基于贝叶斯优化XGBoost的石灰窑气预测

石灰窑是碳酸钙产业的关键生产设备,窑气中的CO_(2)是生产碳酸钙的原料,CO_(2)浓度直接影响碳酸钙产量,然而石灰窑气浓度依靠产品产出后采样化验得到,存在严重的滞后性,无法作为石灰窑在线工艺参数调整的依据。因此提出一种基于贝叶斯优化的eXtreme Gradient Boosting石灰窑气浓度预测模型BO-XGBoost,根据历史数据预测1 h后的窑气浓度,为生产工艺参数的调整提供依据。该方法首先对石灰窑传感器数据集中的缺失值、异常值进行剔除、插补,然后统一窑气浓度检测历史数据的时间尺度,构成石灰窑气监测数据集,在此基础上提出针对石灰窑气的BO-XGBoost模型。模型经训练后,采用实际生产数据进行测试,并与Light Gradient Boosting Machine(Light-GBM)模型、Category Boosting(Catboost)模型预测结果进行比较,结果表明,所提模型可以实现高维数据集的超参数快速优化,且预测模型有较好的精度,均方根误差(RMSE)达到0.70,平均绝对百分比误差(MAPE)达到2.03%。

石灰建筑材料的性能及其应用探讨

石灰是目前我国建筑领域广泛应用的一种建筑材料,其自身具备多种优良的性能,在建筑工程建设期间发挥着不可忽视的作用.基于此,为解决建筑工程建设难题,文章将对石灰建筑材料的性能及其应用加以探讨,即先简要说明了石灰建筑材料的内涵,进一步阐述了石灰建筑材料的性能,然后提出灰土和三合土拌制、硅酸盐混凝土生产、混合砂浆与石灰砂浆配制、含水软土地基加固、建筑墙壁粉刷等石灰建筑材料在建筑工程建设中的具体应用路径,旨在充分发挥石灰建筑材料的性能优势,提高整体建筑工程建设水平,以期为相关人员提供有效的参考和借鉴.

阳泉市石灰岩矿整合成效分析

阳泉市石灰岩分布广泛,开采时间长,矿山分布多、规模小。结合阳泉市石灰岩矿产资源分布,本文分析非煤矿山整合前后的石灰岩矿采矿权设置,提出整合后矿山建设建议。随着非煤矿山的整合,石灰岩矿数量压减近50%,生产规模大幅提升,基本实现开采规范化、管理流程化与产业集群化。阳泉市石灰岩矿业发展实现量变到质变的提升。

岩溶区镉污染棕色石灰土母质稻田土壤团聚体镉赋存特性研究

【目的】研究桂西北岩溶区镉(Cd)污染棕色石灰土母质稻田土壤团聚体Cd赋存形态特性,为区域内该类型Cd污染稻田稻米安全生产提供数据参考。【方法】采用湿筛法将采样土壤团聚体分离成>2.000 mm、1.000~2.000 mm、0.250~1.000 mm、0.074~0.250 mm和<0.074 mm 5个粒级的团聚体,研究桂西北岩溶区0~20、20~30、30~50和50~80 cm剖面深度土壤团聚体粒径组成、不同粒径团聚体Cd含量及其主要赋存形态。【结果】各层剖面0.250~1.000 mm粒径团聚体占比较为稳定,均在30.00%以上,各层剖面间无显著差异(P>0.05)。0~20 cm剖面(耕作层)中>2.000 mm粒径团聚体占比最大(40.20%),随着剖面深度增加,>2.000 mm粒径团聚体占比迅速降低,<0.250 mm粒径团聚体占比呈逐渐增加趋势。不同粒径团聚体Cd含量分析结果表明,在0~20、20~30和30~50 cm剖面中,Cd主要富集在>2.000 mm粒径团聚体中,Cd含量分别高达2.22、1.66和0.95 mg/kg,在50~80 cm剖面中,Cd主要富集在1.000~2.000 mm粒径团聚体中。>2.000 mm粒径团聚体在0~30 cm土层中对全土Cd含量的贡献率最大。不同剖面深度团聚体中Cd赋存形态存在明显差异,0~20 cm剖面各粒径团聚体中Cd主要以有机结合态存在,可交换态Cd占比最小(<0.074 mm粒径团聚体除外),随着剖面深度增加,团聚体中可交换态Cd占比明显增加,当剖面深度增加至30 cm以下时,团聚体中Cd主要以碳酸结合态存在,残渣态含量最小。【结论】桂西北岩溶区Cd污染棕色石灰土母质稻田Cd主要富集在>2.000 mm和1.000~2.000 mm粒径的团聚体中;0~20 cm耕作层各粒径团聚体中的Cd主要以有机结合态存在,可交换态占比最小,随着剖面深度的增加,可交换态Cd占比明显增加,稳定形态Cd占比明显降低。因此,在实际生产过程中要注重提高土壤大粒径团聚体含量,避免过度精耕和深翻,减少耕层土壤可交换态Cd含量,降低水稻生产过程中稻米Cd超标的风险。

