孙俊民:我们要营造创新的土壤

记者：科协如何做好科技服务这项工作？ 孙俊民：从服务来说,对科技工作者以人为本,目前最主要是怎样激发调动科技工作者的积极性,投入到经济建设、投入到科技创新这个庞大的领域来。一个重点是激发和引领的问题,第二是需要真正解决科技工作者现实生活中的一些困惑。

煤矸石中氧化铝盐酸浸出动力学

研究用盐酸从煤矸石中提取氧化铝的浸出动力学,并研究焙烧活化温度和浸出条件对氧化铝提取率的影响。实验结果表明,在最佳煅烧温度700℃、浸出温度150℃、反应2 h、盐酸浓度20%和液固比3:1的条件下,氧化铝提取率可达91.56%,随着氧化铝的浸出,锂的协同浸出率可同时达到80.00%。研究表明,氧化铝浸出过程符合收缩未反应核模型,且受化学反应控制,反应活化能为45.64 kJ/mol。

燃煤排放可吸入颗粒物中砷的分布与富集机理

以我国西南地区典型燃煤电厂为对象,研究砷在煤和飞灰中的分布,从煤粉—静电除尘器(ESP)前飞灰—静电除尘器(ESP)飞灰—静电除尘器(ESP)后飞灰,砷的浓度逐渐上升,在ESP后烟气中浓度达到最大值;随着粒级的减小,砷在不同粒级可吸入颗粒物中的浓度总体上表现出上升趋势;认为飞灰对砷的富集作用主要有4种:硅酸盐熔体对砷的溶解作用;飞灰中的化学成分与砷的化合物反应生成稳定的化合物;飞灰对砷化合物的吸附作用;气相砷化合物在飞灰表面的凝结作用.

燃煤飞灰的显微颗粒类型与显微结构特征

利用光学显微镜和扫描电子显微镜对不同燃煤煤种和锅炉类型电厂飞灰进行观察研究 ,建立了燃煤飞灰显微颗粒的系统分类方案 ,并揭示出各类颗粒的显微结构特征。首先根据物质成分将飞灰分出硅铝质、铁质、钙质和炭粒 4个组 ,然后根据微观形貌和内部结构分出 16种显微颗粒类型。研究发现空心微珠和子母珠是飞灰中普遍存在的显微颗粒类型 ,不仅广泛分布于不同粒级的硅铝质颗粒中 ,而且常见于钙质和铁质颗粒中 ;发现并命名了多孔微珠这一新的显微颗粒类型 ;在多种颗粒中广泛分布的次级细小灰球的发现 。

燃煤固体产物中元素分布特征

利用中子活化分析、原子发射光谱等元素分析方法研究我国典型低钙和高钙燃煤固体产物中的元素分布。结果表明 :亲硫元素与有机结合态元素 (As、Se、Sb、Co、Ni)从底灰—飞灰—结渣—沾污的含量依次增高 ,而稀土元素和放射性元素 (U、Th)则与之相反。在燃煤飞灰中 ,铁质颗粒中多数微量元素的含量高于钙质和硅铝质颗粒。

燃煤飞灰中铁质微珠的显微结构及其组成研究

选用我国三个典型燃煤煤种的电厂飞灰中铁质微珠,进行显微结构与物相组成等方面的研究。揭示出铁质微珠中存在空心微珠、子母珠和实心微珠三种显微颗粒类型,在这些显微颗粒表面可识别出以微粒状和八面体自形晶两种方式存在的赤铁矿和磁铁矿析晶;元素分析表明,燃烧褐煤电厂铁质微珠主要由Fe、Ca、Al、和Si元素组成,燃烧烟煤和无烟煤的电厂铁质微珠主要由Fe、Al和Si元素组成;物相分析发现,Fe在铁质微珠中以四种存在形式:Fe3O4、αFe2O3、γFe2O3和Fe3+玻璃相。这些物相在三个电厂飞灰中呈现出不同的分布特征,反映出不同的燃煤煤种在锅炉中燃烧温度的差异。随着温度的升高,Fe3O4先氧化为γFe2O3,或γFe2O3与Fe3O4的固熔体,然后再转变为αFeO,当温度超过1400℃时,FeO又转化为FeO。

