某低品位铝土矿提铝脱铁试验研究

云南鹤庆某铝土矿Al₂O₃质量分数为62.15%,Fe质量分数为9.42%,属于低铝高铁难处理铝土矿。该铝土矿中Fe在赤铁矿、褐铁矿中分布率为97.31%,可采用脉动高梯度磁选方法分选。采用“一粗二精”的高梯度磁选除铁提铝工艺,可获得Al₂O₃品位为73.88%,Fe品位为1.15%,Al₂O₃回收率为50.01%的铝精矿;同时得到Al₂O₃品位为53.90%,Fe品位为15.50%,Fe回收率为94.83%的铁精矿。铝精矿含铁量满足耐火材料Fe质量分数小于等于1.2%的要求,铁精矿可作为水泥原料,通过高梯度磁选对该铝土矿提铝脱铁,实现了该高铁铝土矿资源综合利用。     

东曲矿8号煤CO2和CH4竞争吸附特性分子模拟研究

深入了解煤层中CO₂和CH₄竞争吸附的微观机制是实现CO₂驱替甲烷开采(CO₂-ECBM)的关键,基于东曲矿8号煤的大分子结构模型开展了CO₂和CH₄的单组分与双组分竞争吸附研究。结果表明：单组分吸附中CO₂的吸附量显著大于CH₄的吸附量,双组分竞争吸附中的总吸附量随着CO₂的摩尔分数的增大而增大;不同摩尔比条件下的双组分吸附中CO₂对CH₄的选择性吸附系数始终大于1,且CO₂摩尔分数越大,选择性吸附系数越小;相互作用能随着吸附量的增大而显著增大,CO₂吸附体系中较大的静电能促进了煤大分子对CO₂吸附,因此,不同摩尔比体系的相互作用能随着CO₂摩尔分数的增加而显著增加;单组分吸附中CO₂的吸附势大于CH₄的吸附势,双组...     

云南某磷石膏分级浮选脱硅新工艺试验研究

以云南某磷石膏为原料,采用预先分级脱除细粒级高硅筛下产品,将筛上产品作为浮选入料,通过“一粗一扫”反浮选流程,获得Si O₂质量分数为 0.32%,Ca SO₄·2H₂O 质量分数为 97.85%,白度为 81.20% 的优质磷石膏,为下一步磷石膏高值化利用创造了条件。     

从钨尾矿中回收SiO2的试验研究

湖南某钨尾矿中SiO₂质量分数为71%,且含较高的Al₂O₃和Fe₂O₃等杂质。为回收尾矿中的石英,本文进行粒度分析、磁选、正浮选、反浮选等试验。结果表明：1)该钨尾矿试样中满足玻璃砂粒度要求,0.1～0.6 mm粒级占比达89.81%,粒度较粗;2)以十二胺为捕收剂,通过正浮选工艺可将SiO₂质量分数由71.14%提升至87.16%;3)试样中铝硅酸盐矿物与细粒石英共生呈集合体,在0.1～0.6 mm粒度范围内,石英与脉石矿物解离不充分,分选效果不佳;4)为实现充分解离,先后进行磨矿、磁选、正浮选、反浮选试验,最终获得SiO₂质量分数为94.02%,Fe₂O₃质量分数为0.64%的硅微粉产品。本文成果可为钨尾矿的综合利用提供一定的参考。     

广西某地石英岩矿提纯试验研究

针对广西某石英岩矿进行矿物组成、嵌布特征及单矿物分析等工艺矿物学研究，结果表明，试样中石英矿物达到96.635%，杂质矿物种类多、含量少，主要为钾长石、绢云母、高岭石等;杂质矿物(高岭石、绢云母、钾长石)嵌布粒度均较细，多数杂质矿物与石英紧密连生，或呈细粒至微细粒包裹在石英中，导致石英单矿物SiO₂品位未达到高纯石英砂(SiO₂质量分数大于等于99.9%)要求，仅为99.73%。基于矿石特性，开展“磁-浮-酸浸”新工艺研究，最终可获得SiO₂品位为99.67%，杂质Fe₂O₃含量(质量分数)为0.011%、Al₂O₃含量为0.27%的石英精矿，满足QB/T 2196-1996《玻璃工业用石英砂的分级》五级晶质玻璃石英砂要求，达到JC/T 529-2000《平板玻璃用硅质原料》Ⅰ类优等品要求，接近JC/T 2314-2015《光伏玻璃用硅质原料》二级品需求。     

