程度低、分子链疏松、羧基和羟基等含氧官能团裸露程度增加。碱溶透析处理后的木质素与Pb²⁺的静电作用增强，对Pb²⁺的去除能力显著提高。Pb²⁺浓度为100 mg·L^-1时，碱溶透析木质素对Pb²⁺的去除量达136 mg·g^-1，去除率为81.8%，且去除性能受体系pH的影响小。与化学改性和表面功能化相比，利用碱溶透析处理以提高木质素对Pb²⁺的去除性能具有操作简单、无毒、能耗低的优点。     

柱淋滤模式下生活垃圾焚烧炉渣中Cu2+和Zn2+浸出规律

垃圾焚烧炉渣是一种活性材料,在其储存、预处理及应用等过程与雨水频繁接触时,炉渣中重金属随着水域环境发生迁移和浸出现象。本研究采用连续柱淋滤试验装置模拟自然降雨,开展了0～5mm和5～10mm焚烧炉渣的动态淋滤毒性浸出分析,重点研究了pH和降雨强度对Cu²⁺和Zn²⁺的浸出影响。结果表明,动态淋滤过程中,淋滤液pH变化对Cu²⁺和Zn²⁺的浸出水平影响显著,且在酸性较强淋滤液作用下Cu²⁺浸出水平比Zn²⁺更强,与Ⅴ类地表水环境浓度限值对比,在整个淋滤时间内Cu²⁺浸出浓度严重超标,在炉渣工程应用时需预防相关的环境风险;原生炉渣粒径大小与重金属浸出水平无直接相关性,但是0～5mm细炉渣中可浸出Zn²⁺含量更高,这与细颗粒物中Zn赋存形态和可溶出态含量较高有关;淋滤强度对重金属浸出水平影响主要反应了动态淋滤过程液固比和水分运移速率情况,当较低淋滤强度时具有低液固比,溶出液中重金属含量较高。     

准东煤中碱金属Na的赋存形态及含量分析

新疆高碱煤具有低灰、低硫及反应活性高等特点,但在燃烧利用过程中,以气相形式释放的碱金属进入烟气后,将改变飞灰颗粒的物理化学特性,如降低灰熔融温度,并增强黏结性,进而对锅炉及换热设备造成严重的积灰、结渣、腐蚀等。碱金属的赋存形态决定其释放行为,因此深入研究碱金属具体存在形式及含量,可准确预测碱金属释放形式及含量,对准东煤的清洁、高效利用意义重大。以准东高钠煤为研究对象,采用扫描电镜能谱测试(SEM-EDS)分析样品表面元素分布,同时利用电感耦合等离子光谱(ICP-OES)分析碱金属Na赋存形态及含量,并通过X射线光电子能谱(XPS)及X射线衍射(XRD)研究样品表面元素含量及晶态结构。SEM-EDS结果表明:Ca、S在相同区域存在明显富集现象,表明CaSO_4存在于该区域; Cl在扫描过程并未发现明亮区域,可认为Cl均匀分布在准东煤中;此外Na也存在少量明亮区域与S对应,表明Na_2SO_4晶体也存在于准东煤中。XRD结果表明:105℃干燥后样品中碱金属Na以NaCl及Na_2SO_4晶体结构存在,经去离子水萃取后,对应峰强度减弱,甚至消失。ICP-OES结果表明:准东煤中Na主要以水溶态形式存在,其次为醋酸铵溶态及酸溶态Na,其含量分别为78. 42%、11. 57%和6. 44%,并有少量以硅铝酸盐形式存在的不溶性Na,含量为3. 57%;水萃取液中阳离子主要以Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)为主,阴离子主要以Cl~-、SO_4~(2-)以及HCO_3~-为主,经计算,阳离子总电荷数为5. 369 mmol/L,阴离子总电荷数为5. 385 mmol/L,可知溶液中阴阳离子电荷基本守恒,则水溶态Na可认为主要以NaCl、Na_2SO_4、NaHCO_3等晶体或水合离子形式存在,在均匀分布条件下,可计算出其质量分数分别为5. 32%、85. 7%以及8. 98%。采用XPS对不同温度干燥后的样品进行表征分析,结果表明:随干燥温度升高,煤样中以水合离子形式存在的Na~+也随着水分移动向样品表面富集,样品表面的Na/C质量比增加;干燥温度超过100℃后,水分蒸发并带走部分在表面富集的Na,因此样品表面Na/C比开始下降,该过程释放的Na可定义为水挥发性Na。     

