煤矸石活性激发方法探讨

煤矸石的活性对于水泥混凝土的性能有重要影响,如何更好激活煤矸石的潜在活性是研究者面临的一个难题。本文介绍了热激活、物理激活、化学激活、辐射激活和复合活化的机理及目前研究状况,并讨论了提高煤矸石活性时应注意的问题。     

活化条件对彬县煤活性焦表面性质的影响

在一流化床上制备彬县煤活性焦，利用X射线光电子能谱(XPS)等分析手段考察了活化条件对制得的彬县煤活性焦表面性质的影响．结果表明：活性焦表面多环芳香系统的离域1T电子是活性焦碱性的主要来源；活化温度提高，在活性焦表面上的离域π电子的电子给体-受体作用增强，活性焦表面碱性增强．究其原因是活化温度提高，一方面有利于活性焦孔隙结构的发展，从而使得更多的表面多环芳香系统暴露于外部空间；另一方面有利于活性焦表面结构的重排，形成多环芳香系统，同时，由于氧的逸出，使得多环芳香系统上的π电子离域效应增强所致．     

利用煤矸石生产分子筛用活性高岭土的研究

本文结合煤矸石的结构特征,阐述了利用煤矸石生产分子筛用活性高岭上的加工工艺;从理论上论证了提高高岭土活性的有效途径;提出了确定煤矸石活化曲线的可行方法。这一成果,为煤炭行业变废为宝,开拓了一条新的途径。     

不同类型长石的表面与整体分析比较及其对浮选过程的重要意义

早先报道说在有一价盐存在的条件下,可采用阳离子浮选的方法分选钠长石(NaAlSi3O8)和钾长石(KAlSi3O8)是可能的.然而,与这一结果相反,一系列的钾长石矿物的可浮性表明,每种微斜长石都显示出不同的可浮性和Zeta电位曲线,这些情况转而又对我们研究小组早先报道的结果提出怀疑.采用化学分析电子能谱法(ESCA)和扫描电镜与X射线色散能谱法(SEM/EDS)分析表明,在微斜长石表面上存在着纳米级尺寸的显微斑点.这些从几个nm到大约100.nm尺寸的纳米级显微斑点,不仅扭曲了长石矿物的表面畸变,而且还控制长石矿物的浮选行为.很有意思的是,这些斑点中还包藏着那些在整体化学分析过程中不能检测出的元素杂质,而且在表面以下20A深度处却含有着百分之几的Mn、cu、Ba、Cr、Fe元素.这些杂质被认为是在颗粒沿着较弱界面选择性碎裂时曝露出来的,并且是按曝露杂质数量而成比例的改变着微斜长石的表面性质.     

表面活性剂和硝酸铵作用机理的研究

叙述了采用光电子能谱,X射线衍射等技术,对胺类表面活性剂在硝酸铵晶粒表面作用机理的系统研究。分析了含有胺类表面活性剂的硝酸铵具有良好抗结块性的原理,为表面活性剂在硝酸铵和硝酸铵炸药中的应用提供了理论依据。     

司班80表面活性剂预处理改善褐煤的浮选研究

采用XPS对褐煤表面官能团进行表征后发现褐煤表面含有大量含氧官能团,在浮选矿浆中极易与水分子形成氢键,从而形成褐煤难浮的特性。试验采用司班80作为表面活性剂对褐煤矿浆进行预处理,试验结果表明,低浓度的表面活性剂含量在一定程度上增加了褐煤的浮选精煤产率,但是高浓度的表面活性剂含量反而恶化浮选过程,降低浮选精煤产率。     

用X-射线能谱(XPS)和二次离子质谱(SIMS)分析法研究烟煤镜质组低温氧化过程初探

研究了两种澳大利亚烟煤(悉尼盆地,Greta和Whybrow煤层)镜质组煤样的表面氧化过程.将煤样在空气中进行热处理,温度在20～120℃之间,试验时间为370 d.X-射线能谱(XPS)和二次离子质谱(SIMS)的分析结果清楚表明在不同氧化条件下,煤表面有机物中含氧官能团发生了明显变化,得到的氧化产物包括含有羟基或醚键、羰基、羧基等的化合物.氧化温度的提高,加速了羧基官能团的形成.研究发现,煤表面羧基官能团含量可用来评估低硫烟煤氧化程度.这将有利于选煤技术的研究.     

