微硅粉基碱性激发剂制备地质聚合物及其性能研究

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作者 赵恒 王新富 +4 位作者 吴求刚 李艳杰 贾亚琪 王彦君 胡荣华 《金属矿山》 北大核心 2025年第3期269-277,共9页

为厘清不同配比条件下微硅粉基激发剂的激发效果和控制机理,以河道沉积粉煤灰和磷尾矿为原料、新型微硅粉为激发剂制备地质聚合物注浆材料试件,并采用X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱和能谱/扫描电镜等手段对地质聚合物注浆材料的物理... 为厘清不同配比条件下微硅粉基激发剂的激发效果和控制机理,以河道沉积粉煤灰和磷尾矿为原料、新型微硅粉为激发剂制备地质聚合物注浆材料试件,并采用X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱和能谱/扫描电镜等手段对地质聚合物注浆材料的物理力学性能、元素矿物组成和微观组构进行了系统分析。结果表明,利用微硅粉基激发剂制备的地质聚合物注浆材料试件胶结紧密、结石率高、抗压强度高,具有良好的工作性能。微区分析表明,微硅粉基激发剂促进了粉煤灰/磷尾矿中的低聚合度硅铝质反应单体的溶出,促进了Ca^(2+)在地聚物胶体中的富集,微硅粉的微集料效应还优化了地聚物注浆材料的收缩性和宏观力学性能,对地质聚合物反应起到显著的激发和促进作用。 展开更多

关键词 地质聚合物 微硅粉基激发剂 粉煤灰 磷尾矿 Ca^(2+)富集 微集料效应

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自燃煤矸石基地质聚合物低强度注浆材料的制备及其微观分析 被引量：2

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作者 吴求刚 赵恒 +5 位作者 刘威 王新富 王彦君 何建国 章梅 朱孛 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2024年第7期2539-2547,共9页

以自燃煤矸石为原料,粉煤灰和低掺量复合硅酸盐水泥P·C 42.5为辅料,通过电石渣的激发作用制备了自燃煤矸石基地质聚合物低强度注浆材料并对其进行了微观分析。结果表明:在电石渣掺量(9.65%,质量分数)相同时,煤矸石、粉煤灰和水泥... 以自燃煤矸石为原料,粉煤灰和低掺量复合硅酸盐水泥P·C 42.5为辅料,通过电石渣的激发作用制备了自燃煤矸石基地质聚合物低强度注浆材料并对其进行了微观分析。结果表明:在电石渣掺量(9.65%,质量分数)相同时,煤矸石、粉煤灰和水泥质量比设置为5∶3∶2或5∶2∶3时更有利于样品抗压强度发展,较质量比为7∶2∶1和7∶1∶2的样品,其样品体系地质聚合反应程度更高且55 d抗压强度可增加70%~86%;同时,与未添加脱硫石膏样品相比,添加20%(质量分数)脱硫石膏可以大幅提升样品养护全过程的抗压强度,55 d抗压强度可增加21%~50%;相关性、XRD、SEM及FTIR分析表明,样品主要水化产物为钙矾石、水化硅酸钙(C-S-H)凝胶体、水化硅铝酸钙(C-A-S-H)无定形凝胶体等,且样品抗压强度主要来源于地质聚合反应产生的C-A-S-H无定形凝胶体。 展开更多

关键词 自燃煤矸石 地质聚合物 注浆材料 水化硅铝酸钙 电石渣 微观分析

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电厂煤及其副产品中微量元素的环境效应与资源潜力评价

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作者 毛礼鑫 朱士飞 +3 位作者 秦云虎 刘威 赵倩 曹磊 《中国煤炭》 北大核心 2024年第12期188-196,共9页

电厂煤及副产品中敏感元素和关键元素的富集规律研究,可为燃煤引起的环境污染防控及固废资源化利用提供依据。以江苏省徐州市某电厂原煤、飞灰、底灰为例,在分析煤及副产品中微量元素富集特征的基础上,评价了敏感元素的环境风险和关键... 电厂煤及副产品中敏感元素和关键元素的富集规律研究,可为燃煤引起的环境污染防控及固废资源化利用提供依据。以江苏省徐州市某电厂原煤、飞灰、底灰为例,在分析煤及副产品中微量元素富集特征的基础上,评价了敏感元素的环境风险和关键元素的资源潜力。结果显示,该电厂煤为中铅低镉低砷特低汞煤,与世界煤相比,Cr达到富集,关键元素中Tm、Se为亏损,Li、Sc、Ga、La、Ce、Sm、Er、Yb、Y等元素轻微富集,其余元素为正常水平;大部分微量元素在燃煤副产品中富集,与世界灰相比,元素Li、Sc、Ga、Zn、Pb含量较高,分异系数显示环境敏感元素和关键元素在飞灰中更加富集(Cr除外),稀土元素相似的分异系数和分布模式表明其分馏作用较弱;内梅罗指数法和潜在生态风险指数法结果显示,煤及副产品中敏感元素的环境风险均较低,且飞灰环境污染风险高于原煤和底灰,煤及副产品中敏感元素环境风险的差异性受到元素富集特点与元素生理毒性的影响;元素Li、Sc、Ga、Ge、Y相对于基准值的富集倍数小于0.5,回收利用潜力小,稀土元素前景系数和紧要稀土元素占比显示其具有一定的开发利用潜力,结合土壤硒含量与农作物硒含量的关系认为,燃煤副产品中硒具有潜在利用价值。 展开更多

