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F^(-)在煤矿采空区充填矸石中运移规律及其随达西流速变化特征
1
作者 赵丽 贾祥腾 +6 位作者 张庆 许峰 朱开鹏 孔伟芳 邢明飞 金毅 无 《河南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期90-98,共9页
煤矿开采过程中,煤矸石的大量堆积及其对地下水的污染影响,已成为亟需解决的生态环境和资源化利用问题。目的将煤矸石充填采空区作为矿井水净化的储水空间,既能实现煤矸石资源化利用,又有助于去除矿井水中的氟化物,是一种经济且环保的... 煤矿开采过程中,煤矸石的大量堆积及其对地下水的污染影响,已成为亟需解决的生态环境和资源化利用问题。目的将煤矸石充填采空区作为矿井水净化的储水空间,既能实现煤矸石资源化利用,又有助于去除矿井水中的氟化物,是一种经济且环保的可行方案。方法本研究以矿井水中F^(-)为研究对象,以保德矿采空区煤矸石为充填介质,根据研究区水文地质条件,在25℃、达西流速6.24,3.12,1.56 cm/h下开展室内柱模拟实验。利用CDE模型和双点位模型对实验数据进行数值模拟,探讨不同流速下F^(-)运移特征。结果结果表明:Cl-作为非反应性示踪剂,其穿透时间与流速负相关,CDE模型可以较好表征其运移规律,弥散作用随着达西流速增加而增大;相较于CDE模型,双点位模型能更好地表征F^(-)运移过程,充填矸石对F^(-)吸附阻滞现象显著,且阻滞系数R和吸附量均随流速减小而增大。F^(-)在煤矸石上的平衡吸附点位占总吸附点位的比值(f值)和分配系数β值随流速减小而增加,而一级动力学吸附速率常数α随流速减小而降低,这表明溶质运移过程中平衡吸附作用随着流速减小逐渐增强。此外,随着淋滤液持续注入,矸石表面的OH^(-)不断被注入的F^(-)通过离子交换吸附作用置换到淋出液中,导致淋出液pH升高,且流速越低,pH升高越明显。结论研究结果为高氟矿井水净化提供了一定的理论依据,有助于提升煤矸石资源化利用途径,具有显著的环境经济效益和推广应用潜力。 展开更多
关键词 煤矸石 氟化物 溶质运移 弥散系数 阻滞系数 双点位吸附溶质运移模型
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不同磷源对生物成因次生高铁矿物形成的影响
2
作者 黄海涛 伍贤辉 +3 位作者 魏陈 耿康慧 王崇 魏彩春 《生态与农村环境学报》 北大核心 2025年第2期262-269,共8页
为揭示不同磷源对嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)氧化Fe^(2+)和次生高铁矿物形成的影响,进而为酸性矿山废水治理提供理论依据,通过摇瓶试验分析了pH值、Fe^(2+)氧化率、总Fe沉淀率以及次生高矿物矿相等相关指标... 为揭示不同磷源对嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)氧化Fe^(2+)和次生高铁矿物形成的影响,进而为酸性矿山废水治理提供理论依据,通过摇瓶试验分析了pH值、Fe^(2+)氧化率、总Fe沉淀率以及次生高矿物矿相等相关指标的变化情况。结果表明,A.ferrooxidans对不同磷源的利用存在差异。在试验结束时,以NaH_(2)PO_(4)、Na_(2)HPO_(3)、NaH_(2)PO_(2)作为磷源的反应体系pH值分别为2.02、2.12、2.11,Fe^(2+)平均氧化速率分别为1.04、2.08、1.04 h^(-1),总铁(TFe)沉淀率分别为33%、30%、28%,收集的矿物质量分别为1.58、1.34、1.17 g,对收集的矿物进行X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)以及扫描电镜(SEM)分析可知,以Na_(2)HPO_(3)、NaH_(2)PO_(2)作为磷源的反应体系生成的矿物主要为施氏矿物,以NaH_(2)PO_(4)作为磷源的反应体系生成的矿物主要为黄钾铁矾和施氏矿物的混合物,其中黄钾铁矾所占比例较大。 展开更多
关键词 酸性矿山废水 嗜酸性氧化亚铁硫杆菌 磷源 生物氧化 次生高铁矿物
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煤矸石在绿色矿山建设中的规模化利用技术研究进展 被引量：5
3