机械破碎后煤矸石在Ca(OH)2溶液中的活性特征

为研究在48 h内机械破碎后的矸石粉末在不同浓度的氢氧化钙溶液中火山灰反应特性和活性离子溶出特性,采用X射线衍射仪、热场发射扫描电子显微镜和傅里叶红外光谱仪分别对矸石粉末浸入1 mol/L和0.1 mol/L Ca(OH)2溶液中不同时间段的滤渣矿物成分、微观形态和红外光谱进行分析和观测,同时运用电感耦合等离子体发射光谱仪和电导率仪分别对滤液的活性离子浓度和电导率进行测定。结果表明：机械破碎后的矸石具有火山灰活性,在两种浓度矸石-Ca(OH)2溶液中,活性离子Al3+,Fe3+,Si4+浓度均在6 h和24 h达到峰值;活性离子来源于矸石中高岭石Al-O和Si-O键能的变化,溶解时间越长,键能变化越明显;矸石在两种浓度的Ca(OH)2溶液中表面形态,都经历了片状矿物的裸露→薄片状Ca(OH)2晶体的附着→小颗粒活性物质的析出→花瓣状产物的生成向针柱状产物转变的过程;随溶解时间的增加,1 mol/L和0.1 mol/L矸石-Ca(OH)2溶液的电导率均呈下降趋势,且前者的火山灰反应程度明显高于后者。     

闪锌矿的活化及表面Pb离子浓度

用微量浮选、EDTA提取和X射线光电子能谱(XPS)等方法研究了乙基黄药存在下铅对闪锌矿的活化。在pH低于7时铅对闪锌矿活化明显，而在pHll时活化降低至零。提出用闪锌矿／铅／黄药体系中的相互作用来解释矿物可浮性。闪锌矿浮选与Pb的表面浓度〔Pb]表图(mg／cm^2)的关系密切．而不论铅的来源如何(来自溶液或与方铅矿接触)。将〔Pb]表面与Pb离子产生的模型联系起来以试图估计发生铅活化的矿石中方铅矿品位及产生偶然活化的潜在危险。     

鉴定煤中有机硫类型的方法研究

应用XPS（X射线光电子能谱）法研究了几种煤中有机硫在脱硫过程中的存在形态.通过模型化合物中硫的2P层电子的XPS结合能,用来估算煤中硫的归属,如硫醇、硫醚有噻吩类硫;并研究了兖州煤显微组分中有机硫的存在形态稳定组中含有大量的硫砜、硫醚含硫化合物;镜质组中硫砜、硫醚及脂肪族矿化物含量相当;惰性物中噻吩型硫约占有机硫的一半.应用硫分子特征光谱,设计了无火焰光化学检测仪,对4个煤样进行了检测.结果表明,该方法能对有机硫类型进行判定和定量,并有好的再现性.     

煤矸石胶凝特性的研究

分析了国内外煤矸石的综合利用情况，结合煤矸石矿物特性及其化学组成，提出煤矸石胶凝材料化的3个活性区：即低温脱水活性区、中温自水化活性区以及高温玻璃化活性区．根据煤矸石矿物的结构特性，从矿物结构的继承性、延续性和能量优化耗散规律出发，分析了低温煅烧煤矸石作为水泥混合材降低水泥强度的原因以及煤矸石作为水泥原料的黏土替代材料过程中高耗能的原因．提出了煤矸石利用过程中“系统功最小”原则，并结合煤矸石与胶凝材料之间的双重相似性（大宗性以及组分近似性）成功地研制出黏土质硅铝基胶凝材料．     

The concentration of fluorine in coals and gangue of China

A detailed comparison was done between the data about the F in coals published at home and abroad, and associated with the special situation in China. An introduction also was made to illuminate the forming, occurrence and accumulation of the F in coals and its potential hazard to human and environment. Analytical data of coal samples were referred to study the great difference of the F content between coals and gangue. The results show that the average value of the F in the coal samples collected in different coalfields of China is 304×10⁻⁶, while that of gangue samples is surprisingly 1 319×10⁻⁶, especially the F content of coal ash from Bangmai in Yunnan Province reaches 4 800×10⁻⁶. It has been proved in many provinces of China that burning the coal and clay mixture can produce F contamination. Supported by “973 Program” (2006CB202202); The National Natural Science Foundation of China(40572090, 40272124)     