关键词 燃煤副产品 煤中微量元素 重金属 战略性元素 富集

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粉煤灰/磷尾矿基地质聚合物的制备及性能表征 被引量：1

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作者 王新富 赵恒 +3 位作者 吴求刚 周晓芳 王彦君 曹泊 《材料科学与工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期999-1006,共8页

采用正交试验分析激发剂碱当量(nH_(2)O/nNa_(2)O)、模数(nSiO_(2)/nNa_(2)O)、水固比和粉煤灰/磷矿砂质量比(mFA/mPT)对粉煤灰/磷尾矿基地质聚合物浆液流动度、抗压强度和体积收缩率的影响,结合X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和... 采用正交试验分析激发剂碱当量(nH_(2)O/nNa_(2)O)、模数(nSiO_(2)/nNa_(2)O)、水固比和粉煤灰/磷矿砂质量比(mFA/mPT)对粉煤灰/磷尾矿基地质聚合物浆液流动度、抗压强度和体积收缩率的影响,结合X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和红外光谱(FTIR)对粉煤灰/磷尾矿煤矸石基地质聚合物进行性能表征。结果表明:浆液流动度随水固比的增大急剧增加,随mFA/mPT的增大急剧减小;抗压强度随nH_(2)O/nNa_(2)O和水固比的上升呈下降趋势,随粉煤灰添加量的增大呈上升趋势;体积收缩率随着水固比和粉煤灰添加量的增大呈上升趋势,随着模数增加呈减小趋势,其中水固比是影响地质聚合物工作性能的主要因素。XRD结果显示原料硅铝质晶体结构被破坏形成了新的结构,地质聚合物在1021 cm^(-1)处形成新的Si—O—Si和Si—O—Al的吸收峰,说明反应生成了新的胶凝体,大量硅酸钠凝胶体呈团块状分布于粉煤灰/磷尾矿颗粒表面和粒间孔隙中,反应过程中硅酸钠凝胶体的不均匀分布和收缩会导致试块开裂,微裂缝主要是硅酸钠凝胶体在反应和养护过程中形成的。 展开更多

关键词 粉煤灰 磷尾矿 地质聚合物 抗压强度 微观结构

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改性粉煤灰对Cu、Cd和Pb的吸附效果研究

5

作者 吴求刚 余文理 +4 位作者 赵恒 王新富 刘笑生 郭腾飞 崔红标 《环境科学与技术》 北大核心 2025年第8期39-48,共10页

粉煤灰(FA)含有一定量的铁铝矿物,具有较大的比表面积,对重金属具有一定的吸附能力。为提高其对重金属的吸附能力,该研究采用湿法机械球磨联合磷基材料(KH2PO4)碱改性(CaO)方法制备改性材料(QMFA),考察其对铜(Cu)、镉(Cd)和铅(Pb)的吸... 粉煤灰(FA)含有一定量的铁铝矿物,具有较大的比表面积,对重金属具有一定的吸附能力。为提高其对重金属的吸附能力,该研究采用湿法机械球磨联合磷基材料(KH2PO4)碱改性(CaO)方法制备改性材料(QMFA),考察其对铜(Cu)、镉(Cd)和铅(Pb)的吸附效果。结果表明:球磨时间2 h,固液比为1∶5时制备的QMFA对Cu、Cd和Pb的吸附能力最高;相较于FA,QMFA的表面出现少许绒状物质,变得更加粗糙,比表面积增加了4.78倍;XRD、FTIR和XPS分析表明QMFA中Ca、P和K含量较FA显著增加,增加了P-O强度,且新增了磷酸盐矿物。等温吸附表明FA和QMFA对Cu、Cd和Pb的吸附符合Langmuir模型,QMFA对Cu、Cd和Pb最高吸附量较FA分别提高了1.31、2.45和1.58倍,且其对Cd和Pb的解吸率显著低于FA。FA和QMFA对Cu、Cd和Pb的动力学吸附符合伪二阶动力学模型,表明以化学吸附为主。另外,FA和QMFA对Cu、Cd和Pb的吸附均随着溶液pH的增加而增加,且在同一pH下对Pb的吸附效果显著优于Cu和Cd。研究表明机械球磨联合磷基材料碱改性方法较单一的碱改和机械球磨改性制备的QMFA对Cu、Cd和Pb具有更好的吸附固定能力,在重金属污染废水的吸附去除方面具有较好的应用潜力。 展开更多

关键词 粉煤灰 湿法球磨 吸附 铜 镉 铅

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高湿环境中磷尾矿基地质聚合物凝结硬化机理 被引量：4

6

作者 王新富 赵恒 +5 位作者 吴求刚 王彦君 周晓芳 崔红标 何建国 章梅 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第22期9543-9550,共8页