蒙脱土内养护天然水硬性石灰的水化行为及使用性能研究

石窟寺是我国独具特色的文物类型,具有重要的历史、艺术和科学价值。裂隙是造成石窟寺失稳、渗水、风化等病害产生及发育最为直接的因素。常规外养护灌浆加固的同时,难以解决养护后期深部裂隙缺水导致的收缩开裂及强度不足的问题。文中利用蒙脱土(MMT)对天然水硬性石灰(NHL)进行内养护改性,系统评估固化过程中的水化行为及使用性能。结果表明,MMT掺量为2%时,NHL的内养护效果最好,7 d自收缩仅为空白试样的56.70%,保水性能优异。此外,该试样的28 d抗压强度相比空白试样增加了22.03%。这是由于养护固化全过程中,预储水的MMT在试样内部湿度梯度作用下,不断释放层间吸附水,促进NHL的水化反应,减少自收缩,提高内养护效果。研究结果为石窟寺裂隙的内养护灌浆加固提供了重要的理论与实践基础。

氧化石墨烯对天然水硬性石灰水化及力学性能的影响

石质文物是一类重要的文化遗产,然而裂隙会导致其产生失稳、渗水、风化等病害,因此,开发一种合适的灌浆材料用于石质文物裂隙修复具有重要意义。本文将氧化石墨烯(GO)掺入天然水硬性石灰(NHL2)制备灌浆材料,采用SEM、TG、XRD和FT-IR等测试研究了GO掺量对NHL2水化进程及水化产物的影响,通过力学性能测试和模拟灌浆试验评价了该材料用于石质文物灌浆加固的可行性。结果表明:添加GO可加速NHL2的水化进程,促进规整致密的花状聚集态水化产物的形成;当GO掺量为0.05%(质量分数)时,试样的水化产物含量最多,力学性能最好,28 d抗压强度和抗折强度分别达2.83和1.63 MPa,相比空白试样分别提高了19.91%和23.40%。此外,灌浆材料与砂岩之间具有优异的黏结强度,两者界面结合紧密,兼容性良好。本研究为石质文物的裂隙灌浆加固提供了参考。

石灰岩脆性损伤演化和声发射特征研究

脆性是深部岩体最重要的力学性质之一。为研究石灰岩脆性损伤演化机制,开展了单轴压缩下石灰岩声发射试验,分析了脆性指数与损伤变量和声发射b值的关系。结果表明:(1)石灰岩裂纹闭合应力、裂纹起始应力、损伤应力占峰值应力的比值分别为31.3%、43.0%、85.5%;(2)石灰岩脆性指数平均为0.32,均方差为0.009,随脆性指数上升,特征应力对应的损伤变量逐渐减小,损伤变量由“正比例函数”增长逐渐变为“凹形幂函数”增长,临界破坏阶段存在损伤加速现象;(3)在单轴压缩条件下,随脆性指数上升,石灰岩剪切破坏减弱、张拉破坏增强,脆性指数能够较好地表征其破坏形式;(4)石灰岩声发射累计振铃计数、累计能量和累计幅值与时间曲线存在明显的4个阶段:微增期、平静期、陡增期、骤降期,且平静期幅值均小于80 dB,曲线总体呈台阶状上升趋势。脆性指数越大,平静期越长,陡增期越短,b值突点对应应力与峰值应力比值越大;(5)b值曲线呈先上升后下降趋势,b值突点均在平静期结束点之前,这两点均能准确预警石灰岩失稳破坏,随脆性指数上升,b值突点出现越晚,越接近峰值。研究成果可为围岩稳定性控制和动力灾害监测预警提供重要参考。