井下煤和矸石选择性破碎研究

为了解决不同物料的选择性破碎问题,以井下煤和矸石破碎分离机为例,采用液压式选择性破碎的方法,结合对辊破碎机的结构,从破碎辊筒运动与液压缸受力的角度进行分析,确定了选择性破碎的条件,并导出了液压缸推力与物料抗压强度、物料粒度、物料与辊筒接触状况以及辊筒结构之间的数学表达式,为后续设计高效率选择性破碎机提供了理论依据。     

煤矸石中溶解性有机质(DOM)溶出的动力学变化

以神华神东煤炭集团公司补连塔煤矿采空区取得的煤矸石作为研究对象,通过淋滤实验,探索室温条件下煤矸石中溶解性有机质的溶出动力学规律。研究结果表明:煤矸石淋出液的p H值从最大值8.74下降到7.64,电导率(EC)和溶解性总固体(TDS)均经过了快速下降、慢速下降至稳定的3个阶段,并且硝酸盐和氨氮的含量很低。淋出液中溶解性有机碳(DOC)、UV254经过了快速增大、减小至稳定的3个阶段,且DOC和UV254具有一定的线性相关关系,这说明煤矸石水溶性DOM中含有一定的苯环类芳香族化合物。DOM样品中主要有3类荧光峰,即类芳香族蛋白峰、溶解性微生物代谢产物峰和海洋腐殖酸峰,其中,93.3%的样品中出现有类芳香族蛋白荧光峰。样品的荧光指数FI值从1.85逐渐上升到最大值2.77,SUVA254最大值为0.7 L/(m·mg),生物源指数BIX在0.78~1.23间波动,均可证实煤矸石中DOM主要是以微生物源(内源)有机质为主,且与生物或细菌活动密切相关。     

采区矸石仓大断面施工技术研究

为实现煤矸分选、分运,提高煤质,在施工矸石仓过程中采用反井钻机导孔、光爆刷大、逐层锚网浇筑,并制定相关安全技术措施,保障了安全施工。     

蒸汽相中煤矸石自转变合成AI-MFI型吸附剂

以煤矿的废弃物煤矸石为原料,研究了373~400 K温度范围内,煤矸石在乙胺和水的蒸汽相中自转变合成了纯度、结晶度均较高的AI-MFI 型吸附剂的过程, 并对其吸附性能做了初步研究, 用氮吸附静态容量法(BET)测得该矸石基吸附剂的氮吸附等温线、比表面积和孔分布曲线.用XRD和孔隙率等手段对所得的AI-MFI型吸附剂进行表征.通过AI-MFI型吸附剂对苯酚的吸附实验,给出AI-MFI 型吸附剂对它的吸附等温线.实验结果表明：由煤矸石在蒸汽相中自转变合成的AI-MFI 型吸附剂颜色为灰白色,有较好的吸附性能.并指出合理的吸附温度、大的比表面积对提高矸石基吸附剂的吸附量都是有效的.     

煤矸石充填重构土壤后多环芳烃的淋溶特征研究

以大同煤矿集团忻州窑矿煤矸石为研究对象,采用动态淋溶装置模拟煤矸石中所含多环芳烃在雨水淋溶作用下的迁移,利用化学检测手段对淋溶前后煤矸石中所含多环芳烃进行定量分析,从而找到煤矸石充填重构土壤后多环芳烃的迁移特征.研究表明,煤矸石中所含多环芳烃在雨水淋溶作用下随着埋藏时间和覆土深度的增加逐渐全部迁移到周围土壤中,其迁移数...     

沙曲选煤厂微细矸石颗粒沉降试验研究

为解决沙曲选煤厂微细矸石颗粒难沉降的问题,通过絮凝沉降试验研究了物料粒度组成、矿浆浓度及水质硬度对其沉降效果的影响。结果表明:物料粒度组成偏细、矿浆浓度增高都会恶化微细矸石颗粒的沉降效果;絮凝剂与凝聚剂联合使用,且絮凝剂分段添加能显著提高微细矸石颗粒的沉降速度,降低上清液的浊度;水质硬度的增加有利于改善微细矸石颗粒的沉降效果。     

煤和矸石选择性破碎分选理论研究

通过对煤和矸石力学参数尺寸效应的研究,利用指数函数对各力学参数进行拟合,获得了各种岩石在不同粒径条件下的力学参数;借助玛洛金公式,对煤与矸石的冲击破碎速度进行计算,获得了煤和各种岩类矸石的冲击破碎速度范围,指出原煤之中不含类煤类岩石或类煤类岩石含量较少时可以进行煤和矸石的选择性破碎分选,并且煤和矸石的物理力学性质差别越大,选择性破碎分选的效果会越好。