以可溶性磷酸盐为控制剂制备碳酸钙晶须

采用气液碳化法,以可溶性磷酸盐为控制剂,在普通重力场中一步法制备出结晶程度良好、文石相含量高的碳酸钙晶须。研究了可溶性磷酸盐添加量、碳化反应温度、CO₂充气速度、料浆Ca(OH)₂初始质量分数对产品的影响,分析了制备过程中不同阶段产物的XRD图谱,结果表明：作为文石相碳酸钙晶须结晶中心的是Ca₅(PO₄)₃(OH)而非Ca(HPO₄)·2H₂O或Ca₃(PO₄₎₂,适宜碳酸钙晶须生长的条件为n(Ca/P)=1: 0.25、碳化反应温度75 ℃,CO₂通气速度16.2~ 32.4 L/(h·kg)、Ca(OH)₂初始质量分数1.5%~5.6 %。     

煤矿火灾诱发瓦斯爆炸危险性预测

针对高瓦斯易自燃煤层火区封闭与启封过程中常发生的瓦斯爆炸问题,采用20 L爆炸装置,在实验研究环境温度为25～200℃和CO体积分数为1%～10%的条件下进行瓦斯爆炸极限测定,发现CO体积分数升高,瓦斯爆炸上限、下限均下降,温度升高,爆炸上限升高、下限下降;温度与CO气体耦合作用下,瓦斯爆炸上限升高、下限下降,瓦斯爆炸危险性增加,爆炸上限、下限与温度和CO气体体积分数呈二次多项式变化趋势。初始温度和CO气体对爆炸极限的耦合影响比单一因素影响大,其对爆炸上限的影响更为显著。在此基础上,基于变化瓦斯爆炸三角形与曲线拟合理论,研究了火区封闭过程中次生瓦斯爆炸危险性演化过程,根据曲线相交原则反演求出CH₄体积分数与O₂体积分数,结合CH₄体积分数与O₂体积分数随时间变化关系,求出可能发生瓦斯爆炸时间t。若可能爆炸点M(X_M(CH₄),Y_M(O₂))点的O₂体积分数小于临界点E的O₂     

某脉石英矿制备光伏玻璃用硅质原料工艺研究

随着光伏产业的高速发展,光伏玻璃需求量也大幅增加,但是优质的光伏玻璃原料供应不足。因此,有必要对硅质原料的提纯技术进行研究。本试验以福建某地脉石英矿为原料,对其进行工艺矿物学研究,采用“磨矿分级-自磨擦洗-磁选-酸擦”工艺流程,对磨矿细度、自磨细度、磁感应强度、酸擦酸种类、酸擦酸用量、酸擦时间进行条件试验。结果表明,该石英矿中主要的杂质矿物为绢(白)云母、高岭石和褐铁矿,通过磨矿分级、自磨擦洗等方法提纯后,在磁感应强度为1.0 T、草酸用量为7.5%、酸擦时间为40 min、酸擦液固质量比为2∶1、酸擦温度为25℃的情况下,最终得到Si O₂含量(质量分数,下同)大于99.5%,杂质Fe₂O₃、Al₂O₃、Ti O₂、Cr₂O₃含量满足JC/T 2314-2015《光伏玻璃用硅质原料》一级品标准的石英精矿。     

变压吸附法提纯驱替煤层气中甲烷的实验研究

通过采用二氧化碳驱替煤层气的甲烷可为二氧化碳的封存提供经济价值,但二氧化碳的混入易降低煤层气的利用价值,因而需通过气体分离的方法对甲烷进行提纯后再进入管网并输送至下游用户使用。为了进一步实现CO₂的捕集与煤层气的提纯利用,使用自制吸附剂进行CH₄/CO₂变压吸附分离中试实验研究,即利用变压吸附中试实验装置以探索不同工艺参数对产品气体积分数和吸附剂处理量的影响,并通过连续性变压吸附实验,形成完整的CO₂/CH₄分离提纯工艺。实验结果表明,通过两级变压吸附工艺提纯后,CH₄体积分数可由原料气中的80%提升至99.21%,回收率达94.93%,CO₂体积分数由20%降低至1%以下。使用变压吸附法能够提纯CO₂驱替煤层气中的甲烷,从而降低CO₂驱替煤层气工艺对煤层气浓度的影响。通过两级变压吸附提浓甲烷实验,已形成产出气压缩、脱水除油除尘净化、两级变压吸附CO₂/CH_4...     