为解决地质聚合物注浆材料在高湿环境中凝结硬化速率无法控制的问题,利用碱激发粉煤灰和磷尾矿制备地质聚合物注浆材料,研究其在采空区高湿环境中凝结硬化的主控因素。利用傅里叶红外光谱(Fourier transform infrared spectrometer,FTIR... 为解决地质聚合物注浆材料在高湿环境中凝结硬化速率无法控制的问题,利用碱激发粉煤灰和磷尾矿制备地质聚合物注浆材料,研究其在采空区高湿环境中凝结硬化的主控因素。利用傅里叶红外光谱(Fourier transform infrared spectrometer,FTIR)、X射线衍射光谱(X-ray diffraction,XRD)和扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)对地质聚合物的凝结过程、硬化结构特征和反应机理进行分析,得出以下结论:地质聚合物注浆材料的凝结硬化受水固比、粉煤灰添加量、激发剂碱浓度和模数的影响,调节地质聚合物的凝结硬化主要利用凝胶体的生成-分布-固化过程。水固比过高凝胶体会被稀释,过低会难以控制凝结时间;适当提高粉煤灰的添加量会促进地质聚合物的凝结;激发剂碱浓度的提高有助于原料中硅铝和钙质溶解,增加凝胶体的生成量,碱过量会导致地质聚合物泛碱;激发剂模数的增大会使浆液中的气体和水分难以排出,降低地质聚合物中各物质间的相互作用,增加地质聚合物的凝结时间。当水固比为0.5~0.75,粉煤灰和磷尾矿的质量比为1~1.2,HO和NaO的摩尔比为20~25,碱激发剂模数为1.5~2时,制备的地质聚合物可以满足凝结硬化的要求。 展开更多

关键词 磷尾矿 地质聚合物 高湿环境 凝结硬化

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弱碱性土壤中原位钝化联合叶面喷施ZnO对镉在不同品种小麦体内转运和积累的影响 被引量：1

7

作者 吴求刚 刘奇奇 +6 位作者 刘笑生 赵恒 王新富 秦云虎 王彦君 章梅 周俊 《土壤》 CSCD 北大核心 2024年第6期1311-1318,共8页

为研究原位钝化联合叶面喷施ZnO对弱碱性土壤中镉(Cd)在不同小麦品种体内的转运和积累效应,本研究通过大田试验,评估了土壤施用铁尾矿和石灰、叶面喷施ZnO,以及两者联合应用对3个小麦品种籽粒中Cd积累的影响,并分析了土壤中Cd不同形态... 为研究原位钝化联合叶面喷施ZnO对弱碱性土壤中镉(Cd)在不同小麦品种体内的转运和积累效应,本研究通过大田试验,评估了土壤施用铁尾矿和石灰、叶面喷施ZnO,以及两者联合应用对3个小麦品种籽粒中Cd积累的影响,并分析了土壤中Cd不同形态的变化及其在小麦不同部位间的转运和富集规律。研究发现,原位钝化联合叶面喷施ZnO有效降低了土壤Cd的生物有效性,进而减少了小麦籽粒中的Cd含量,尤其在对Cd积累能力较强的小麦品种中效果更为明显。相较于对照,各处理使小麦籽粒Cd含量分别降低了20.81%~31.67%、2.48%~11.39%和5.75%~10.92%。此外,原位钝化及其与叶面ZnO喷施的联合应用使土壤中Cd的有效态含量降低了7.19%~11.25%,且土壤pH提高了0.4~0.9个单位。结果还表明,该联合处理方法减少了Cd在土壤-小麦体系中的向上转运和积累,并在不同小麦品种中对Cd的转运和积累产生了品种依赖性影响。本研究为通过农艺管理措施减少小麦对Cd的积累提供了策略。 展开更多

关键词 小麦 原位钝化 叶面喷施 氧化锌 弱碱性土壤 镉污染

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张家川县耕地土壤肥力评价及空间分布特征 被引量：1

8

作者 章梅 《现代农业科技》 2024年第8期97-101,114,共6页

本研究通过对张家川县闫家乡、张家川镇、恭门镇3个乡镇的耕地土壤肥力指标进行测定,采用主成分分析法评价了土壤肥力质量,并结合GIS分析了各肥力指标及土壤综合肥力的空间变异性。结果表明:研究区耕地土壤呈碱性,其中恭门镇南部地区耕... 本研究通过对张家川县闫家乡、张家川镇、恭门镇3个乡镇的耕地土壤肥力指标进行测定,采用主成分分析法评价了土壤肥力质量,并结合GIS分析了各肥力指标及土壤综合肥力的空间变异性。结果表明:研究区耕地土壤呈碱性,其中恭门镇南部地区耕地土壤碱性较强;有机质含量中等,闫家乡有机质含量最丰富,达到16.75 mg/kg;全氮含量较丰富而速效氮缺乏,空间分布均呈现从西到东逐渐升高的特征;速效钾、有效磷的含量丰富,分别呈现东高西低、南低北高的分布趋势。主成分分析结果表明,张家川镇、恭门镇土壤速效养分供应能力强,但保肥能力较差;闫家乡土壤养分蓄积能力强。土壤综合肥力质量从高到低依次为闫家乡、张家川镇、恭门镇,呈现出东高西低的空间分布趋势。综上,研究区内土壤养分及综合肥力分布不均,需协调氮、磷、钾肥施用比例,做到“因地、因苗、因水、因时”分期精准施肥。 展开更多

