神东低阶浮选精煤与尾煤表面亲水能力的XPS研究

为了定量分析神东低阶浮选精煤和尾煤表面亲水能力的差异,采用X-射线光电子能谱仪(XPS)扫描了浮选精煤和尾煤样品表面的O、C、Si、Al元素,并对C1s谱图进行了分峰拟合,计算了煤粒表面的亲水能力(HA)。     

碳热还原粉煤灰物相变化规律

在感应炉中,空气气氛下,以粉煤灰为原料,木炭为还原剂,不同温度条件下对粉煤灰还原反应过程及合金进行研究。利用XRD,SEM-EDS技术对还原产物进行分析检测。结果表明,碳还原粉煤灰分为4个阶段：（1 373～1 673 K）Fe2O3和碳反应生成铁;（1 773～1 873 K）石英和碳反应生成SiC,莫来石发生分解并与碳反应生成SiC和Al2O3;（1 973～2 173 K）石英除生成较多SiC,还有少量Si生成,部分Al2O3和空气中的氮气生成Al5O6N,并最终分解成Al2O3和AlN;2 273 K氧化铝和SiC,C反应生成Al,Si,AlN和碳反应生成Al。高温下有气态的SiO,Al2O产生,造成部分铝硅损失。合金由3个相组成,3者相互混合存在,除含有较多Al,Si,Fe,Ca外,还含有部分SiC。在合适的配碳量下,Al2O3对SiC的生成有抑制作用。     

以粉煤灰为基础的微晶玻璃的制备

利用传统熔体冷却方法以 Ti O2 和 Fe2 O3 为成核剂、粉煤灰含量 50 wt%以上的 Na2 O-Ca O- Si O2 系统基础玻璃的制备工艺进行了研究。利用差热分析 (DTA)确定了该玻璃的核化和晶化温度 ,并利用 X射线衍射分析 (XRD)和扫描电子显微镜 (SEM)对晶化试样的物相进行了鉴定并作显微结构观察。研究结果表明 :(1)以粉煤灰为主要原料 ,以 Ti O2 、Fe2 O3 为成核剂 ,通过传统熔体冷却方法能够获得 Na2 O- Ca O- Si O2 系统基础玻璃 ;(2 )对基础玻璃进行二步法热处理可以获得黑色和黄色的微晶玻璃 ,其主晶相为 Na Al Si O4 和 Ca2 Al2 Si O7微晶体 ,呈块状分布 ,该类玻璃的结晶化程度高     

热处理煤矸石活性评价方法的研究

用X射线光电子能谱（XPS对热处理煤矸石中Si 2p,Al 2p和O 1s的结合能进行试验研究,发现煤矸石质硅铝基胶凝材料的强度和煤矸石中硅、铝的结合能具有线性关系,煤矸石的硅、铝结合能可以用来表征煤矸石的胶凝特性和活性.热活化煤矸石Si 2p,Al 2p和O 1s的结合能之间具有很好的相关性.基于此提出硅铝质物料活性评价的新方法--用Si,Al表面结合能评价硅铝质物料活性.     

赤铁矿渣—煤泥铁碳基复合材料的制备及除Cr(Ⅵ )性能研究

为探究赤铁矿渣和煤泥的高附加值利用途径,通过高温还原法制备铁碳基复合材料并将其用于 Cr( Ⅵ ) 的吸附研究,利用 SEM-EDS、XRD 及 XPS 进行吸附机理研究。 结果表明,所制材料主要含 Fe、C、S 3 种元素,其摩尔比 为 24 ∶62 ∶14。 Fe、C 元素构成铁碳基复合材料的基本结构,FeO、FeS 和 Al2O3·SiO2 不均匀地镶嵌在复合材料的结构 中。 这种材料对水中 Cr(Ⅵ)具有较好的去除性能。 在 Cr(Ⅵ )初始浓度 100 mg / L、初始 pH = 2 的溶液中,投加 3 g / L 铁碳基复合材料,25 ℃振荡反应 60 min,水中 Cr(Ⅵ )的去除率可达 99. 87%,材料的最大吸附量可达 86. 88 mg / g。 水 中 Cr(Ⅵ)的去除,是因为 Cr(Ⅵ)能与铁碳基材料表面的 Fe 发生还原反应生成 Fe2+和 Cr( Ⅲ ),再进一步与材料表面 OH-、S2-结合生成稳定的 FeCr2O4 和 FeCr2S4,沉积在铁碳基材料表面。 以上研究为赤铁矿渣和煤泥制备铁碳基复合 材料及其应用提供了理论和技术指导。     