Ti-Al复合载体载锰催化剂同时脱硝脱汞实验

采用溶胶-凝胶法制备了一系列TiO₂、TiO₂-Al₂O₃（TiAl）、MnO₂/TiO₂（MnTi）和MnO₂/TiO₂-Al₂O₃（MnTiAl）样品,在固定床实验装置上研究了MnTi和MnTiAl催化剂的脱硝、脱汞性能,并对相应的样品进行了BET、XRD、H₂-TPR、XPS表征分析。表征结果表明,Al₂O₃掺入TiO₂后能极大提高载体的比表面积,提升催化剂氧化还原性能,且有利于高价态锰离子（Mn³⁺和Mn⁴⁺）和化学吸附氧（O*）在催化剂表面富集。固定床实验结果表明,在反应温度范围内,MnTiAl催化剂脱硝、脱汞性能均优于MnTi催化剂,MnTiAl催化剂在200℃时脱硝、脱汞效率分别高达88.5%和96.1%。MnTiAl脱除烟气Hg⁰过程中,将Hg⁰氧化为Hg²⁺的同时,催化剂表面Mn³⁺、Mn⁴⁺和O*浓度均被消耗,同时烟气中的O₂能将催化剂表面较低价态的锰离子（Mn²⁺和Mn³⁺）重新氧化为高价态锰离子（Mn³⁺和Mn⁴⁺）,并且能补充催化剂表面的化学吸附氧（O*）,进而实现催化剂催化氧化Hg⁰过程。     

不同水质特点的脱硫废水对管式微滤运行的影响研究

本文采用多家电厂不同水质特点的脱硫废水进行化学沉淀与微滤膜一体化试验研究,探究不同水质特点的火电厂脱硫废水对管式微滤运行的影响及适用性,结果表明不同水质特点的火电厂脱硫废水在相同微滤系统运行条件下,经微滤系统处理后的脱硫废水硬度去除效果均较好,水中的Ca²⁺、Mg²⁺离子可降至较低水平,TOC去除率相比传统混凝澄清处理效果有所提高;但当脱硫废水中Mg²⁺离子含量占比超过60%以上时,易造成微滤系统污堵现象,导致产水水量和微滤膜通量衰减严重。     

阳离子类型对粉煤灰混凝土氯离子扩散性能的影响

通过快速氯离子迁移系数法(RCM法)和自然扩散法研究了钾、钠、钙、镁四种阳离子类型的氯盐对粉煤灰混凝土氯离子扩散性能的影响,基于分子动力学模拟,对比分析了K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Cl^-五种离子在水溶液中的径向分布函数和均方位移曲线。结果表明:粉煤灰混凝土的氯离子扩散系数主要受阳离子价态的影响,价态越高,扩散系数越大;扩散系数随着氯离子浓度增加先增大后减小,随着粉煤灰掺量增加先减小后增大;阳离子类型影响氯离子扩散性能的原因是离子扩散能力不同,其中各离子水合能力强弱顺序为Mg²⁺＞Ca²⁺＞Na⁺＞K⁺>Cl^-,自扩散系数大小顺序为Mg²⁺＞Ca²⁺＞Cl^-＞K⁺>Na⁺。MgCl₂中的Mg²⁺和Cl^-对粉煤灰混凝土都有侵蚀作用,且Mg²⁺会抑制粉煤灰活性的激发。     

