煤制备新型先进炭材料的应用研究

煤是一种储量丰富且价格低廉的工业原料,富含大稠环有机化合物,含碳量高,可能成为先进炭素材料的重要碳源。在分析煤的成分结构基础上,提出煤可用来制备先进炭素材料。煤的含碳量高,具有丰富多孔结构,采用破碎加工可直接用做助滤材料。煤作为炭源物质,采用高温炭化处理,可制备活性炭;添加金属催化剂,采用电弧放电等方法,煤可制备富勒烯碳、纳米碳管等纳米炭;高碳煤可以用来制备炭石墨电极,也可进行化学热解,制备石墨烯。以煤和煤系物作为主要原料,经过发泡、炭化处理,可制备泡沫炭;作为基体前驱体,煤可制备炭质复合材料等。煤不仅能用做燃料,也能制备高附加值的先进炭素材料。     

高抗折特种炭材料的研制

采用酸性氧化剂活化过的超细煅烧石油焦粉为骨料、煤沥青为粘结剂制得原料粉, 在不同压力和保压时间下模压成型, 然后按一定工艺制度焙烧, 所得样品抗折强度均达到高抗折炭材料的标准。在模压200 MPa、保压20 min时, 抗折强度达到53 MPa, 抗压强度达到108 MPa。     

炭基材料用于烧结烟气脱硝的可行性探讨

摘要:烧结烟气脱硝是当今国内外脱硝研究的一个热点和难点,而炭基材料由于其特有的物理化学性质是最具潜力的脱硝吸附催化剂,广泛用于各种烟气的脱硫脱硝。本文主要介绍了炭基材料在烧结烟气脱硝中的应用,并阐述了炭基材料催化剂的基本脱硝机理及改性炭基材料催化剂在烧结烟气脱硝中的影响,最后对炭基材料催化剂在烧结烟气脱硝中的应用前景进行了展望。      

石嘴山市炭素行业走势分析

煤炭资源是宁夏工业经济的一大支柱,炭素作为煤炭的深加工产品,在石嘴山市具有得天独厚的优势,但由于疏于管理,急功近利,生产厂网点聚增,虽生产能力提高,但附加值低,形成不良竞争,对此提出一些粗浅的建议。     

中国煤基环保炭材料发展现状及展望

随着碳达峰和碳中和目标的提出,我国能源结构正在加速转型,对煤炭清洁高效利用提出了更高要求。我国是世界煤基环保炭材料生产大国,但存在行业分散、标准低、小而散、缺标杆企业以及国际话语权弱等问题。鉴于此,主要剖析了煤基环保炭材料国际国内市场现状,指出了我国煤基环保炭材料行业存在问题,同时对未来活性炭行业发展进行了展望,为引领煤基环保炭材料行业高质量发展、推动企业转型升级发展奠定基础。     

风积砂似膏体煤矿充填材料特性试验研究

通过对风积砂的取样和试验,分析风积砂似膏体料浆的反应机理,再通过试验研究不同风积砂和辅料掺量对充填材料特性的影响。试验结果表明:风积砂主要成分为SiO2和Al2O3,粒径级配不良,随着风积砂掺量的增加,充填体的表观密度增加23.4%,材料成本下降至93元/m3,降低了25.6%;随着辅料掺量的增加,充填体28 d强度增加59.4%,结石率增加至109.5%,增加了23%,充填体表现为微膨胀。     

井下采空区全尾砂充填材料试验研究

银鑫矿经过多年开采,井下形成较大采空区,为充填治理井下采空区,需要进行实验室充填材料试验。通过进行流动性和强度试验,并在室内和矿山井下采场中进行养护,优选得到最佳的充填料浆质量浓度和材料配比,确定了银鑫矿的充填工艺。结果表明,使用胶固粉G料作为胶凝材料,74%质量浓度、灰砂比1∶10可以达到3 d强度1 MPa以上;74%质量浓度、灰砂比1∶6可以达到28 d强度4 MPa以上,银鑫矿充填料浆在其井下采场条件下,充填体的强度明显降低,采场中的充填体强度只有室内试验试块强度的80%左右。     