作者 史全林 龙力华 +2 位作者 杨前 王少辉 谢大伟 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第3期113-125,共13页
【背景】我国煤矸石固废产量大、堆存量持续增加,长期堆放会造成土地资源的浪费且污染矿区环境。利用煤矸石制备高附加值化工产品、提取有用元素等固废处理方式,存在消纳能力不足等问题,难以满足大宗固废规模化处置利用和绿色矿山建设... 【背景】我国煤矸石固废产量大、堆存量持续增加,长期堆放会造成土地资源的浪费且污染矿区环境。利用煤矸石制备高附加值化工产品、提取有用元素等固废处理方式,存在消纳能力不足等问题,难以满足大宗固废规模化处置利用和绿色矿山建设要求。【进展】煤矸石在矿区复垦、井下充填等领域综合利用,是实现其规模化处置利用的重要发展方向。系统总结了煤矸石的物理化学特性及其资源属性,并分析了煤矸石长期堆放对矿区大气、土壤、水体等影响;以绿色矿山建设为出发点,重点介绍了煤矸石作为塌陷区复垦、地聚物注浆、固体充填、膏体充填及似膏体充填等材料的固废规模化处置与利用技术的原理、发展及应用效果。发现煤矸石复垦材料能够改善土壤性质、促进植物生长,但存在短期内重金属迁移污染环境等问题;煤矸石作为地聚物注浆材料实现了煤矸石重金属物质的有效固化,降低了重金属元素释放对环境的危害;煤矸石固体充填技术具有煤矸石处理工艺简便、辅助材料使用少的优势,但面临充填效果不均匀、污染地下水等挑战;归纳了煤矸石膏体充填材料、似膏体充填材料的原料配方及流动性优势,分析了材料的微观水化机理与流动特性,为矿井充填开采提供了关键技术支撑。最后提出目前煤矸石存在活性难以充分激发并利用、应用缺乏前期分类预处理、井下充填注浆利用成本高以及规模化利用缺乏激励性政策支持等问题。【展望】为进一步推动煤矸石在矿区的安全高效、风险可控及规模化利用,未来将重点围绕煤矸石低成本复合活化方法、煤矸石固废利用过程环境友好性评估、煤矸石矿化封存CO_(2)与负碳利用等开展研究,为煤矸石“绿色−高效−高值”综合利用路径发展提供思路,提高煤矸石的规模化利用和风险防范能力,促进固废利用与绿色矿山建设的协同发展。 展开更多
关键词 绿色矿山 煤矸石 固废利用 复垦 充填 活化 负碳
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中国采矿业隐含碳流动时空演变格局及减排路径 被引量：1
4
作者 杨玮 郭嫚雨 +2 位作者 龙涛 邓莎 王茜茜 《金属矿山》 北大核心 2025年第6期284-292,共9页
追踪贸易隐含碳排放对于实现国家“双碳”目标至关重要。然而,跨区域与部门间隐含碳流动特征及路径的识别面临诸多挑战,阻碍了减排进程。采矿业作为高碳排放密集型行业,其在跨省贸易中的隐含碳流动趋势及关键减排路径仍待进一步研究。... 追踪贸易隐含碳排放对于实现国家“双碳”目标至关重要。然而,跨区域与部门间隐含碳流动特征及路径的识别面临诸多挑战,阻碍了减排进程。采矿业作为高碳排放密集型行业,其在跨省贸易中的隐含碳流动趋势及关键减排路径仍待进一步研究。为了解决上述问题,研究基于时空视角,利用中国2012、2015及2017年的多区域投入产出表(MRIO),构建了中国采矿业隐含碳转移网络分析框架,系统考察了采矿业隐含碳流动的演变趋势、空间分布特征及其减排路径。结果表明:(1)中国采矿业因能源消费产生的二氧化碳排放量总体呈下降趋势,其中原煤燃烧贡献的排放量最高;(2)采矿业的直接与隐含碳排放虽呈现收敛态势,但行业整体处于隐含碳净流出状态,其主要上游部门依次为S8(石油、炼焦产品和核燃料加工品)、S11(金属冶炼和压延加工品)、S20(电力、热力的生产和供应)及S24(交通运输、仓储和邮政业);(3)江苏、广东、河南、陕西、山东、河北、山西等省份具有较高的网络中心性,是采矿业减排的关键区域。隐含碳流动量最大的路径为陕西至浙江,达357.06万t;本研究旨在为采矿业乃至整个经济体系的绿色低碳转型提供科学依据与实践参考,助力构建人与自然和谐共生的现代化矿业发展模式。 展开更多
关键词 采矿业 多区域投入产出模型(MRIO) 复杂网络 隐含碳流动
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SiC对转炉钢渣物相组成及其自粉化的影响研究
5
作者 郝帅 罗果萍 +3 位作者 陈银胜 柴轶凡 宋巍 安胜利 《金属矿山》 北大核心 2025年第5期284-289,共6页