淖毛湖煤在热解过程中钠的迁移转化规律

采用立式管式炉对淖毛湖原煤和洗煤进行热解,利用电感耦合等离子体-原子发射光谱（ICP-AES）、X射线衍射（XRD）等检测手段研究了淖毛湖煤在不同热解温度下碱金属钠的析出特性及不同赋存形态之间的迁移转化规律。结果表明：乙酸铵洗煤和盐酸洗煤的不溶钠在热解过程中会向乙酸铵溶钠和酸溶钠转化,其中钠的挥发性呈现增加的趋势,释放量在3%～24%;而水洗煤在热解过程中钠会从水溶态、乙酸铵溶态和酸溶态向不溶态和气相迁移转化。原煤中钠主要以水溶态为主,在热解过程中水溶钠会向其他形态转化,其中钠的挥发性先减少后增加,在600℃达到最低。低温下钠的挥发来自乙酸铵溶钠的分解,高温下水溶钠和酸溶钠会进入气相,使得原煤和洗煤在800℃时钠的挥发速率增加。     

贵阳市秋冬季大气颗粒物化学组分特征分析

为研究贵阳市秋冬季节大气颗粒物化学组分特征,于2021年11月18日—2021年12月4日在花溪区、乌当区、息烽县、修文县同步采集PM₁₀和PM_2.5样品,并对其质量浓度、水溶性离子、碳组分和无机元素进行了分析。结果表明PM₁₀质量浓度呈花溪区>息烽县>修文县>乌当区的分布特征,PM_2.5质量浓度呈息烽县>花溪区>修文县>乌当区的分布特征;PM₁₀、PM_2.5中水溶性阳离子以Ca²⁺、NH₄⁺、K⁺为主,花溪区Ca²⁺、K⁺的含量相对较高,阴离子以SO₄^2-、NO₃^-、Cl^-为主,息烽县SO₄^2-、NO₃^-<...     

某工业园区中水回用废水零排放工艺实验研究

中水回用废水水质较差，离子含量高，远达不到零排放标准。为此，采用超滤、反渗透与液碱软化工艺对其进行处理，并探究工艺最优化条件。试验结果表明：废水经过两次反渗透膜浓缩，浓水的TDS可达49 221 mg/L，后续可进行蒸发分盐处理，清液水质达到所要求的水质标准；超滤膜的平均通量可设定在50 kg/m²·h，在40 kg/m²·h左右可进行反冲洗操作；一级反渗透在通量为18 L/m²·h，回收率为75%的情况下，最佳压力设定为12 bar；二级反渗透在通量为15 L/m²·h，回收率为75%的情况下，最佳压力设定为20 bar；选用液碱-纯碱软化法对一级反渗透浓液进行软化，在两者加药量分别为303.53 mg/L和67.41 mg/L时，处理后出水Ca²⁺、Mg²⁺分别为7.20 mg/L和18.00mg/L，达到了反渗透进水要求。     

Cu2+/Tb2O3抗菌硅胶的制备及其抗菌行为

以硅酸钠为硅源,运用溶胶-凝胶法制备出硅胶载体,采用液相浸渍法制备得到Cu²⁺/Tb₂O₃抗菌硅胶。选用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射仪（XRD）和X射线光电子能谱仪（XPS）等对材料进行表征,结果表明：Cu²⁺/Tb₂O₃抗菌硅胶结构蓬松多孔,铜以CuO/Cu(OH)₂、铽以Tb₂O₃的形态负载于硅胶载体上。对样品进行最低抑菌浓度（MIC）和最小杀菌浓度（MBC）检测可知,添加稀土铽离子能有效提高抗菌硅胶的抑菌和杀菌性能。通过对材料的溶出液离子含量、比表面积和CuO晶粒尺寸研究发现,添加铽离子后材料中铜离子的溶出量从7.22mg/L增加到11.82mg/L,比表面积从115.5m²/g增加到129.3m²/g,CuO晶粒尺寸从107nm降低至76nm,并由此探讨铽离子对材料抗菌性能提升的作用机理。