马钢2号高炉风口喷吹生石灰工业试验

为了促进煤粉燃烧,降低高炉燃料比,简要分析了风口喷吹生石灰对高炉的影响,并在马钢2号高炉进行了风口喷吹生石灰工业试验。工业试验结果表明:①适当降低炉顶入炉料的碱度,将生石灰与煤粉混匀后从风口喷人,生石灰最大喷入量为34.76kg/t,炉腹渣量相应降低到217.24kg/t,同时理论燃烧温度降低19℃,低于喷吹等量煤粉所降低的理论燃烧温度值。②与基准期相比,喷吹生石灰后高炉炉况稳定顺行,增产降耗效果明显。③第二次试验期间,煤粉中生石灰配比最高达到3.50%,平均生石灰喷吹量4.9kg/t,校正后燃料比降低2.59kg/t,日产量增加24.56d。

宁夏香山群徐家圈组顶部薄层石灰岩锶同位素与局限海盆地分析

宁夏香山群主体为一套深水浊流沉积的灰绿色细砂岩夹泥岩,在鄂尔多斯盆地西缘及河西走廊地区下古生界占有重要的位置,其时代归属对于北祁连地区大地构造演化、宁夏区域地质和鄂尔多斯盆地西缘海相深水油气勘探均具有重要意义。本文采用沉积学和沉积地球化学的方法,着重分析了香山群徐家圈组顶部薄层石灰岩锶同位素的特征,结果表明:①薄层石灰岩受成岩蚀变程度较小,^(87)Sr/^(86)Sr值基本可代表沉积时海水的特征;②^(87)Sr/^(86)Sr值在0.71057~0.71356之间,平均值为0.71189,远大于寒武纪和奥陶纪海水^(87)Sr/^(86)Sr值;③^(87)Sr/^(86)Sr值和盐度呈较好的负线性相关,和温度及Mn/Sr比值呈较好的正线性相关;④^(87)Sr/^(86)Sr值和Si含量略具负线性相关趋势,和Al含量及Mg含量具有较弱的负线性相关性。结合鄂尔多斯盆地西缘早古生代大地构造演化和香山群相关研究成果认为:徐家圈组顶部薄层石灰岩可能沉积于受古陆或水下隆起阻隔的局限海盆深水环境,沉积时海水主要受和硅铝质岩石进行充分锶同位素交换的海底热液及流经喀斯特风化壳的地表径流影响,与同期大洋海水相比具有高的^(87)Sr/^(86)Sr值.

内蒙古宏建制灰用石灰岩矿床地质特征及成因研究

通过总结分析宏建制灰用石灰岩矿的地质背景及矿床地质特征,认为矿层赋存于下奥陶统马家沟组第二岩段地层中,总体呈单斜产出,厚度大且矿体连续;矿石各组分含量分布均匀,沿走向、倾向及厚度方向变化较小,矿石质量优,可满足制灰、水泥、脱硫、建筑石料等用途;矿床成因属浅海相潮间坪、潮上坪沉积环境下的化学—生物化学沉积型石灰岩矿。