为了降低钢渣中铁氧化物与磷氧化物的含量,促进β-C_(2)S向γ-C_(2)S的晶型转变,实现钢渣的自粉化,采用X射线衍射仪(XRD)和Factsage7.1热力学软件,对掺加Si C的熔融钢渣的焙烧产物进行了主要矿物及平衡态下物相分析。结果表明,对试验钢... 为了降低钢渣中铁氧化物与磷氧化物的含量,促进β-C_(2)S向γ-C_(2)S的晶型转变,实现钢渣的自粉化,采用X射线衍射仪(XRD)和Factsage7.1热力学软件,对掺加Si C的熔融钢渣的焙烧产物进行了主要矿物及平衡态下物相分析。结果表明,对试验钢渣掺加5%、6%的Si C均能实现钢渣的自粉化,对应的粉化率分别为96.5%和92.4%;Si C掺量从4%增加至7%,能促进钢渣中镁硅钙石(Ca_(3)Mg(SiO_(4))_(2))的生成,抑制钙铝黄长石(Ca_(2)Al_(2)Si O_(7))的生成;SiC的掺量超过8%,有利于β-C_(2)S物相的生成,不利于钢渣自粉化;以Factsage7.1热力学软件计算的高温段(1450~1600℃)平衡相中C_(2)S含量、液相量及碱度可作为间接判断钢渣能否粉化的依据。 展开更多
关键词 转炉钢渣 热力学计算 物相组成 自粉化 SIC
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基于瓦斯生物氧化的煤矸石风化成土及碳减排研究
6
作者 胡学伟 杨洋 +5 位作者 张清 李婷 张鑫广 赵群 田森林 宋浩然 《煤炭学报》 北大核心 2025年第S1期623-630,共8页
瓦斯和煤矸石是煤炭开采过程中产生的主要副产品,低浓度瓦斯大量直排造成碳排放与资源浪费,煤矸石的大量堆存破坏生态环境,两者制约了煤炭行业的可持续发展。针对瓦斯碳排放与煤矸石生态破坏问题,提出瓦斯生物氧化产有机酸用于加速煤矸... 瓦斯和煤矸石是煤炭开采过程中产生的主要副产品,低浓度瓦斯大量直排造成碳排放与资源浪费,煤矸石的大量堆存破坏生态环境,两者制约了煤炭行业的可持续发展。针对瓦斯碳排放与煤矸石生态破坏问题,提出瓦斯生物氧化产有机酸用于加速煤矸石风化成土的新思路。通过分析甲烷生物氧化的代谢产物组成,研究其对煤矸石生物风化的影响,评估风化产物土壤性能,阐明瓦斯生物氧化协同煤矸石风化成土的过程机理,并核算碳减排量,以期为煤矸石的生态基质化利用与瓦斯碳减排开拓新途径。研究表明:甲烷氧化菌能有效附着在煤矸石表面并降解转化瓦斯,其代谢产物为有机酸和胞外聚合物;有机酸可强化煤矸石的结构粉化与矿物分解重构,胞外多聚物可促进煤矸石风化颗粒的再团聚;煤矸石生物风化产物中有机碳、碱解氮、速效钾质量分数分别提升223%、185%、105%,风化产物的植物发芽率和生物量分别提升43%、236%;瓦斯中甲烷转化为有机碳形式实现生物固碳,以碳酸盐矿物形式实现碳封存,每立方米反应器每天碳减排量为16.47 kg,每公斤煤矸石每天固碳量为4.49 g。 展开更多
关键词 瓦斯 煤矸石 生物氧化 风化成土 碳减排
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萃取法从废旧线路板酸浸液中回收铜的试验研究
7
作者 柳林 王威 +3 位作者 刘红召 曹耀华 王科 赵俊利 《矿冶工程》 北大核心 2025年第3期158-162,共5页
针对铜含量为34.33 g/L的废旧线路板酸浸液,采用溶剂萃取法回收其中铜,考察了萃取剂种类、萃取时间、萃取相比、萃取剂浓度、萃取温度对铜萃取效果的影响。结果表明:以AD100为铜萃取剂,在萃取相比V_(O)/V_(A)=1∶3、萃取剂浓度60%、室温... 针对铜含量为34.33 g/L的废旧线路板酸浸液,采用溶剂萃取法回收其中铜,考察了萃取剂种类、萃取时间、萃取相比、萃取剂浓度、萃取温度对铜萃取效果的影响。结果表明:以AD100为铜萃取剂,在萃取相比V_(O)/V_(A)=1∶3、萃取剂浓度60%、室温(25℃)条件下振荡萃取10 min,铜萃取率达96.62%;再采用草酸对有机相进行反萃获得草酸铜,经煅烧可制得氧化铜产品。 展开更多
关键词 电子固体废弃物 废旧线路板 回收铜 AD100 溶剂萃取
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井下专用乳化基质黏弹性分析
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作者 孙伟博 杨健 +2 位作者 翟小鹏 简国祚 王燕 《工程爆破》 北大核心 2025年第1期95-101,共7页