X射线光电子能谱对褐煤中碳氧形态的研究

采用X射线光电子能谱(XPS)对中国和澳洲褐煤进行分析,XPS全图分析表明,胜利褐煤成分较为混杂,检测到C、O、Si、Al和Na元素;Loy Yang褐煤只检测到C和O元素,样品相对纯净。2种褐煤碳元素形态较为接近,不同形式碳元素含量由高到低依次为C-C、C-O、C=O和O=C-O。氧元素分布差别较大,胜利褐煤中C-O占绝大多数,C=O和O=C-O含量都很低;而Loy Yang褐煤中,O=C-O和C-O含量较为接近。     

添加剂对Ca(OH)_2固硫性能的影响研究

从不同钙硫比、单组分及复合添加剂等方面研究了添加剂对Ca(OH)2固硫性能的影响。研究结果表明:单组分添加剂均使Ca(OH)2的固硫效果有不同程度的提高,固硫率提高了10.00%,其中MnO2对提高Ca(OH)2的固硫效果最显著;复合添加剂CeO2和MnO2对Ca(OH)2的固硫效果与单组分添加剂MnO2对Ca(OH)2的固硫效果相比较,固硫率提高了12.90%;加入Fe2O3、Al2O3和SiO2进行三因素三水平正交的试验结果表明,Fe2O3和SiO2两个因素影响显著,Al2O3因素影响不显著,确定A3B1C2为最佳配比条件。     

赤泥-煤矸石基胶凝材料水化过程XPS分析

为了透彻了解赤泥-煤矸石基胶凝材料水化过程中所发生的物理化学变化,采用X射线光电子能谱技术（XPS）对赤泥-煤矸石基胶凝材料水化过程中Ca、Si、Al、O、Na等主要元素化学键能的变化进行了深入、系统的分析。结果表明：水化3 d至90 d的赤泥-煤矸石基胶凝材料水化产物中Ca、Si、Al、Na、O等主要元素的结合能均随着水化龄期的延长逐渐升高;Na1s结合能的升高说明赤泥-煤矸石基胶凝材料在水化过程中对Na+具有一定程度的固化作用;随着C-A-S-H凝胶钙硅原子比的升高,Si2p结合能将降低,二者呈较好的线性负相关性;基于水化产物的O1s结合能与相对桥氧数（RBO值）之间具有良好的线性正相关性,因此可用水化产物O1s结合能来评价胶凝产物中［SiO₄］四面体的聚合度。     

重庆高燕含锰岩系地质地球化学特征及意义

以重庆市城口县高燕锰矿为研究对象,对ZK127-7#钻孔进行岩心编录,揭露的地层由上到下依次为第四系堆积物、震旦系上统灯影组(5-1段),震旦系下统陡山沱组2段,锰矿主要赋存于陡山沱组顶部,严格受地层产出控制。对含锰岩系进行系统采样,测试了包括Mn、Fe、P、Si O2、Ca O、Mg O、Al2O3、LOI共8个指标。结果表明,各组分含量差异较大,Si O2与Al2O3、Fe的含量分布形态一致,Ca O、Mg O、LOI含量分布形态则与其相反;相关性分析结果印证了各主分含量的一致性和差异性;Mn/Fe、Si O2/Al2O3、Al/(Al+Fe+Mn)值表明,含锰岩系中的Mn在富集成矿过程中存在与Fe分离的现象,锰矿层形成于相对潮湿的气候环境中,且形成过程中有热水注入。     

铅矿中氧化铅(PbO·Pb_3O_4)物相分析方法探索

用 2 0 % Na Cl— 10 % NH4 Cl浸取铅矾 (Pb SO4 ) ,并分离石灰石 (Ca CO3 )、毒重石 (Ba CO3 )、碳酸锶矿 (Sr CO3 )、菱锌矿 (Zn CO3 )、菱铁矿 (Fe CO3 )等碳酸盐。然后用 5 % HAc— 15 % NH4 Ac浸取白铅矿 (Pb CO3 )和 Pb O· Pb3 O4 。从浸取液铅量碱去白铅矿中的铅量 ,即为 Pb O· Pb3 O4 的含量     

白云石电子结构及油酸钠在白云石(104)面吸附作用的分子模拟研究

基于密度泛函理论(DFT),从原子层面研究了白云石的电子结构。能带分析结果表明,白云石为绝缘体,禁带宽度为4.962 eV。Mulliken电荷布居分析结果表明,Mg原子在3s、2p轨道失电子,电子数为6.29,失去1.71个电子;Ca原子在3s、4d轨道失电子,电子数为8.6,失去1.4个电子;白云石中Mg、Ca均为电子供体。Mulliken键布居分析结果表明,白云石中C-O1的布居值最大,具有较强的共价性,原子之间作用最强;O1-O1 和 O2-O2的布居值相同,表现出较弱的反键作用;O2-Mg成反键状态,表现出较弱的离子性;O-Ca表现出极弱的成键作用。电荷密度分析可知,Ca,Mg和O原子附近电荷密度较高,原子附近活性较高,容易发生物理化学反应,因此浮选过程中较易发生药剂吸附的位点为Ca,Mg和O位点。分子动力学模拟结果表明,油酸钠可以克服白云石表面H2O分子和H+的阻碍吸附在白云石矿物表面,亦即浮选体系中脂肪酸类捕收剂油酸钠可以克服水分子或氢离子在白云石表面形成的水化层,从而对白云石进行捕收。     