燃煤排放可吸入颗粒物的显微结构与物质组成研究

对我国西南地区三个火电厂排放的可吸入颗粒物(PM_(10))的显微结构、矿物和化学组成等的研究表明,在PM_(10)中,随着粒径的减小,非球形颗粒的比例增加;同原状飞灰相比,PM_(10)以实心结构为主,多孔和空心结构较少;场发射扫描电子显微镜下,多数PM10颗粒的表面并不光滑,而是布满了次级微细颗粒;PM_(10)的物相组成与燃煤煤种密切相关,小龙潭电厂PM_(10)主要矿物包括石英、石灰、石膏和赤铁矿,而贵阳电厂PM_(10)则以莫来石和石英为主;据单个PM_(10)颗粒化学组成,将PM_(10)分为硅质、铁质、Ca-铝硅质、Fe-铝硅质、Ca-Fe-铝硅质和硫酸钙六种颗粒类型;从不同采样点PM_(10)元素组成看,从静电除尘器(ESP)前到ESP,PM_(10)化学成分变化不大,到ESP后,元素Fe、Ca、Mg和Al的含量急剧减少,而Na的含量则迅速增高。

煤粉颗粒中矿物分布特征及其对飞灰特性的影响

利用SEM -EDAX研究了分别燃用褐煤、烟煤和无烟煤的 3个电厂入炉煤粉中矿物分布与飞灰显微结构特征 ,在煤粉颗粒中划分出独立矿物和细分散状矿物两种类型 ,后者进一步分出以粘土矿物为主 (A)、以黄铁矿为主 (B)和粘土矿物与黄铁矿共生 (C) 3种亚型 ,而褐煤煤粉中这 3种亚型又与微粒状方解石和有机结合态钙离子共生 .研究表明 :除以独立矿物存在的石英和粘土矿物转化为飞灰中不规则颗粒外 ,其它类型矿物主要形成球形颗粒 .细分散矿物中亚型A形成硅铝质颗粒、亚型B和C形成铁质颗粒 ,而褐煤中细分散矿物形成钙质颗粒 ;高挥发分具粘结性有机组分中的细分散矿物趋于形成空心微珠 ,而其它有机组分中的细分散矿物容易形成子母珠和实心微珠 .

粉煤灰的形成和特性及其应用前景

阐明了粉煤灰各类颗粒组分的形成机理及其显微结构、化学与物相组成、微量元素分布等特征，并对其利用潜力及环境危害进行了系统评价，展望了粉煤灰资源化利用的发展前景．

燃煤固体产物的矿物组成研究

利用X射线衍射、穆斯堡尔谱与扫描电子显微镜等方法研究中国典型燃煤煤种的燃烧产物的矿物学特征 ,揭示出不同化学成分以及不同类型产物中矿物组成的差异性。根据化学成分 ,可将燃煤固体产物分为硅铝质、铁质和钙质三组 ,硅铝质产物的结晶相主要为莫来石和石英 ,而结渣中基本为莫来石 ;铁质产物中主要矿物包括α Fe2 O3 、γ Fe2 O3 与Fe3 O4 ,其含量随锅炉燃烧温度的变化而变化 ;钙质产物中矿物种类复杂 ,飞灰中检出石灰、石膏和石英 ,沾污中检出石膏、赤铁矿和石英 ,而结渣中还发现钙的硅酸盐矿物。上述矿物分布特征是由不同成分的硅酸盐熔体在不同热力学条件下的结晶行为所决定的。

利用粉煤灰与工业氧化铝合成莫来石的研究

将处理过的粉煤灰与工业氧化铝粉按不同比例配料，经湿法磨细、加压成型后，分别在二硅化钼高温电炉及高温隧道窑内进行烧结合成莫来石的试验，获得了Ｍ７０，Ｍ６０，Ｍ５０三个系列的品种，并利用部分合成产品进行了制砖试验．结果表明：当配料中Ａｌ２Ｏ３含量为６０％左右，烧结温度为１５５０～１６００℃时，莫来石晶体的生成量最高；Ｍ７０与Ｍ６０的理化性能达到国家一级莫来石标准，可代替商业莫来石用于工业生产；