井下上向中深孔爆破用乳化炸药黏度高,其流变特性大小对井下乳化炸药的输送至关重要,而不同的输送效率对应了不同的剪切速率。对温度分别为25℃和50℃的乳化基质进行了大振幅振荡剪切等流变实验,实验结果表明:振荡频率为0.1 Hz和1 Hz时... 井下上向中深孔爆破用乳化炸药黏度高,其流变特性大小对井下乳化炸药的输送至关重要,而不同的输送效率对应了不同的剪切速率。对温度分别为25℃和50℃的乳化基质进行了大振幅振荡剪切等流变实验,实验结果表明:振荡频率为0.1 Hz和1 Hz时,乳化基质储能模量与耗能模量相对大小转换的临界剪切应变值分别为10%和40%。对测量结果进行傅里叶变换,结合切比雪夫理论分析发现,振荡频率0.1 Hz和1 Hz下,乳化基质表现出应变变硬特性的临界剪切应变值分别为10%和25%,剪切增稠比率由非稳态过渡到剪切增稠的剪切应变值分别为1%和5%。研究表明:乳化基质在高剪切应变值下的黏弹性以非线性为主,根据25℃和50℃下应变硬化比率和剪切增稠比率的过渡值相同可以看出乳化基质的黏弹性对温度不敏感,主要与振荡频率有关。随着剪切强度增强,乳化基质表现出应变变硬和剪切增稠的特性。 展开更多
关键词 乳化基质 非线性黏弹性 大振幅振荡剪切 傅里叶变换 切比雪夫定理
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双重活化多孔碳氮材料实现流动电极电容去离子高效矿井水脱盐
9
作者 贺琼琼 彭海森 +5 位作者 孟振 苗真勇 万克记 许恩乐 高明强 黄少萌 《煤炭学报》 北大核心 2025年第3期1732-1746,共15页
严格的环保法规驱动下,煤矿在高盐矿井水回收处理上面临的挑战不断升级,因此迫切需要研发高效的深度脱盐技术,以突破行业困境并实现非常规水资源的利用。虽然流动电极电容去离子(FCDI)技术在脱盐领域内崭露头角,但仍存在电极材料性能造... 严格的环保法规驱动下,煤矿在高盐矿井水回收处理上面临的挑战不断升级,因此迫切需要研发高效的深度脱盐技术,以突破行业困境并实现非常规水资源的利用。虽然流动电极电容去离子(FCDI)技术在脱盐领域内崭露头角,但仍存在电极材料性能造成的脱盐能力壁垒。研究提出了一种双重活化多孔碳氮电极材料制备的新方法,以蔗糖为碳源,三聚氰胺为氮源,整合了双模板法、水蒸气活化、酸浸氧化及氮掺杂的优点,改善了材料的润湿性和导电性,同时使得电极材料具备独特整齐排列的柱状结构、更大的比表面积(1039.76 m^(2)/g)、更丰富的孔结构(0.32 cm^(3)/g)、更多的氮氧电负性点位和更好的润湿性能,以此实现高效,低能耗的矿井水脱盐。该材料(H_(2)O(g)-HNO_(3)/CN)应用于FCDI装置中且经过电压、活性材料含量、处理液初始浓度及pH的工艺优化后对1 g/L的NaCl溶液脱盐5 h,除盐率高达100%,平均脱盐速率、脱盐量、电荷效率及标准脱盐量能耗分别为0.00952mg/(min·cm^(2)),37.08mg/g,24.02%和481.98J/mol,即使经过7次循环吸脱附试验,除盐率仍能达到95.71%。为了探究H_(2)O(g)-HNO_(3)/CN的吸附除盐机理,进行了电化学性能、吸附动力学及等温线的分析。结果表明其比电容高达99.38 F/g,内电阻极小;对Na^(+)离子的吸附更符合伪二阶动力学模型和Langmuir等温线模型,对Na^(+)离子的饱和吸附量为4.30mg/g,饱和吸附时间为120min。 展开更多
关键词 双重活化 多孔碳氮材料 流动电极电容去离子 高盐矿井水 脱盐
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云南巍山锑尾矿重金属元素浸出特征研究
10
作者 王磊 吴高阳 +4 位作者 余浪 李云驹 钟军伟 何洪鸣 陈忠 《高技术通讯》 北大核心 2025年第9期1016-1023,共8页
我国是全球最大的锑生产国,锑带来的生态风险不容忽视。以云南巍山某锑尾矿为研究对象,测试了其重金属含量,采用合成沉淀浸出实验(synthetic precipitation leaching procedure,SPLP)和毒性特征浸出实验(toxicity characteristic leachi... 我国是全球最大的锑生产国,锑带来的生态风险不容忽视。以云南巍山某锑尾矿为研究对象,测试了其重金属含量,采用合成沉淀浸出实验(synthetic precipitation leaching procedure,SPLP)和毒性特征浸出实验(toxicity characteristic leaching procedure,TCLP)毒性浸出方法对尾矿进行了浸出实验,通过定目标酸碱度(pH)值序批式实验探讨了pH对尾矿锑的浸出浓度的影响。