关键词 耕地 土壤肥力 分布特征 空间变异 甘肃张家川

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东南极拉斯曼丘陵硼硅酸盐矿物组合硅硼镁铝矿-硼柱晶石-电气石的形成过程及其岩石学意义 被引量：7

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作者 任留东 宗师 +1 位作者 王彦斌 刘平 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期575-588,共14页

东南极拉斯曼丘陵长英质片麻岩中产出大量的电气石-硼柱晶石-硅硼镁铝矿之硼硅酸盐矿物组合,这些矿物(电气石除外)的形成晚于变质峰期一般的硅酸盐矿物。电气石可多次出现,硅硼镁铝矿之后形成硼柱晶石,很少见两种以上的硼硅酸盐矿物能... 东南极拉斯曼丘陵长英质片麻岩中产出大量的电气石-硼柱晶石-硅硼镁铝矿之硼硅酸盐矿物组合,这些矿物(电气石除外)的形成晚于变质峰期一般的硅酸盐矿物。电气石可多次出现,硅硼镁铝矿之后形成硼柱晶石,很少见两种以上的硼硅酸盐矿物能够同时结晶,各种硼硅酸盐矿物在同一期、甚至同一阶段内呈递进关系。在硼硅酸盐矿物的结晶过程中,B_(2)O_(3)和Al_(2)O_(3)较为活动从而SiO_(2)的活度相对受到抑制,即存在组分的分异和活性波动,表明络阴离子SiO_(4)^(4-)、PO_(4)^(3-)、BO_(3)^(3-)活动高峰并非同步因而,挥发分组分对深熔作用的影响可能是有限的;同时,结晶的金属阳离子组分不断发生分异。不同的硼硅酸盐矿物形成的介质条件有所差异:电气石形成于富钙的弱酸性溶液,硅硼镁铝矿应为近中-碱性溶液介质,而硼柱晶石形成于含少量氟的偏碱性介质环境。除温压因素外,流体挥发分种类和介质条件也影响到硼硅酸矿物的多期次、多阶段的变化,从而造成矿物组合的复杂性。本区长英质岩石中硼(B)及其他挥发分组分的较高含量可由原岩成分决定,亦可经由变质-深熔作用引起,即深熔作用时熔体的整体优先吸收硼(硼的第一次富集)及随后熔体结晶阶段的局部残留和富集硼(硼的第二次富集)。Gdd-Prs-Trn硼硅酸盐矿物组合的存在,表明发生了以脱水为主的高级变质作用,同时伴随强烈的深熔作用。挥发分组分在露头尺度体系中可能属于开放性质,而在更大尺度和范围内则基本封闭;在深熔作用中,硼等挥发分的存在影响了熔体的组成使得岩浆熔点降低、熔融成分调整粘度有所降低,更容易运移;而且,熔体可以携带这些挥发分,当熔体结晶时挥发分析出、结晶局部富集而形成硼硅酸盐矿物,尤其是沿着一些构造有利部位发生显著的聚集。 展开更多

关键词 硼硅酸盐矿物 挥发分 介质组成 变质演化 东南极拉斯曼丘陵

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青海木里煤田聚乎更矿区土壤肥力及重金属风险评价 被引量：14

10

作者 王佟 章梅 +4 位作者 徐辉 张谷春 王彦君 方惠明 李媛 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期113-120,共8页

木里煤田聚乎更矿区在开采煤炭资源的同时,破坏了矿区生态环境。通过对矿区土壤肥力指标及重金属指标的测定,采用主成分分析法、潜在生态危害指数法对土壤肥力和重金属风险进行评价。结果表明:木里煤田聚乎更矿区土壤整体呈碱性,有机质... 木里煤田聚乎更矿区在开采煤炭资源的同时,破坏了矿区生态环境。通过对矿区土壤肥力指标及重金属指标的测定,采用主成分分析法、潜在生态危害指数法对土壤肥力和重金属风险进行评价。结果表明:木里煤田聚乎更矿区土壤整体呈碱性,有机质、全氮、速效钾含量较丰富而速效磷含量较缺乏,呈富氮富钾贫磷的特点,三号井田土壤中各肥力指标含量最好;土壤肥力综合得分分别为:哆嗦贡玛井田(-0.113)、九号井田(0.081)、八号井田(-0.369)、五号井田(-0.034)、四号井田(-0.145)、三号井田(0.692),三号井田土壤综合肥力最好;木里聚乎更矿区土壤中6种重金属的生态危害强度由弱到强的顺序为Cr、Pb、Cu、Hg、As、Cd,各井田土壤重金属风险评价结果均为轻微生态危害程度。综上,矿区排土场土壤肥力质量整体较差,重金属处于低风险状态,排土场土壤可作为土壤重构中的充填基质,但需混合牲畜肥料、有机肥来提高重构土壤的肥力质量,研究结果将为木里煤田聚乎更矿区土壤重构和植被修复提供基础与依据。 展开更多