高分子乳液对水泥基充填材料性能的影响

为解决水泥基充填材料存在的流动性差、强度低的问题，提出以高分子乳液改性其性能。对比研究了苯丙乳液、纯丙乳液、VAE乳液3种乳液对充填料浆流动性能和力学性能的影响，采用SEM扫描电镜观测微观结构形貌。结果表明：2%掺量的苯丙乳液和6%掺量的纯丙乳液对浆体流动度具有促进作用；VAE乳液则增加了浆体黏度，但对充填体抗压强度和抗折强度的改性效果优于苯丙乳液和纯丙乳液，当VAE乳液掺量为10%时，充填体3 d、7 d抗压强度和抗折强度达最大值为12.82 MPa、16.55 MPa和4.37 MPa、5.63 MPa;当VAE乳液掺量为6%时，28 d抗压强度和抗折强度达最大值为16.25 MPa和5.63 MPa。苯丙乳液对充填体的抗拉强度改性效果最好，当苯丙乳液掺量为10%时，充填体3 d、7 d和28 d抗拉强度达最大值为1.77 MPa、2.55 MPa、2.91 MPa。随着水化龄期的延长，聚合物乳液改性充填体微观结构形貌由细针状钙矾石和絮状C-S-H凝胶发育为短棒状和团聚状，水化产物与乳胶颗粒构筑成紧密结合的有机-无机三维互穿网状结构，填充至骨料基体孔隙之间，使充填体具备良好的宏观力...     

公格营子煤矿胶结充填材料试验

以公格营子煤矿为研究对象,通过单轴抗压强度试验对胶结充填体压缩特性进行研究,系统分析了白灰、粉煤灰、水泥、矸石不同配比方案,得出胶结充填体试块压缩特性和抗压强度随养护龄期的影响规律。试验结果表明:相同条件下,胶结充填材料强度与白灰掺量、粉煤灰掺量、料浆质量浓度和养护龄期成正比关系。通过单因素方差分析和显著性检验分析28 d充填料浆的抗压强度试验结果,得知质量浓度对充填体抗压强度的影响相对较大。公格营子煤矿现场充填体材料配比能够满足在开采过程中和开采后充填体对上覆岩层的整体性和长期稳定性的要求,能够指导类似煤矿后续的开采。     

杨家沟铝土矿充填材料配比优化研究

为了充分回收铝土矿资源和保护地表村庄安全,杨家沟铝土矿拟采用条带进路充填法回采矿石.结合矿山周边固废情况,探讨了煤矸石尺寸、粉煤灰和脱硫灰渣掺量对充填料浆流动性和充填体强度的影响.研究结果表明,粉煤灰的"滚珠"效应能够改善充填料浆的流动性,但在大掺量情况下主要起填充作用,表现为充填体强度随掺量的增加而降低;单一增大煤矸...     

似膏体充填材料配比的BP网络优化方法

为了探究似膏体充填材料各组分对材料性能的影响及最优配比,以实验室做的16组配比试验数据为样本,建立了材料组分等因素与分层度、塌落度及长期强度之间的5-10-3 BP网络模型,并利用该模型搜索的最优配比方案进行现场试验。结果表明：建立的网络模型最大相对预测误差为6.08%;胶结料与骨料共同决定充填体的强度;高比例煤矸石配以精确比例的胶结料和细骨料可形成强结构充填体;当粉煤灰掺量为水泥质量的3~4倍,河砂掺量约等于煤矸石质量时,材料的综合性能最好;利用优化后的材料配比方案进行巷旁充填,巷道围岩变形较小且较稳定。     

航空刹车用炭/炭复合材料坯体结构研究进展

综述了国内外航空刹车用炭／炭复合材料坯体结构研究进展。国外主要生产炭／炭复合材料的厂家都拥有自己的坯体制备技术,在坯体结构设计时,除了考虑坯体结构的均匀性外,还根据刹车盘在具体使用过程中所面临的问题对坯体结构和制备工艺不断进行优化设计,并充分利用原材料,降低炭／炭复合材料的制造成本。我国炭／炭复合材料研究单位和生产厂家大都没有自己成熟的坯体制备技术,对坯体结构的研究较少,加强坯体制备技术和炭／炭复合材料研究的密切结合非常迫切。     

土石坝天然防渗材料应用探讨

总结和研究当地防渗材料特性,对修建水库具有重要意义。残坡积红色粘土作为大、中型水库土石坝的天然防渗材料已使用相当普遍。风化岩作为天然防渗材料前景广阔,具有现实的工程意义。与粘土料比较,使用粘土与风化岩混合料可以明显降低土料中的粘粒含量,从而提高一系列的防渗土料质量指标。与风化料比较,使用粘土与风化岩混合料可以明显提高土料的抗渗性能和施工便利性。可以说使用混合料作为水库天然防渗材料是一种趋势。     

充填体主动接顶膨胀材料性能试验研究

充填接顶是充填采矿工艺的重要工序,其效果关系到矿石回采安全性及回收率。为解决目前充填采场接顶率低的难题,本文提出了充填体主动接顶技术。经试验研究,在充填料浆中添加与其相匹配的自膨胀材料,利用其自膨胀功能使充填体体积增大,可实现采场充填体主动膨胀接顶。通过开展自膨胀充填料浆的流动性能和自膨胀充填体的强度试验,并借助扫描电镜(SEM)分析充填体的微观结构,确定了广东某铅锌矿充填接顶的技术参数,在充填料浆浓度为73%、灰砂比为1∶4、膨胀材料添加量为3%时,充填体体积膨胀率为22%～23%,充填体强度约2.0MPa,满足接顶充填工艺要求。     