结果显示,尾矿中重金属锑(Sb)、砷(As)、镉(Cd)含量超标,Sb超出世界卫生组织对土壤锑最大允许浓度(36 mg·kg^(-1))的13倍,As超出《土壤环境质量标准》限值(25 mg·kg^(-1))约14倍,Cd超出约9倍。两种毒性浸出方法(SPLP和TCLP)显示只有Sb的浸出超标,其他重金属均不超标;SPLP法的浸出浓度均高于TCLP法,表明SPLP法更适合Sb的浸出,与已有研究结果一致。Sb的浸出浓度超出工业污染物排放标准限制,但风险程度不高。As的2种方法浸出浓度都远低于5 mg·L^(-1)的限值。定目标pH值序批式实验结果显示,pH对尾矿中Sb的浸出影响显著,呈V字型模式,在pH<1.3和pH>11.5时,浸出浓度开始明显升高。 展开更多
关键词 锑尾矿 重金属 浸出毒性 合成沉淀浸出实验(SPLP)法 毒性特征浸出实验(TCLP)法 定pH值序批式实验
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煤矸石与生物质及其复合颗粒的恒温热解特性
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作者 沈海涛 葛翔 +2 位作者 苏越 彭江红 赵基钢 《应用化工》 北大核心 2025年第8期1933-1937,1967,共6页
处理大量煤矸石的堆积是一个非常棘手的难题,目前煤矸石用于发电,由于灰分高,热值低,导致发电效率低。向煤矸石中引入氧,氢含量高,热值高生物质可以降低煤矸石的灰分,提高其热值。研究了棉秆、碎木屑、煤矸石以及煤矸石与生物质复合颗... 处理大量煤矸石的堆积是一个非常棘手的难题,目前煤矸石用于发电,由于灰分高,热值低,导致发电效率低。向煤矸石中引入氧,氢含量高,热值高生物质可以降低煤矸石的灰分,提高其热值。研究了棉秆、碎木屑、煤矸石以及煤矸石与生物质复合颗粒的恒温热解特性,结果表明:棉秆与碎木屑两种生物质的恒温热解特性不尽相同,前者较后者热解相对容易,而后者的热解失重更高。对于煤矸石与生物质的复合颗粒而言,煤矸石虽然本身热解率很低,但促进了复合料中棉秆在低温下的热解以及木屑在中温下的热解,进一步说明煤矸石与生物质在热解时可能存在一定的相互作用,这种相互作用因生物质的不同而表现出明显的差别。 展开更多
关键词 恒温热解 煤矸石 棉秆 木屑 复合颗粒
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大宗难消纳工业固体废物“地球宏循环”生态回归研究
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作者 柴立元 柯勇 +12 位作者 王云燕 李金惠 李会泉 吴玉锋 罗旭彪 张作泰 刘建国 闵小波 温宗国 顾一帆 李青竹 颜旭 史美清 《中国工程科学》 北大核心 2025年第3期98-105,共8页
我国大宗工业固体废物新增及堆存量大、生态环境影响突出,因而强化大宗工业固体废物多层级循环利用并实现“去存量、减增量”,成为事关生态文明和美丽中国建设成效的重要内容。本文剖析了我国大宗工业固体废物综合利用面临的突出挑战,... 我国大宗工业固体废物新增及堆存量大、生态环境影响突出,因而强化大宗工业固体废物多层级循环利用并实现“去存量、减增量”,成为事关生态文明和美丽中国建设成效的重要内容。本文剖析了我国大宗工业固体废物综合利用面临的突出挑战,在参照国际先进理念、把握现阶段循环经济研究进展的基础上,提出了“地球宏循环”新概念并阐述了构建背景与内涵要素。着力突破大宗工业固体废物仿天然矿化重构与矿山回填、大宗工业固体废物“类土壤化”转化与生态回归利用、历史遗留大宗工业固体废物堆场“生态平衡”与风险控制、“地球宏循环”智能决策与管理系统平台等“地球宏循环”研究新范式,精准应用“地球宏循环”概念,构建循环型绿色生产模式,创建难消纳工业固体废物“地球宏循环”模式,以系统化设计驱动循环型社会创建,逐步实现大宗工业固体废物大规模处理与处置以及“从哪里来、到哪里去”的生态回归。 展开更多
关键词 工业固体废物 地球宏循环 生态回归 循环利用 大规模消纳
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碲铋矿酸性氧化-半胱氨酸还原绿色合成碲化铋
13
作者 张鹏 边亮 +1 位作者 宋绵新 聂嘉男 《有色金属(中英文)》 北大核心 2025年第10期1716-1723,共8页