过氧化氢-氧化钙强化抑制煤系黄铁矿的作用机理研究

煤系黄铁矿的有效抑制是煤泥浮选脱硫的关键。通过浮选试验和矿物表面分析技术研究过氧化氢(H2O2)和氧化钙(CaO)对煤系黄铁矿的抑制效果强化及作用机理。研究结果表明:单独使用 H2O2 或 CaO 时,在最佳用量条件下,煤系黄铁矿上浮率分别为 15.15% 和 15.45%,当同时加入CaO(2kg/t)及 H2O2(60kg/t)时,煤系黄铁矿上浮率最低为8.97%,说明 H2O2 能强化 CaO 对黄铁矿的 抑 制 作 用。CaO 与黄铁矿作用可产生少量含钙物质(主要是硫酸盐)覆盖于黄铁矿表面,一定程度上降低了黄铁矿的表面疏水性。H2O2 与 CaO 共同作用条件下,黄铁矿表面氧化还原反应加剧,促进表面 Fe—S键断裂和 Fe、S离子的溶出,以及含 Fe氧化产物 Fe2 (SO4)3,Fe(OH)3,Fe2O3 和 含 Ca氧 化 产 物CaSO4,Ca(OH)2 的生成和覆盖,强化对煤系黄铁矿的抑制     

固硫助剂对煤炭燃中固硫效果的影响研究

为提高煤炭燃中固硫效果,以Ca CO3作为固硫剂,分别以Al2O3、Fe2O3、Na2CO3、C9H8Na2O4作为固硫助剂,探索不同燃烧温度下不同固硫助剂及其用量对固硫效果的影响。试验结果表明:四种固硫助剂中Na2CO3对煤炭燃中固硫效果的促进作用最明显,以其作为固硫助剂时,低温条件下的固硫率高达63.64%,高温条件下的固硫率可达38.18%。     

焙烧温度对硅酸钙矿化CO2的影响

基于CO2矿化利用(CMU)的学术思想,提出了钾长石与氯化钙或硫酸钙焙烧提钾/提钾渣矿化固定CO2的技术路线。但是这两种路线得到提钾渣中硅酸钙(主要物相是硅灰石Ca Si O3和假硅灰石Ca3Si3O9)矿化CO2活性有很大的差异。本文考察了焙烧温度对硅酸钙矿化CO2的影响,结果表明,未焙烧硅酸钙矿化CO2转化率达到95%,随着焙烧温度的升高,硅酸钙的转化率逐渐降低,由900℃的82%逐渐降至1300℃的48%。XRD分析表明,焙烧处理使硅灰石逐渐转化成为更易于与CO2反应的假硅灰石;SEM观察发现,焙烧导致非晶态的硅酸钙颗粒晶化与烧结,比表面积显著地降低。上述两种相反的影响中,比表面积降低的不利因素占据了主导,从而降低了硅酸钙矿化CO2反应的活性。     

方解石晶体电子结构及(104)面表面特性第一性原理计算

基于第一性原理,对方解石体相及方解石(104)面的布居、能带、态密度等进行了分析,结果表明方解石晶体结构对称性强,结构简单,为绝缘体,其阳离子活性位点为Ca,阴离子活性位点为O。方解石切表面后表面原子均产生了一定弛豫现象,Ca原子在Z轴方向的弛豫最为明显,C在3个方向的弛豫相对较小,O原子在3个方向表现出了不同的弛豫程度。方解石(104)面表面原子价电子构型、布居、键长、态密度等较体相均发生了变化,但费米能级附近主要还是由O的p轨道和少量的Ca的d轨道构成。差分电荷密度图表明方解石(104)面表面缺电子位点和多电子位点交替出现,但得失电子程度不同,各原子表现出不同的化学活性。方解石(104)面易与含—COOH、—CONHOH、—OSO₃H等官能团的阴离子捕收剂作用。     