紫金山新型尾砂胶结充填材料的试验研究

为降低紫金山充填成本,利用矿山废渣制备的新型胶凝材料开展尾砂充填试验。结果表明:分级后的尾砂级配更好,有利于尾砂充填。与水泥尾砂充填结果比较,新型胶固料尾砂充填试块抗压强度明显优于水泥充填试块,28 d抗压强度最高可达水泥的2.4倍。在同等条件下,新型胶固料的充填试块沉缩率(1.62%)小于水泥充填试块沉缩率(5.3%),且新型胶固料与水泥充填料浆的坍落度相近。若采用新型胶固料充填,可选用分级尾砂、矿浆质量分数在74%~76%进行自流充填。     

不同炭基体C/C-SiC制动材料压缩性能研究

选用热固性酚醛树脂A和热塑性酚醛树脂B分别与短炭纤维、石墨粉、硅粉、碳化硅按一定的比例混合后, 采用温压-原位反应法制备C/C-SiC试样1和试样2。研究了不同基体的C/C-SiC材料的压缩性能。试样1在垂直纤维层方向压缩载荷作用下, 没有出现纤维的拔出、脱粘等现象, 界面结合较强, 材料呈现脆性断裂: σ_⊥=60.7 MPa; 而在平行纤维层的压缩载荷作用下, 纤维与基体存在剪切作用, 存在纤维的脱粘, 试样呈现韧性断裂: σ_∥=52.6 MPa。试样2由于纤维的分散性不好, 大量聚集在一起, 在压缩载荷的作用下, 存在着纤维的拔出、脱粘现象, 界面结合较差, 材料呈现韧性断裂, 强度较低: σ_⊥=45.8 MPa, σ_∥=19.4 MPa。     

某金矿全尾砂充填材料影响因素及配比优化研究

为了探究充填材料各影响因素对充填体抗压强度的影响规律,选择山东某金矿尾矿库的4种尾砂作为试验材料,设计了影响因素为尾砂粒级、灰砂比、料浆质量浓度,响应指标为充填体抗压强度的L₁₆(4³)正交试验,通过极差分析、方差分析以及回归分析确定各影响因素对充填体抗压强度影响规律以及确定最优级配尾砂和最优配比。结果表明:经过对化学成分以及粒径分布的分析,确定4种尾砂均可作为充填材料,但理论分析和试验结果均表明,3^#尾砂最适合作为充填材料用于井下充填;抗压强度试验结果、极差分析以及方差分析均证明各因素对充填体强度抗压性能影响敏感性顺序为料浆质量浓度>灰砂比>尾砂粒级;3^#尾砂3 d、7 d、28 d的线性回归方程的复相关系数Z²均大于0.95,平均误差0.76%<2%,预测准确度高,推荐3^#尾砂、灰砂比为1∶6、料浆质量浓度为70%的充填配比,满足该金矿的充填要求。     

球形富氮炭材料的制备及其电化学性能

以吡咯为单体、FeCl3为氧化剂,通过低温水热法制备出球形聚吡咯(PPy),然后将PPy在N2保护下直接炭化获得球形富氮炭材料(SC).借助X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)、元素分析及N2吸附-脱附对产物进行了表征.电化学测试结果显示,SC电极在6.0mol/L KOH的电解液中、-0.9～0.1V的电势范围内具有良好的电容行为,比电容高达235F/g.     

多元粗骨料膏体稳态制备系统研究

本研究针对戈壁料粒径较大,且级配不连续,出现两头大中间小,通过添加一定冶炼渣优化其级配组成。通过开展充填物料基本性质测试、最优配合比试验等,确定了戈壁料与冶炼渣的最佳配合参数及核心工艺参数,即戈壁料∶冶炼渣=7∶3、充填浓度为78%至80%、灰砂比在1∶6至1∶10;同时由于戈壁料中含有大量的大颗粒骨料、冶炼渣比重较大,难以实现制备高质量均质膏体料浆的技术难题。本研究提出基于进料源头实现精准计量,多环节控制混合搅拌精度的技术;并以此标准,根据戈壁料、冶炼渣的特性,研发了多元粗骨料均质混拌技术系统、混合骨料精准给料与计量技术与装置、混合骨料料浆搅拌技术与装置。实现粗骨料从进料源头上开始精准计量,严格控制多元骨料连续稳定给料,提高多元粗骨料搅拌效果,从而确保多元粗骨料膏体稳态制备,保障充填质量。