提出了一种酸性氧化浸出-半胱氨酸还原两步法的新工艺,用于从大水沟碲铋矿中绿色合成碲化铋(Bi_(2)Te_(3))。首先采用H_(2)SO_(4)-H_(2)O_(2)协同浸出体系优化浸出条件,在1.2 mol/L H_(2)SO_(4)、0.6 mol/L H_(2)O_(2)、液固比16 mL/g及... 提出了一种酸性氧化浸出-半胱氨酸还原两步法的新工艺,用于从大水沟碲铋矿中绿色合成碲化铋(Bi_(2)Te_(3))。首先采用H_(2)SO_(4)-H_(2)O_(2)协同浸出体系优化浸出条件,在1.2 mol/L H_(2)SO_(4)、0.6 mol/L H_(2)O_(2)、液固比16 mL/g及14 min反应时间下,碲、铋的浸出率分别达99.42%和99.85%。浸出液经静置除钙后,以半胱氨酸为选择性还原剂,在80℃、0.25 mol/L浓度及25 min反应条件下,实现浸出液中碲、铋的完全还原。XRD分析证实产物为Bi_(2)Te_(3)(空间群R3m),且(015)晶面呈现择优生长。SEM-EDS进一步证实了碲化铋粉末颗粒的纯度。该工艺通过半胱氨酸的巯基特异性还原作用,有效避免了Fe、Ca等杂质的共沉淀,为碲铋矿资源的高效清洁利用提供了新思路。 展开更多
关键词 大水沟碲铋矿 硫酸 过氧化氢 半胱氨酸 碲化铋
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电镀活化液磷酸中铜铬的脱除机理研究
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作者 曹浩宇 梁智鹏 +3 位作者 宁哲 李继东 李彬周 王一雍 《水处理技术》 北大核心 2025年第3期108-112,共5页
电镀活化液磷酸再生循环利用是实现结晶器铜板绿色电镀技术的关键环节。利用草酸化学沉淀-活性炭吸附耦合脱除废弃磷酸中铜铬,探讨了草酸化学沉淀Cu^(2+)以及活性炭吸附Cu^(2+)、Cr^(3+)的耦合作用机制。结果表明,草酸化学沉淀机制在于C... 电镀活化液磷酸再生循环利用是实现结晶器铜板绿色电镀技术的关键环节。利用草酸化学沉淀-活性炭吸附耦合脱除废弃磷酸中铜铬,探讨了草酸化学沉淀Cu^(2+)以及活性炭吸附Cu^(2+)、Cr^(3+)的耦合作用机制。结果表明,草酸化学沉淀机制在于Cu^(2+)与H_(2)C_(2)O_(4)的两个—COOH配位,形成稳定的Cu C2O4沉淀;活性炭吸附Cu^(2+)、Cr^(3+)机理在于其在活性炭表面的离子交换吸附,去除Cu^(2+)的主要原因是H_(2)C_(2)O_(4)。且当草酸加入量和活性炭加入量为20 g/L时,再生磷酸活化液中Cu^(2+)、Cr^(3+)分别降低至23.85、12.98 mg/L。利用处理后磷酸电解活化铜板并进行表面镀覆,铜板表面腐蚀均匀,获得的镀层平整光滑、结晶致密,具有良好的表面活化效果。 展开更多
关键词 废弃磷酸 化学沉淀 吸附 活性炭 电解活化
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基于压滤效应影响的废弃石粉-黏土浆液性能研究
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作者 陈新明 陈姣姣 +3 位作者 刘晓辉 焦华喆 杨志 杨柳华 《材料导报》 北大核心 2025年第9期106-115,共10页
利用一种灌浆材料压滤效应模拟装置(FSD),开展对考虑灌浆压力、浆体流变、黏土灰分、浆液浓度和废弃石粉粒度组成(FSD影响因素)的浆液性能研究。结合FTIR、TG-DTG、SEM、EDS、AFM、ICP-AES和IC微观表征手段,解释其性能发展机理。受压滤... 利用一种灌浆材料压滤效应模拟装置(FSD),开展对考虑灌浆压力、浆体流变、黏土灰分、浆液浓度和废弃石粉粒度组成(FSD影响因素)的浆液性能研究。结合FTIR、TG-DTG、SEM、EDS、AFM、ICP-AES和IC微观表征手段,解释其性能发展机理。受压滤效应影响,浆液碱性环境变强,活性颗粒数量增多,CaCO_(3)与黏粒晶体之间充分团聚,结晶程度增加;阳离子交换容量升高,钙硅铝基相和硅铝酸盐聚合体生成量增加。基体颗粒间表面水撑开晶层,塑性黏度和屈服应力降低。游离氧化钙减少,浆液硬化后固结收缩率均小于1%。水灰比减小,浆液灌入裂隙固结成模和间歇总时间缩短。单位体积内,团簇状聚合体结构物分散空间被压缩,Al^(3+)和Ca^(2+)的溶出率降低。在煤矿灌浆行业中使用废弃石粉和黏土,不仅可以降低项目成本,还可以减少水土流失和土污染。采用研究提出的最佳的浆液配比和灌浆压力进行试验,结果表明,浆液灌浆性能良好,可被考虑用于矿区岩溶裂隙带形式的充填。 展开更多