磷矿粉在石灰性土壤中对紫花苜蓿的施用效果

磷矿粉是一种难溶性磷肥,一般认为其在石灰性土壤上施用效果不好。苜蓿(Medicago sativa)利用难溶性磷的能力较强,为探索磷矿粉在石灰性土壤对苜蓿的施用效果,本研究以3种不同品位磷矿粉PRⅠ、PRⅡ、PRⅢ为磷肥源,以水溶性磷肥过磷酸钙为对照(CK),对3个紫花苜蓿品种‘阿尔冈金’(M1)、‘陇东苜蓿’(M2)、‘金皇后’(M3)进行土培盆栽试验,研究了不同磷矿粉处理下紫花苜蓿两茬的生长、营养品质、磷素的吸收利用以及土壤磷素含量。结果表明,第2茬收获时PRⅠ处理下M1和M3的株高明显高于CK,PRⅢ处理下M2的株高明显高于CK。M1两茬干重均表现出PRⅠ磷矿粉处理最高,两茬总生物量干重达到8.61 g,比CK高46.9%,3个磷矿粉处理下M2第1茬、第2茬和总生物量干重均高于CK,磷矿粉处理对M3的生物量没有明显作用。PRⅠ和PRⅢ处理显著提高了第2茬M1的粗蛋白含量,PRⅢ处理M1和M2紫花苜蓿的粗脂肪含量均高于CK。第1茬磷矿粉处理中PRⅡM3处理的钙含量达到最高值,为2.18%,与CKM3处理差异不显著(P>0.05),第2茬PRⅠM1和PRⅢM2处理的钙含量最高,均为1.56%。PRⅠ和PRⅢ处理可显著提高第2茬M1和M2的磷吸收效率,PRⅠ能显著提高第1茬M1和M2的磷利用效率,而PRⅡ均显著提高了3个紫花苜蓿品种第2茬的磷利用效率。除PRⅡM1处理外,磷矿粉处理均显著提高了土壤全磷含量,且3个品种均表现出在PRⅠ和PRⅢ处理下的土壤全磷含量高于PRⅡ,相比施肥前,磷矿粉处理均显著提高了土壤有效磷含量,M3的土壤的有效磷含量低于M1和M2。因此,磷矿粉在石灰性土壤对紫花苜蓿的生长、营养品质和磷素吸收利用可超过或达到与过磷酸钙相当的水平,其效果因磷矿粉品位和苜蓿品种不同而有差异,本研究条件下,PRⅠ磷矿粉,M1和M2品种表现出较好的施用效果。

石灰石-煅烧黏土-水泥(LC^(3))体系的水化动力学模型

石灰石-煅烧黏土-水泥(LC^(3))是一种新型复合建筑材料,在满足水泥可持续生产和节能减排方面具有优良的应用前景。本工作通过考虑煅烧黏土和石灰石矿物掺合料的稀释效应、成核作用和火山灰反应等影响作用,提出了一种评估LC^(3)混凝土化学和力学性能的水化动力学模型。根据动力学模型,分析计算了不同掺量情况下LC^(3)胶凝体系的累计水化热、氢氧化钙含量和结合水总量。通过将模型分析结果与试验结果相比较,证明了所建立的模型可较好地模拟LC^(3)水泥胶凝体系的水化进程。结果表明,在一定掺量范围内,LC^(3)水泥胶凝体系的水化程度与掺量成正比,而氢氧化钙含量、结合水总量和累计水化热与之成反比,LC^(3)材料用于水泥辅助胶凝材料时的推荐掺量为25%~35%。

改良的电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)法测定石灰性土壤中交换性盐基钙、镁、钠、钾

为提升石灰性土壤中交换性盐基钙、镁、钠、钾的分析效率与精确度,笔者采用电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)技术测定其含量。结果表明,最优条件为用70%乙醇溶液反复淋洗样品,再用pH值为8.5的0.1 mol/L的氯化铵-70%乙醇溶液进行交换处理,蒸干后加入10mL 20%~30%的硝酸溶液进行酸化处理。经此处理,把传统的单标溶液转变为混标配置,选择谱线分别为钙317.933 nm、镁279.553 nm、钠589.592 nm、钾766.491 nm,测得国标样品的加标回收率为98.0%~100.7%,检出限分别为0.008、0.005、0.004、0.007 mg/L。对两个国标样品GBW(E)070337、GBW(E)070341进行验证,测得的相对标准偏差(RSD)为0.29%~0.98%(n=5)。对吉林土壤(样品1)测得的结果与火焰光度计+原子吸收分光光度法测得的结果无显著性差异。结果表明该方法适用于石灰性土壤交换性盐基钙、镁、钠、钾的分析。