关键词 木里煤田聚乎更矿区 土壤肥力 重金属 风险评价 潜在生态危害指数法

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吐哈盆地三道岭煤矿4号煤层煤岩组分特征及其成因分析 被引量：2

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作者 马荣 何建国 +4 位作者 张宁 张静 宋雪娟 刘志飞 闻名忠 《中国煤炭》 2023年第7期14-24,共11页

三道岭矿区位于吐哈盆地哈密坳陷,是南疆重要的煤炭基地,为了研究吐哈盆地西山窑组富惰质组煤岩组分及成因,采集了三道岭煤矿西山窑组4号煤层煤为样品,采用煤岩学、煤化学和煤相学等方法,通过对样品进行工业分析、显微组分鉴定,系统地... 三道岭矿区位于吐哈盆地哈密坳陷,是南疆重要的煤炭基地,为了研究吐哈盆地西山窑组富惰质组煤岩组分及成因,采集了三道岭煤矿西山窑组4号煤层煤为样品,采用煤岩学、煤化学和煤相学等方法,通过对样品进行工业分析、显微组分鉴定,系统地分析了西山窑组4号煤层的煤岩组分特征,并探讨了富惰质组煤的成煤环境。研究结果表明,中侏罗统西山窑组4号煤层以暗淡煤半暗煤为主,煤岩组分以富惰质组为主,平均含量高达76.1%,其次为镜质组,壳质组含量最低,属于低变质煤,富惰质组以半丝质体为主,镜质组以基质镜质体为主,矿物组成以粘土矿物和碳酸盐矿物为主。4号煤层煤质属于特低灰、中等挥发分、高碳低氢的特低硫煤,煤灰成分以CaO、Fe 2O 3为主,灰成分指数K介于0.25~10.64之间;成煤期环境主要表现为干燥的森林泥炭沼泽氧化型,成煤植物主要以银杏、松柏等木本植物为主,这些植物生长茂盛易于形成巨厚的煤层,同时西山窑组处于退水沉积序列,覆水性弱,泥炭整体处于弱还原环境下,物质丝炭化作用强烈,形成了富惰质组煤。 展开更多

关键词 吐哈盆地 富惰质组 煤岩组分 成因分析

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聚合物砂浆强度发展规律的研究 被引量：7

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作者 刘磊 魏镇 李庆涛 《混凝土》 CAS 北大核心 2020年第5期102-104,共3页

聚合物砂浆是加固的重要材料。对不同掺水率、不同养护龄期的聚合物砂浆试块和不同养护龄期的普通砂浆试块进行抗折、抗压试验,分析聚合物砂浆的强度发展规律。研究结果表明:龄期和掺水率都会影响聚合物砂浆的强度发展规律;与普通砂浆相... 聚合物砂浆是加固的重要材料。对不同掺水率、不同养护龄期的聚合物砂浆试块和不同养护龄期的普通砂浆试块进行抗折、抗压试验,分析聚合物砂浆的强度发展规律。研究结果表明:龄期和掺水率都会影响聚合物砂浆的强度发展规律;与普通砂浆相比,聚合物砂浆自身黏聚性好,早龄期强度高。 展开更多

关键词 聚合物砂浆 抗压强度 抗折强度

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粒度级配对制备高浓度水煤浆的影响 被引量：9

13

作者 马旭龙 李寒旭 +4 位作者 李建 武成利 刘铭 赵帅 陈和荆 《煤炭转化》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期56-65,共10页

选取典型低变质程度神木柠条塔(NTT)煤,进行球磨式连续型粒度级配提高水煤浆浓度(一定量的水煤浆试样在105℃~110℃干燥至恒重,干燥后试样质量占原样质量的百分数)和成浆性的研究。在不同球磨条件下,考察球磨时间、球磨速度对成浆浓度... 选取典型低变质程度神木柠条塔(NTT)煤,进行球磨式连续型粒度级配提高水煤浆浓度(一定量的水煤浆试样在105℃~110℃干燥至恒重,干燥后试样质量占原样质量的百分数)和成浆性的研究。在不同球磨条件下,考察球磨时间、球磨速度对成浆浓度、流变特性和稳定性能的影响规律,研究粒度级配前后浆体表面润湿性、表面电负性、微观形貌的性能变化对NTT煤成浆性的影响,利用分形维数的计算,进一步探究了粒度级配对提高NTT煤制浆浓度的影响机理。结果表明:在级配M煤样(D50=79.02μm)与M_(6)煤样(D50=8.727μm)的质量比为8∶2时,成浆浓度与未级配煤样相比提高了约4%;不同球磨条件下的煤样按照不同的质量比进行混合制浆时,初始添加细颗粒使浆体表面的润湿性增强,降低了浆体的性能,当粗细颗粒的质量比大于6∶4时,表面润湿性的变化较小;级配样的成浆浓度与Zeta电位的绝对值呈正相关;当级配煤样之间粒径相差逐渐变大,小颗粒填充到大颗粒孔隙中,增加了空间堆积率,提高了制浆浓度,但随着细颗粒的质量分数增大,大颗粒孔隙被撑开,煤粒空间堆积率下降,制浆浓度降低;M煤样与M_(6)煤样在质量比为8∶2时,相比于其他级配浆体,分形维数达到最大(2.460),成浆浓度达到最高(63.03%)。 展开更多