准东煤矿物分布及其熔融特性变化规律分析

对准东煤进行浮沉试验,通过煤灰化学组成和煤灰熔融性分析探讨了矿物在不同密度级中的分布及熔融特性变化。结果表明,不同矿物因成分、密度等差异向不同密度级富集,煤灰化学成分分析显示高密度级比重液富集样品灰化后的Al2O3、Si O2与Fe2O3含量较高,低密度级富集样品灰化后Ca O、SO3与Mg O含量较高,而Ti O2与K2O+Na2O在各密度级样品灰分中的含量较为稳定。Al2O3、Si O2高温下生成莫来石(3Al2O3·2Si O2)使准东煤灰熔融性温度随密度级呈现升高的趋势。1.5~1.8kg/L密度级富集样品因较低的Si O2和较高的Fe2O3,还原气氛中生成硬绿泥石、铁斜晖石、铁橄榄石等低熔点化合物,煤灰熔融性温度较低。碱酸比、硅比、氧化钠含量、硫分结渣指数等指标表明,准东煤中矿物质经浮沉试验分级偏析后,沾污与结渣特性减弱。     

碳热还原法制取VC、VN和V(C,N)的热力学原理研究

分析了以V2O5和C为原料,用碳热还原法制取VC、VN和V(C,N)的热力学原理。结果表明,钒氧化物的还原是逐级进行的,反应过程伴随着相变。V2O5的碳热还原反应机理有两种,即主要依靠CO/CO2传质的气-固反应和碳和钒氧化物之间固相扩散传质的固-固反应。何种反应机理占主导地位取决于V2O5和C的初始混合态。提高温度有利于钒氧化物的还原及碳氮化。制取VC应在CO或真空气氛下进行,制取VN和V(C,N)应在N2气氛下进行,其中C,N含量取决于温度和N2压力。     

钾长石-氯化钙高温反应体系热力学分析

对窑炉反应器中钾长石-氯化钙高温焙烧反应体系进行了系统的热力学分析。结果表明,在温度1423K时钾长石转化提钾主要是通过反应Ca Cl_2+2KAl Si_3O_8=Ca Al2Si2O8+4Si O_2+2KCl实现的,按照氯化钙配料为化学计量比配料的5倍计算,当温度≥1073 K时钾长石的平衡转化率可达85%。标准状况下纯氯化钙在高温水蒸气中是稳定的,但当二氧化硅存在时氯化钙将按照反应3Ca Cl_2+3H_2O+3Si O_2=Ca_3Si_3O_9+6HCl发生显著水解,当入窑空气温度为25°C、相对湿度75%时,1073 K反应平衡时氯化氢分压10k Pa;在钾长石-Ca Cl_2高温焙烧过程中少量产物七铝酸十二钙的形成途径可能是:14KAl Si_3O_8+54Ca O=14Ca_3Si_3O_9+Ca_(12)Al_(14)O_(33)+7K_2O;钠长石与氯化钙反应的热力学趋势远大于钾长石,因此应尽量选用低钠长石含量的钾长石矿为原料。     

一种全新的煤矿灾害气体分析解决方案

适合于实验室分析的煤矿灾害气体专用分析仪,基于Agilent 6890气相色谱仪系统,流量、气路自动控制,无须人工操作,一起分析精度高。一次进样自动完成煤矿灾害气体全分析,可分析组分有氧气(O2)、氮气(N2)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、乙烯(C2H4)、乙烷(C2H6)、乙炔(C2H2),丙烯(C3H6)、丙烷(C3H8)及碳4(C4)烃类。系统配置灵活,适合常、微量组分的分析,稳定性好,灵敏度高,CO2、CO、C1-C4烃类,最低检测浓度<0.5×10-6。分析周期可控制在15 min内。     

湖北省鹤峰县走马地区王家界锰矿地球化学特征及成因分析

王家界锰矿为鹤峰县走马地区发现的"大塘坡式"锰矿。通过对大塘坡组含锰岩系样品进行主微量和稀土元素地球化学分析,发现本区含锰岩系有陆源物质的加入,并显示出热水沉积特征; Al2O3/(Al2O3+Fe2O3)、Al/(Al+Fe)、Al/(A1+Fe+Mn)、δCe、(La/Ce)N等值与被动大陆边缘沉积物特征相似;Al2O3/(Al2O3+Fe2O3)-(La/Ce)N和Fe2O3/(100-Si O2)-Al2O3/(100-Si O2)关系图及V/Cr值、U/Th-Ni/Co图解,表明本区与长阳古城锰矿形成于类似的构造环境。走马地区含锰岩系形成于被动大陆边缘的沉积构造体系,成岩成矿物质具有多来源。含锰岩系和锰矿石的形成可以分为两个阶段:早阶段洋底热液上涌的Mn2+与陆源输入的Mn2+在氧化性水体中形成了锰的氧化物,随后下沉被掩埋在缺氧带之下,在成岩过程中和有机物质相互作用,氧化物被还原释放出的Mn2+和有机碳被氧化释放出的CO2-3结合形成碳酸锰(菱锰矿)。