长/短期培养下石灰对土壤Cu、Cd的钝化机制

石灰因其价格低廉、易获得和环境友好等特性,在南方酸性污染土壤修复中得到广泛应用。以石灰为钝化剂,探讨土壤Cu、Cd活性变化、土壤及其胶体中Cu、Cd形态分布与迁转规律,结合内源铁氧化物形态分布特点阐明长/短期培养下石灰对土壤Cu、Cd的钝化效果与机制。结果表明:短期培养下(SL),CaCl_(2)提取态Cu、Cd(CaCl_(2)-Cu和CaCl_(2)-Cd)含量与对照组(CK)相比分别降低了96.49%和55.43%,但长期培养下(LL,12年),CaCl_(2)-Cu和CaCl_(2)-Cd与CK相比无显著性差异。HCl提取态Cu、Cd(HCl-Cu和HCl-Cd)含量变化规律与CaCl_(2)提取态一致。土壤及其胶体中重金属迁转结果表明,在短期培养条件下(SL),土壤非晶质氧化铁含量分别增加了2.72%和8.10%,易还原铁锰结合态Cu和Cd分别增加了5.43%和3.65%;胶体中非晶质氧化铁结合态Cu和Cd分别增加了13.77%和4.25%。施用石灰12年间,土壤氧化铁的晶胶比呈先降后增的趋势,最终与CK差异不显著,土壤Cu、Cd的钝化稳定化效果与其一致。综上所述,石灰在短期内能有效降低土壤Cu、Cd活性,但12年后无明显阻控效果,非晶质氧化铁结合态重金属含量的增加是影响石灰阻控效果的重要原因。本研究对南方地区酸性污染土壤Cu、Cd阻控技术的推广应用有重要指导意义。

碳酸钙对砷污染石灰性褐土-玉米系统砷有效性的影响

为明确碳酸钙(CaCO_(3))对石灰性褐土中砷有效性的影响,采用盆栽试验,通过设置质量比为0 mg·kg^(-1)、50 mg·kg^(-1)、100 mg·kg^(-1)和200 mg·kg^(-1)的外源砷污染,研究5%(质量分数)CaCO_(3)对石灰性褐土主要理化参数、砷形态特性及玉米对砷的吸收等影响。结果表明:在相同外源砷质量比下,CaCO_(3)添加均使土壤pH值显著上升2.14%~3.09%,土壤有机质质量比降低9%~19%。随着外源砷质量比的增加,土壤pH值逐步上升,有机质质量比先降低后增高;添加CaCO_(3)后,土壤交换态砷(Ae-As)占比和钙结合态砷(Ca-As)占比显著增加,Ca-As占比最大。玉米各部位砷质量比随外源砷质量比增加呈上升趋势,且表现为根>叶>茎>籽粒,CaCO_(3)的添加增加了玉米根、叶、茎、籽粒中砷质量比,其中,根部砷质量比增加15.0%~28.9%,籽粒砷质量比增加3.35%~6.98%,且各处理籽粒中砷质量比均小于0.5 mg·kg^(-1)。添加5%CaCO_(3)会对石灰性褐土中的砷起活化作用,但种植玉米仍然可以进行安全生产,因此,可推荐玉米在砷污染石灰性褐土土壤上种植。

电感耦合等离子体发射光谱法测定石灰岩中游离二氧化硅

建立电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES)法和粉末压片制样-X射线荧光光谱(XRF)法联合测定石灰岩中游离二氧化硅含量。准确称取经105℃烘干2 h的石灰岩样品0.1000 g,置于30 mL聚四氟乙烯坩埚中,加入8m L浓磷酸,置于300℃电热板上沸腾20 min,冷却后定容在100 mL容量瓶中,静置12 h。采用ICP-AES测定溶解在溶液中的二氧化硅含量,采用XRF测定石灰岩中二氧化硅总含量,用总的二氧化硅含量减去溶液中二氧化硅的含量就得出了游离二氧化硅的含量。经4种标准物质验证,游离二氧化硅含量分析结果与标准值满足规范中相对误差允许限的要求。该方法操作步骤更为简便,分析速度快,低含量游离二氧化硅结果准确度高,适用于批量石灰岩样品中游离二氧化硅含量分析。