关键词 球磨 粒度级配 神木煤 成浆性 分形维数

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煤中稀土元素研究现状及展望 被引量：11

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作者 曹泊 朱士飞 +1 位作者 秦云虎 王双美 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期181-194,共14页

稀土作为战略资源广泛应用于国防工业和高科技领域,我国作为稀土生产和出口大国,传统稀土储量日益减少。因此扩大我国稀土资源储量具有重要的经济价值和战略意义。稀土元素在特定的地质条件下可以在煤中富集,甚至达到工业品位。近年来,... 稀土作为战略资源广泛应用于国防工业和高科技领域,我国作为稀土生产和出口大国,传统稀土储量日益减少。因此扩大我国稀土资源储量具有重要的经济价值和战略意义。稀土元素在特定的地质条件下可以在煤中富集,甚至达到工业品位。近年来,煤地质学家对煤中稀土元素开展了大量研究工作,取得了丰硕的研究成果。实测了新疆、鄂尔多斯、青海木里、宁夏鸳鸯湖等地125个样品中稀土元素含量,并结合前人资料对煤中稀土元素分布特征、赋存状态、富集影响因素、燃烧过程中迁移规律以及粉煤灰中稀土元素赋存状态和分离提取方法进行总结,为煤和粉煤灰中稀土元素的资源化利用提供理论依据。我国煤中稀土元素含量远高于美国煤中稀土元素含量,二连盆地-海拉尔盆地和西南川滇桂地区是我国两大煤中稀土元素成矿带。稀土元素在煤中主要以稀土矿物、有机化合物以及离子吸附的形式存在。煤中稀土元素的富集可能是不同时期沉积物源、搬运介质、沉积环境、风化淋滤和岩浆活动相互叠加的结果。煤燃烧过程中,稀土元素作为非挥发性元素在飞灰和底灰中进一步富集。粉煤灰中稀土元素赋存在玻璃体、含稀土矿物和非晶碳中。不同类型和来源的粉煤灰可能适用于不同的物理分选和化学提取方法。我国作为煤炭生产和使用大国,从煤和粉煤灰中提取稀土元素具有天然优势。因此,加强煤及燃烧产物中稀土元素提取实验研究,建立工业化提取稀土元素的实验工厂具有良好的发展前景。 展开更多

关键词 煤中稀土元素 煤地球化学 分布与赋存 微量元素 元素富集

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宁东地区晚古生代煤中硫的地化特征及其对有害元素富集的影响 被引量：19

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作者 吴蒙 秦云虎 +5 位作者 王晓青 张娜 杨柳 熊科 朱超 何建国 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S02期932-942,共11页

以鄂尔多斯盆地西缘宁东地区晚古生代煤层为例,利用光学显微镜、电感耦合等离子质谱仪和带能谱的扫描电镜等仪器分析了煤中硫和有害元素的分布规律,探讨了煤中硫对有害元素富集的影响。结果表明:宁东地区煤层中硫的赋存形式以黄铁矿硫为... 以鄂尔多斯盆地西缘宁东地区晚古生代煤层为例,利用光学显微镜、电感耦合等离子质谱仪和带能谱的扫描电镜等仪器分析了煤中硫和有害元素的分布规律,探讨了煤中硫对有害元素富集的影响。结果表明:宁东地区煤层中硫的赋存形式以黄铁矿硫为主,平均占全硫质量分数的57.87%,6号和9号煤层以有机硫为主。其中,山西组煤层中黄铁矿硫占全硫质量分数的59.38%,太原组煤层中黄铁矿硫占全硫质量分数的54.86%。煤层中全硫与黄铁矿硫呈现较好的正相关关系。煤中硫化物以黄铁矿为主,局部可见板状白铁矿和团块状黄铜矿。煤中黄铁矿的微观赋存形态包括自形与半自形细粒状、条带状、不规则块状、充填胞腔状、浸染状和莓球状。煤层中F,Ge,As,U和V的富集系数小于2,Cl,Pb和Ga的富集系数小于5。黄铁矿硫与煤层中Pb,Cl,F,As具有正相关关系,与V呈现较好的"抛物线"关系。有机硫与煤层中Ga存在负相关关系,煤层中F与Cl呈现正相关关系。认为煤层中有害元素对煤炭开采和煤层气开发不会造成影响。黄铁矿是微量元素Cl,F,V,Pb和As的重要载体,而有机硫决定了煤层中Ga的富集。太原组煤中硫具有多源性,成煤过程中海水的影响是引起太原组煤中全硫和黄铁矿硫质量分数较高的主要原因。 展开更多