关键词 废弃石粉 黏土 灌浆浆液 压滤效应 灌浆性能 性能发展机理
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转底炉工艺锌残留解析及强化脱锌机理
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作者 陈铁军 金路恒 +3 位作者 万军营 郑锡瀚 周仙霖 刘佳文 《烧结球团》 北大核心 2025年第3期132-140,148,共10页
转底炉处理含锌粉尘工艺存在高锌原料无法充分脱锌的问题。为此,本文通过对现场金属化球团产品进行剖析,探讨锌残留的原因;研究外加气流对还原过程中锌和铁反应行为的影响,具体探究N_(2)流速、CO含量对金属化团块还原效果的影响。结果表... 转底炉处理含锌粉尘工艺存在高锌原料无法充分脱锌的问题。为此,本文通过对现场金属化球团产品进行剖析,探讨锌残留的原因;研究外加气流对还原过程中锌和铁反应行为的影响,具体探究N_(2)流速、CO含量对金属化团块还原效果的影响。结果表明:还原焙烧过程中生成的铁连晶和低熔点化合物堵塞了孔隙,阻碍了锌的挥发,使锌以Zn和ZnO的形式附着在铁连晶周围;当氮气流速从0提高到6 m/s时,脱锌率从50.83%增长至93.19%,金属化率从74.69%降低至67.92%;当CO体积分数从0增长到40%时,脱锌率均维持在90%以上,金属化率从68.30%增长到85.77%,说明还原性气流可以促进锌的挥发,同时提高金属化率。气流强化脱锌机理分析表明,在无气流条件下,液相产生或者铁连晶长大阻碍了锌的挥发通道,导致锌在团块内部富集,而外加还原性气流能够提高锌挥发的速度,促进锌的挥发过程。 展开更多
关键词 含锌粉尘 脱锌 转底炉 直接还原 冶金固废
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电动力学可渗透反应屏障耦合修复Cd污染土壤的试验研究
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作者 柴肇云 李健 +2 位作者 贺利霞 闫珂 李亚男 《矿业科学学报》 北大核心 2025年第2期338-350,共13页
电动力学可渗透反应屏障耦合修复技术能有效去除煤矿区污染土壤中的重金属离子。以Cd污染土壤为研究对象,开展EK-PRB耦合修复的物理模拟试验,系统研究电解液和土壤pH值、Cd^(2+)去除率、电流以及总电能消耗等的演化规律。结果表明:修复... 电动力学可渗透反应屏障耦合修复技术能有效去除煤矿区污染土壤中的重金属离子。以Cd污染土壤为研究对象,开展EK-PRB耦合修复的物理模拟试验,系统研究电解液和土壤pH值、Cd^(2+)去除率、电流以及总电能消耗等的演化规律。结果表明:修复过程中电解液pH值和电流呈周期性变化,周期内阳极pH值降低,阴极pH升高,电流先增后降;修复后污染土壤pH值和Cd^(2+)富集指数从阳极至阴极依次升高;柠檬酸+NaCl混合液作电解液时,电流和Cd^(2+)去除率显著提高,修复效率最佳;蒙脱石作PRB活性填充材料可有效降低阴极电解产生的OH^(-)浓度和迁移速率,Cd^(2+)去除率更高,电能消耗更低,修复效率最佳;电压梯度与Cd^(2+)去除率和电能消耗正相关。综合考虑Cd^(2+)去除率、电能消耗以及修复成本等因素,电压梯度为2.5 V/cm时修复效率最佳。 展开更多
关键词 电动力学 可渗透反应屏障 重金属 修复效果 吸附机制
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磷石膏浮选提纯增白新工艺研究
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作者 曹宏 王博文 +2 位作者 李蕾 薛俊 江吉周 《化学与生物工程》 北大核心 2025年第9期15-21,共7页