基于LSTM的多因素石灰窑煅烧带温度预测研究

针对石灰窑煅烧过程易出现燃烧不平衡的问题以及石灰窑煅烧系统的滞后性,提出了大数据分析+神经网络的解决方案。利用大数据分析对石灰窑多源历史数据进行数据融合插补,采用多元线性回归方程分析空间因素对温度的影响,通过时间滑窗提取特征,在此基础上利用长短期记忆神经网络(LSTM)算法构建多因素模型,并采用自适应运动估计算法进行优化。实验结果表明:较单因素LSTM模型,多因素LSTM模型有效提高了石灰窑温度预测精度,现场可根据预测值提前调整工艺参数,实现了石灰窑局部温度预测。

某石灰岩矿露天台阶爆破设计及安全分析

为了提高石灰岩矿开采效率,确保爆破安全,以四川省某石灰岩矿为研究背景,基于理论分析和现场经验,确定了台阶爆破方案,并对台阶爆破孔网参数进行了设计。同时,以爆破振动、爆破飞石、爆破冲击波和爆破噪音的安全允许距离为指标,对爆破效果进行了分析评价。研究结果表明:对于120mm的炮孔,爆破振动安全允许距离为30.0m;爆破冲击波安全允许距离约为193m,爆破噪音安全允许距离约为196.9m。相比于齐发起爆,毫秒延时起爆可以有效减少爆破飞石的产生,为防止某些炮孔由于与其临近炮孔之间的延时时间差过大而导致飞石加剧,并考虑到岩石的挤压破碎效果,计算确定40ms作为各炮孔间的延期时间。此外,预裂爆破可大幅降低爆破振动对露天矿边坡的危害。设计了预裂爆破方案及参数,预裂孔起爆时间早于主爆孔150ms起爆。爆破台阶自由面法向应背离公路和民房方向,或者与公路和村庄走向平行,能够有效保护附近构筑物;非爆破开采应该滞后于爆破开采,为爆破开采提供安全遮挡。研究成果为台阶爆破设计与施工提供一定指导。

低温环境下含石灰石粉水泥基材料抗硫酸盐侵蚀性能研究

为提升低温硫酸盐环境下含石灰石粉水泥基材料的抗硫酸盐侵蚀性能,采用脉冲电场加速硫酸盐侵蚀,通过观测试件外观形貌变化及利用XRD和FT-IR测定腐蚀物微观组分,对掺不同矿物掺合料的含石灰石粉水泥基材料抗硫酸盐侵蚀性能及机理开展研究。结果表明:掺加矿物掺合料可在不同程度上改善含石灰石粉水泥基材料的低温抗硫酸盐侵蚀性能,且复掺较单掺时的整体侵蚀抑制效果更加显著,但需满足矿物掺合料的最低掺量要求;建议单掺时水泥基材料中粉煤灰或矿粉的质量占比应分别不低于30%和50%,复掺时粉煤灰与矿粉的质量占比为50%~70%,且二者质量比以1.0∶1.5~1.0∶2.5为宜。此外,含石灰石粉水泥基材料在发生碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀(TSA)过程中,碳硫硅钙石衍射峰主要由钙矾石衍射峰右移后形成,表明其生成以钙矾石转化为主。因此,有效抑制钙矾石的生成是抑制含石灰石粉水泥基材料发生TSA的重点。

石灰回转窑真实烟气条件下有机胺法CO_(2)捕集试验

为推动有机胺法CO_(2)捕集工艺在钢铁行业的应用,在石灰石回转窑炉真实烟气条件下开展了有机胺法CO_(2)捕集侧线试验,考察了有机胺溶液质量分数、烟气流量、溶液喷淋量、吸收温度、油浴温度和再生压力等关键参数对捕集系统CO_(2)捕集性能的影响。结果表明,在最优试验条件(有机胺溶液质量分数为25.0%、烟气流量为20m^(3)/h、溶液喷淋量为70L/h、吸收温度为30℃、油浴温度为115℃以及再生压力为10kPa)下,捕集系统CO_(2)捕集率和解吸酸气量分别为94%和1.22m^(3)/h。在最优试验条件下进行的480h连续试验结果显示,捕集系统CO_(2)捕集率平均值为94%,解吸酸气量平均值为1.22m^(3)/h,CO_(2)捕集系统表现出良好的稳定性,证明有机胺法应用于石灰回转窑烟气CO_(2)捕集技术可行。