关键词 有害元素 硫 黄铁矿 煤 鄂尔多斯盆地

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海相膏盐岩层系烃源岩形成演化特征初探 被引量：5

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作者 赵恒 刘文汇 +7 位作者 李艳杰 刘全有 周冰 罗厚勇 王杰 卢龙飞 孟庆强 吴小奇 《海相油气地质》 CSCD 北大核心 2019年第3期1-7,共7页

勘探实践和地质地球化学分析显示,膏盐岩作为一种化学沉积岩虽然本身不具备生烃能力,但其岩系组合中不同程度富含的生烃物质,使得膏盐岩层系可作为海相盆地非常重要的烃源岩,因此,我国的高演化、低有机质丰度的海相膏盐岩层系也可以作... 勘探实践和地质地球化学分析显示,膏盐岩作为一种化学沉积岩虽然本身不具备生烃能力,但其岩系组合中不同程度富含的生烃物质,使得膏盐岩层系可作为海相盆地非常重要的烃源岩,因此,我国的高演化、低有机质丰度的海相膏盐岩层系也可以作为良好的烃源岩。分析表明:海相膏盐岩层系烃源岩具有多元化的生烃物质、异常活跃的有机-无机相互作用和膏盐岩层系特殊的物理化学条件,这些因素共同影响着其生烃物质来源、有机质热演化进程、产物的组分及产率、稳定同位素组成等特征,因此研究膏盐岩层系烃源岩的形成演化特征,对于我国海相膏盐岩层系源-藏匹配、生烃机理、烃源岩评价等问题具有重要的勘探实践和理论研究意义。此外,由于海相膏盐岩层系在成源和矿物组成方面的特殊性,传统的烃源岩评价指标如TOC、氯仿沥青“A”、S1+S2等难以适用于海相膏盐岩层系烃源岩,而采用总生烃碳的概念评价烃源岩演化及生烃潜力应该更为客观可靠。 展开更多

关键词 海相 膏盐岩层系 烃源岩 总生烃碳 有机酸盐

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煤矸石对草原煤矿区生态风险影响研究 被引量：9

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作者 王新富 王彦君 +5 位作者 高良敏 周晓芳 赵恒 何建国 陈军 吴求刚 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期226-234,共9页

鄂尔多斯市处于农牧交错带型生态脆弱区,是我国北方地区的生态屏障,也是我国重要的煤炭能源生产基地,属于典型的草原煤矿区,整体生态弹性力较差。目前,煤田开发与环境相协调已成为矿区建设的重要议题,草原煤矿区脆弱的生态系统使得煤矸... 鄂尔多斯市处于农牧交错带型生态脆弱区,是我国北方地区的生态屏障,也是我国重要的煤炭能源生产基地,属于典型的草原煤矿区,整体生态弹性力较差。目前,煤田开发与环境相协调已成为矿区建设的重要议题,草原煤矿区脆弱的生态系统使得煤矸石带来的环境污染问题越来越突出。为明确煤矸石的理化特征及草原煤矿区所面临的生态风险,通过采集鄂尔多斯市某矿区的煤矸石,进行煤矸石理化特征及生态风险评价研究,结果表明:煤矸石岩性以泥岩为主,整体上呈现出分选性较差,磨圆度呈棱角状至次棱角状的特征,表面裂隙宽度大于10μm,矿物组成以石英和高岭石为主,化学成分主要为SiO_(2)、Al_(2)O_(3)及Fe_(2)O_(3),占比分别达53.17%~61.23%、18.27%~22.55%和1.92%~8.42%,Ba、Ga、Zn、Cu、Cr和V等元素在煤矸石中的富集程度较高,新鲜煤矸石中微量元素的质量分数高于风化煤矸石;重金属Hg和Zn的潜在生态风险处于严重污染水平,Cd、Cu和Pb处于中度污染水平,As和Cr属于偏中度污染水平,Ni属于轻度污染水平,其中Hg是重金属综合潜在生态危害指数评价中贡献度最大的污染因子,导致综合指数处于很强污染等级;重金属污染的程度的强弱顺序为Zn>Hg>Cd>As>Pb>Cu>Cr>Ni,研究区生物毒性不利影响的可能性在33%~81%。 展开更多

关键词 煤矸石 理化特征 草原煤矿区 重金属污染 生态风险

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粉煤灰与生活污泥混合制备吸附剂对Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的试验研究 被引量：3

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作者 吴蒙 王晓青 +5 位作者 毛礼鑫 王新富 朱士飞 张谷春 许乃岑 秦云虎 《应用化工》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期689-696,共8页