碲化铜渣中碲的湿法冶金提取

以碲化铜渣为原料,采用酸性氧化浸出、碱性浸出、除杂、氧化沉碲和溶解还原的湿法工艺回收碲化铜渣中的碲。结果表明：酸性氧化浸出过程,在NaClO₃加入量35 g/L、H₂SO₄浓度70 g/L、液固比(体积质量比)10?1、温度为70℃的优化工艺条件下,可实现Cu、Te的有效分离;采用NaOH溶液浸出酸浸渣,以Na₂S作为沉淀剂净化碱浸液,然后采用H₂O₂氧化沉淀碱浸液中的Te(Ⅳ),并采用HCl-SO₂溶解还原高碲酸钠获得高纯度碲粉,碲粉经熔铸后得到符合YS/T 222—2010中Te 9999标准的碲锭产品。工业实践表明,该工艺可有效实现碲化铜渣中碲资源的高效回收,碲的回收率达95%。     

贫菱锰矿合成碱锰电池级化学二氧化锰研究

以贫菱锰矿为原料合成碱锰电池用化学二氧化锰(CMD), 系统研究了合成过程中各工艺因素对二氧化锰产品性能的影响。结果表明, CMD的视密度受中间产品MnCO₃视密度影响较大, 控制碳化结晶条件可以获得视密度达2.10 g/cm³的重质MnCO₃; CMD的电活性主要与晶型有关, 在350～400 ℃下热分解重质MnCO₃所得γ型MnO₂电活性最佳; 通过热解产品精制可以提高CMD的MnO₂含量, 同时改善CMD颗粒形貌, 获得了MnO₂含量达91%, 视密度为1.90 g/cm³, 电容量为249.43 mAh的CMD最终产品。     

O3催化氧化深度处理焦化废水生化尾水影响因素

为研究O₃催化氧化技术深度处理焦化废水生化尾水的影响因素,利用自主设计的O₃固定床反应器试验装置,通过单因素试验探究了废水COD质量浓度、反应pH、H₂O₂质量分数、催化剂填充比(催化剂质量与废水质量之比)以及反应温度对O₃催化氧化焦化废水生化尾水的影响。此外,借助数学优化和分析模型预测、对比和分析各个因素对COD和苯酚去除率的交互影响和相关性。以单因素试验为基础,结合响应面优化的Box-Behnken Design模型,深入分析了pH、催化剂填充比、H₂O₂质量分数对O₃催化氧化焦化废水生化尾水的影响强度,通过二次回归模型证明该模型的高度拟合性。单因素试验结果表明,废水COD的最佳去除率为57.72%,此时的反应条件为:COD质量浓度为120 mg/L,反应pH为6.0,O₃质量浓度为100 mg/L,O₃质量流量为1.56 mg/min,催化剂填充比为5∶1,H     

氮气对复采工作面遗煤复燃的防治效能

为探究不同体积分数N₂对复采工作面遗煤复燃过程的防治效果,采用自主研发的程序升温试验装置,对煤样分别通入体积分数为10%、20%、30%和40%的N₂,以氧化反应过程中耗氧速率V_O2、一氧化碳产生率V_CO和表观活化能E的变化情况来反映煤自燃的发展程度。试验表明:不同体积分数的N₂对煤氧化升温过程均具有抑制作用,相比于煤在纯空气条件下的氧化自燃,通入的N₂体积分数越大,煤初次自燃和二次氧化升温过程的V_O2和V_CO更低、E更高,说明通入的氮气体积分数越大,对煤氧化升温过程的抑制效率越好。其中,在煤初次自燃阶段,当N2体积分数C_N2≥20%时抑制效果更佳;在煤二次氧化复燃阶段,当N₂体积分数C_N2≥40%时抑制效果更佳。     