通过配制十二烃反浮选去除磷石膏中大量碳杂质,再通过50%十二胺+50%十二烷基苯磺酸钠正浮选去除石英杂质,利用X-射线衍射仪、扫描电子显微镜、傅立叶变换红外光谱仪对浮选前后的磷石膏进行了表征,测试了其品位、收率、白度、水溶磷、水... 通过配制十二烃反浮选去除磷石膏中大量碳杂质,再通过50%十二胺+50%十二烷基苯磺酸钠正浮选去除石英杂质,利用X-射线衍射仪、扫描电子显微镜、傅立叶变换红外光谱仪对浮选前后的磷石膏进行了表征,测试了其品位、收率、白度、水溶磷、水溶氟,并通过分子动力学模拟研究了捕收剂与磷石膏的吸附行为。结果表明,在配制十二烃和50%十二胺+50%十二烷基苯磺酸钠的用量分别为250g·t^(-1)和500g·t^(-1)时,白度从32.15%升至44.67%,精矿品位达到97.62%,精矿收率达到86.23%,水溶磷和水溶氟得到有效去除;分子动力学模拟结果表明,50%十二胺+50%十二烷基苯磺酸钠与磷石膏(010)晶面的平均吸附能绝对值最大,为105.13kcal·mol^(-1),远大于十二胺(44.45kcal·mol^(-1))和十二烷基苯磺酸钠(67.98kcal·mol^(-1)),计算结果与浮选实验结果相符合。为磷石膏的高值化利用提供了借鉴。 展开更多
关键词 磷石膏 浮选 捕收剂 分子动力学模拟 吸附
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铁离子对铜旋流电沉积的影响研究
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作者 黄兆琴 吉栋梁 +1 位作者 许剑峰 张承龙 《中国矿业》 北大核心 2025年第7期139-146,共8页
含铜的废水及含铜固体废物的酸性浸出液中往往会有大量杂质铁离子,在传统铜电沉积工艺过程中,铜离子需保持较高的浓度,杂质离子需维持较低的水平。旋流电沉积技术可以在较为温和的反应条件下,对低浓度溶液进行高效的选择性回收目标金属... 含铜的废水及含铜固体废物的酸性浸出液中往往会有大量杂质铁离子,在传统铜电沉积工艺过程中,铜离子需保持较高的浓度,杂质离子需维持较低的水平。旋流电沉积技术可以在较为温和的反应条件下,对低浓度溶液进行高效的选择性回收目标金属离子,并且能够显著提高金属的回收率和纯度。本文针对低浓度铜离子的酸性溶液,采用循环伏安法和计时电流法研究了旋流电沉积过程中不同浓度铁离子就旋流速度对其旋流电沉积铜的影响。研究结果表明,在旋流电沉积过程中Fe^(3+)浓度会影响铜的还原性,Fe^(3+)在浓度0.50 g/L以下时,其对铜的电沉积起到了一定的阴极去极化作用,但进一步增加Fe^(3+)浓度铜还原会受到抑制作用;当Fe^(3+)浓度在0.20~2.00 g/L之间时,电流效率明显随着旋流速度的升高而增加,在Fe^(3+)浓度为0.40 g/L时,其在旋流速度为500 L/h时电流效率最高可达到80%;当旋流速度提高时,电沉积产物铜的微观结构会由附着小颗粒的长条块状转变为六角形或多边形片状、长条块状并存。本实验分析在酸性溶液中铁离子对旋流电沉积铜的影响,为低浓度含铜酸性废水或浸出液固体废物中铜的回收及提纯提供理论基础和实际应用价值。 展开更多
关键词 旋流电沉积 铜 铁离子 电流效率 固体废物
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镁质消石灰微观结构及消化反应机理
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作者 何学富 金燕 +2 位作者 樊向黎 由长福 王海名 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期2504-2516,共13页
为了实现低品位镁质消石灰资源化利用,使用XRD、BET、SEM和粒度分布等对镁质消石灰的微观结构进行研究,并考察消化条件对孔径分布的影响;基于密度泛函理论(DFT)和分子动力学(MD),探究镁质生石灰的消化反应机理。研究结果表明:随着消石... 为了实现低品位镁质消石灰资源化利用,使用XRD、BET、SEM和粒度分布等对镁质消石灰的微观结构进行研究,并考察消化条件对孔径分布的影响;基于密度泛函理论(DFT)和分子动力学(MD),探究镁质生石灰的消化反应机理。研究结果表明:随着消石灰品位降低,Ca(OH)_(2)的晶粒尺寸发生明显粗化,孔径为5~30 nm的介孔占比降低,大孔占比增加,并形成孔径为3~5 nm的微介孔结构,颗粒分布更加集中,平均粒度增大。提高消化温度有利于增大镁质消石灰的介孔比例,而延长消化时间则会促进微介孔和大孔结构同时发展,从而提高消石灰的孔容积。与MgO相比,CaO对H_(2)O分子的吸附作用更强,并且消化反应能垒更低,消化反应更易进行,此外,溶液体系中的Mg^(2+)会对Ca^(2+)的扩散传质产生限制作用,增加溶液对Ca^(2+)的溶解能力,降低其与OH^(-)的结合作用。 展开更多
关键词 镁质消石灰 微观结构 消化 密度泛函理论 分子动力学
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