以粉煤灰和生活污泥为原料,经过物理活化、物理-化学活化制备了改性污泥吸附剂,通过比表面积测定仪(BET)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪(FTIR)和Zeta电位仪等设备研究了污泥吸附剂的性质,分析了改性污泥吸附剂对Cd(Ⅱ)... 以粉煤灰和生活污泥为原料,经过物理活化、物理-化学活化制备了改性污泥吸附剂,通过比表面积测定仪(BET)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪(FTIR)和Zeta电位仪等设备研究了污泥吸附剂的性质,分析了改性污泥吸附剂对Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的去除效果和吸附机理。结果表明,原污泥吸附剂(RSA)结构致密,BET比表面积为12.604 m^(2)/g,改性污泥吸附剂(MSA)表面粗糙,孔洞明显变大,BET比表面积为52.573 m^(2)/g。RSA和MSA吸附Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)在360 min后基本达到平衡。MSA对Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的去除率较RSA分别增大了30.83%和61.81%。随着pH值(2≤pH≤6)增大,RSA对Cu(Ⅱ)的去除率从16.83%上升到74.32%,对Cd(Ⅱ)的去除率从3.17%上升到36.33%;MSA对Cu(Ⅱ)的去除率从51.50%上升到95.77%,对Cd(Ⅱ)的去除率从25.00%上升到48.17%。MSA对Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的吸附容量分别从298 K时的7.230 mg/g和15.480 mg/g增加到318 K时的9.540 mg/g和16.206 mg/g。MSA对Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)最大理论吸附量分别为18.69 mg/g和20.92 mg/g,Langmuir吸附等温模型R 2分别为0.9965和0.9980,准二级动力学模型R 2均为0.99以上,表明MSA对Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的吸附过程以羟基和羧基反应的化学作用为主,单分子层吸附的物理作用为辅。MSA吸附Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)是一个吸热过程,且吸附Cu(Ⅱ)是自发的。因此,改性污泥可以作为一种潜在的吸附材料处理含重金属的废水。 展开更多

关键词 生活污泥 粉煤灰 Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ) 吸附 动力学

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掺配含油污泥对水煤浆浆体性能及燃烧性能的影响 被引量：6

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作者 赵帅 李寒旭 +3 位作者 武成利 李建 许航 黄俊 《煤炭转化》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期20-28,共9页

将含油污泥与水、煤粉和分散剂混合制备含油污泥煤浆,并以水煤浆为参考,研究了掺配含油污泥对水煤浆浆体性能及燃烧性能的影响。利用SEM-EDX观察含油污泥、水煤浆和污泥煤浆表观形貌,分析了掺配含油污泥后浆体的定黏质量分数、流变特性... 将含油污泥与水、煤粉和分散剂混合制备含油污泥煤浆,并以水煤浆为参考,研究了掺配含油污泥对水煤浆浆体性能及燃烧性能的影响。利用SEM-EDX观察含油污泥、水煤浆和污泥煤浆表观形貌,分析了掺配含油污泥后浆体的定黏质量分数、流变特性及稳定性。使用热重分析对污泥、水煤浆及污泥煤浆进行热分析实验,结合TG-DTG曲线分析了水煤浆及污泥煤浆相关的燃烧特性指数。结果表明:萘系分散剂可以降低水煤浆和污泥煤浆的黏度,分散剂的最适宜添加量为煤干基的0.3%(质量分数);由于含油污泥特殊的絮状多孔结构,添加含油污泥后浆体稠度增大、定黏质量分数降低,但浆体的流变指数n值减小、析水率降低、Zeta电位绝对值增大,即浆体的假塑性和稳定性增强;添加含油污泥后煤浆燃烧速率增大,TG曲线向低温度区偏移,且污泥煤浆的Sw,Rw,Cb和S值等燃烧性能指数都要优于普通水煤浆的相应值,添加含油污泥促进了水煤浆的燃烧过程。 展开更多

关键词 含油污泥 水煤浆 浆体性能 燃烧性能 废物利用

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采煤沉陷区水体有机氯农药的污染特征及风险评价 被引量：3

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作者 王新富 周晓芳 +5 位作者 高良敏 王彦君 陈晓晴 吴求刚 何建国 章梅 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第32期14006-14013,共8页

为研究采煤塌陷水域不同深度水体有机氯农药(organochlorine pesticides,OCPs)的污染特征及风险评价,使用气相色谱-质谱联用仪(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)对淮南谢桥矿农田塌陷区水体中的OCPs进行质量浓度测定,利用Ar... 为研究采煤塌陷水域不同深度水体有机氯农药(organochlorine pesticides,OCPs)的污染特征及风险评价,使用气相色谱-质谱联用仪(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)对淮南谢桥矿农田塌陷区水体中的OCPs进行质量浓度测定,利用ArcGIS进行OCPs特征污染物六六六(hexachlorocyclohexanes,HCHs)和滴滴涕[2,2-bis(p-chlorophenyl)-1,1,1-triehloroethane,DDTs]分布特征及来源研究,并选择美国环境保护署(EPA)推荐的健康风险评价模型进行评价。结果表明:OCPs平均含量范围为583.45~797.62 ng/L,悬浮物中OCPs平均含量范围为418.03~610.11 ng/L,整体呈现出由表层到底层逐渐递增的趋势,研究区水域的OCPs质量浓度在中国水域中处于中等偏上水平,水体中HCHs主要来源于近期林丹等杀虫剂的使用,DDTs主要来源于农业三氯杀螨醇的污染。水体的非致癌健康风险指数为2.320×10^(-3)~6.813×10^(-3),致癌健康风险指数为6.814×10^(-7)~1.575×10^(-6),表明沉陷区水体中OCPs对人体未达到致癌风险。 展开更多

关键词 采煤塌陷区 有机氯农药(OCPs) 污染特征 风险评价

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