利用低品位铝质岩制备镁铝尖晶石陶瓷

以贵州修文地区某低品位铝质岩为主要原料,采用高温烧结制备镁铝尖晶石陶瓷。研究分析了原料的配比、烧结制品,并对其抗压、抗折性能及吸水率进行测定。试验结果表明,烧结温度为1 200℃,试验最佳质量配比为低品位铝质岩60.86%、高岭土28.68%、石英2.46%、白云石粉8%,其吸水率为0.4%、抗压强度为49.1 MPa、抗折强度为8.2 MPa。XRD测试分析:试样的主要成分为镁铝尖晶石（MgAl₂O₄）、尖晶橄榄石（Mg₂SiO₄）、石英（SiO₂）,三者比例分别为55%、25%、20%。      

基于天然辉钼矿制备的少层MoS2纳米片及其超电容性能研究

以天然辉钼矿为原料,采用Na+离子辅助液相剥离法制备了一种少层的MoS₂纳米片（F-MoS₂）。分析结果表明,剥离得到的F-MoS₂纳米片厚度约为1.1~1.5 nm,对应为2~3层MoS₂。电化学性能测试发现,F-MoS₂在0.25 A/g的电流密度下质量比容量可达到73.7 F/g,远高于未剥离的辉钼矿（9.2 F/g）和商品MoS₂（19.6 F/g）,F-MoS₂显著提升的电容量主要归因于其充分暴露的活性表面。本研究证实了通过Na+离子辅助液相剥离法制备的F-MoS₂是一类非常有应用前景的储能材料。      

粉煤灰制备聚合氯化铝废渣资源化利用研究

为进一步提高粉煤灰综合利用率,以不同组成的聚合氯化铝废渣为原料,通过焙烧活化制备硅肥,研究原料中主要成分含量的变化对硅肥有效硅含量的影响,并确定硅肥主要物相及生态安全性。结果表明,以粉煤灰制备聚合氯化铝废渣为原料制备硅肥的技术路线可行;不同Si O₂含量的多种废渣在相同活化参数下制备的硅肥有效硅含量相近,均可达30%左右;硅肥的主要物相为偏硅酸钙(Ca Si O₃)和霞石相(Na Al Si O₄),当原料中铝含量较高时还会生成少量钙铝黄长石相(Ca₂Al₂Si O₇);硅肥中砷、镉、铅、铬、汞5种重金属含量均远低于GB 38400-2019标准限值,满足生态指标。     

新疆淖毛湖煤田A4煤层优质直接液化用煤煤质特征与成因

新疆淖毛湖煤田A₄煤层具有优质的直接液化特性,以淖毛湖煤田A₄煤层为对象开展直接液化用煤研究,对优质直接液化用煤质量特征和成因认识具有重要意义。研究样品采集于淖毛湖煤田白石湖露天矿,测试结果显示淖毛湖煤田A₄煤层煤中各样品的氢碳原子平均值达0.94,挥发分产率平均达49.2%,直接液化的活性组分(镜质组+壳质组)含量高达97.7%,而A₄煤层灰分平均5.2%,灰分极低,且灰分中对直接加氢液化有不良影响的SiO₂和Al₂O₃质量分数较低,对液化有催化作用的Fe₂O₃质量分数较高。所以淖毛湖煤田煤岩煤质“三高一低”(高氢碳原子比、高挥发分及高活性组分、低灰分)的特征为直接液化带来了有利条件。淖毛湖煤样镜质组最大反射率平均值为0.42%,处在直接液化的最佳煤化阶段。煤相研究结果表明,淖毛湖煤田A₄煤层形成的早侏罗世八道湾组沉积所处的泥炭沼泽环境为富钙环境,保证了泥炭堆积早期的腐殖化作用和生物化学凝胶化作用,地层层序属于水进序列,能够很好的在泥炭堆积后迅速被上覆沉积物所覆盖,保证了泥炭处在缺氧的还原环境,使得凝胶化作用充分进行;同时,煤层上覆、下伏地层均隔水性良好,保证了煤岩组分的演化过程不易受到来自顶底板的富氧水的影响,上述因素,形成淖毛湖煤田煤超高的直接液化活性组分(镜质组+壳质组)的重要因素,为优质直接液化用煤形成提供了有利条件。     

温度对半焦非催化还原CO2的影响

2021年我国CO₂排放约120亿t,碳减排压力巨大。为实现双碳目标,将CO₂转化为CO等基础化工原料是减排CO₂、实现其资源化利用的重要途径。采用自主设计的连续给料流态化立式炉装置,以榆林半焦为原料,在CO₂气氛下考察了温度(900～1 100℃)对半焦非催化还原CO₂的影响,并对底渣和飞灰(灰渣)的理化特性进行了表征。结果显示：随着温度的升高,CO₂还原率、CO₂转化率、CO体积分数、碳转化率以及煤气热值均增大,而CO₂体积分数大幅下降,CO₂被有效转化为CO,但是在温度超过1 050℃后,增长趋势变缓。温度为1 050℃时气体组分中CO占64%左右,CO₂占30%左右,CO₂还原率为50.37%,CO₂转化率为0.72 m³/kg。随温度上升,榆林半焦颗粒表面由光滑致密向多孔、海绵状、粗糙过渡,底渣...     

惰性气体对KHCO3冷气溶胶甲烷抑爆性能的影响研究

主动式喷粉抑爆装置是煤矿甲烷爆炸的防控装备之一,该装置装填的超细粉体抑爆剂可在甲烷爆炸初期主动喷洒,使其中超细粉体颗粒形成冷气溶胶,减少后续甲烷爆炸危害。为进一步提升主动式喷粉抑爆装置的抑爆性能,探究冷气溶胶抑爆剂的抑爆规律,使用5 L爆炸管道系统,测试了N₂和CO₂两种惰性气体对KHCO₃冷气溶胶甲烷抑爆性能的影响。试验结果表明:N2、CO₂显著强化了KHCO₃冷气溶胶对9.5%甲烷/空气预混气的抑制性能,相比于空气驱动的KHCO₃冷气溶胶,气体介质中含有惰性气体的KHCO₃冷气溶胶使甲烷爆炸最大压力下降更为显著,到达峰值压力时间也更长;CO2对KHCO₃冷气溶胶抑爆性能的增效作用强于N2。其中,体积分数0.03 g/L的KHCO₃冷气溶胶仅使甲烷最大爆炸压力降低60.4%,而在气体介质内充入体积分数15%~20%的N2或5%~10%的CO2时,同浓度KHCO₃冷气溶胶可以完全抑制甲烷爆炸,继续增加惰性气体的体积分数可以进一步减少KHCO₃冷气溶胶用量,从而降低主动式喷粉抑爆装置的成本。试验考察了在不同浓度KHCO₃冷气溶胶与不同体积分数N2、CO2作用下的甲烷爆炸情况,得到了KHCO₃冷气溶胶与惰性气体的最佳抑爆用量配比,能够为基于KHCO₃冷气溶胶的主动式喷粉抑爆装置的设计提供理论依据及技术参数。此外,讨论了含惰性气体的KHCO₃冷气溶胶系统的甲烷抑爆机理,并分析了惰性气体的增效原因。     

烘焙预处理对玉米秸秆气化产物特性的影响

我国生物质资源丰富，是一种清洁可再生的原料，通过生物质气化技术将其转化为可燃气，用于替代燃煤和天然气供热或发电，对我国实现“碳达峰”和“碳中和”的“双碳”目标具有重要意义。然而，生物质原料存在含水率高、含氧量高及热值低等缺点，导致气化可燃气存在热值低和焦油含量高的缺陷，使得利用农林废弃生物质“变废为宝”面临较大挑战。选取玉米秸秆为原料，首先采用程序控温管式炉对其进行烘焙预处理，并用元素分析、工业分析、X射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪、热重分析仪等仪器对其基本物理化学特性进行分析；其次，采用自制的小型固定床气化炉装置，研究烘焙预处理温度对玉米秸秆气化可燃气、炭和焦油产物产率和特性的影响。研究结果表明，随着烘焙温度的升高，玉米秸秆的O质量分数及挥发分明显降低，C质量分数与固定碳显著增加，使得热值从17.26 MJ/kg增加至25.50 MJ/kg；烘焙温度对气化产物的质量产率和特性也有显著的影响。随着烘焙温度的升高，可燃气的质量产率逐渐下降，H₂的体积分数从13.85%大幅增加到22.56%，可燃气的低位热值在烘焙温度为220。C时达到最高值，为9.36 MJ/Nm