燃煤固体产物的资源特性与应用前景

阐述了我国三种主要燃煤固体产物粉煤灰、循环流化床灰渣和烟气脱硫灰渣的形成过程及其物理和化学特性 ,对其利用潜力进行了系统评价 ,并展望了燃煤固体产物资源化利用的发展前景。从发展循环经济的角度 。

以煤矸石为原料制取赛隆陶瓷

论述了以煤系伴生高岭石泥岩夹矸为主要原料，利用碳热还原氮化的方法进行了制取赛隆陶瓷的试验；结果表明，利用煤矸石制取新型陶瓷材料是可行的。

洁净煤燃烧产物的特性与利用潜力

概述了流化床燃烧灰渣（ＡＦＢＣＡ和ＰＦＢＣＡ）、烟气脱硫副产物（ＦＧＤ－ＢＰｓ）及采用低ＮＯｘ燃烧器产生的高碳含量粉煤灰的特性及利用潜力。

煤层气的成因及地球化学特征

煤层气有两种基本成因类型：生物成因和热成因．而生物成因气据其形成阶段又可分为早期生物成因气和晚期生物成因气．现今储存在煤层中的气体是由上述各类成因气体混合而成的，其成分及同位素特征一方面取决于煤级（埋深／温度）和煤岩成分等原生因素，另一方面受煤层后期抬升引起的气体解析—扩散及晚期生物成因气的形成等次生因素的影响．次生因素迭加在原生因素之上，导致了煤层气独特的地球化学特征．

从高铝粉煤灰中提取非晶态SiO_2的实验研究

为了有效提高高铝粉煤灰的Al/Si比,为提取氧化铝奠定基础,研究了用NaOH从高铝粉煤灰中提取非晶态SiO2的最佳工艺条件,并对提硅反应的机理进行了探讨。首先根据高铝粉煤灰的化学与物相组成特点,确立了利用NaOH提取非晶态SiO2的基本技术路线;然后用正交实验法确定了提硅的最佳条件:NaOH的浓度25%,灰碱质量比1∶0.5,反应温度95℃,反应时间4 h。经最佳条件反应之后,SiO2的提取率达到了41.8%,灰中Al2O3的含量由48.5%增加到了57.38%,Al2O3/SiO2质量比由1.29提高到了2.39。

燃煤飞灰中细颗粒物(PM_(2.5))的物理化学特性

研究了小龙潭电厂燃煤飞灰中细颗粒物的粒径分布、显微结构、颗粒类型以及As,Se,Cd,Pb,Cr和Be等6种微量重金属在不同粒径中的分布规律。结果表明:燃煤排放的PM2 5以球形颗粒为主,但随着颗粒物粒径的减小,非球形颗粒的数量有所增加;多数PM2 5的表面并不光滑,不同粒径颗粒之间存在逐级吸附的现象;微量重金属As,Se,Cd,Pb和Cr大部分富集在粒径小于2 1μm的细颗粒上,高钙飞灰对As有强烈的吸附作用。

高铝煤矸石制备超细氧化铝和硅酸钠联产工艺

利用盐酸酸浸法从煤矸石中浸取氧化铝,考察了固液比、反应温度、盐酸浓度、反应时间、煤矸石活化时间及活化温度等因素对氧化铝浸取率的影响,通过正交试验确定了最佳的工艺条件,使氧化铝浸取率达到84%左右;研究不同分散剂对氧化铝颗粒硬团聚的抑制作用,利用SEM、XRD对原料及制备的氧化铝进行了表征,表明制备出了高纯度、高分散性的超细氧化铝;同时还研究了氢氧化钠浓度对联产工业液体硅酸钠模数的影响。

丁苯橡胶/高岭土复合材料的性能及补强机理

将经过有机改性的高岭土填充到丁苯橡胶(SBR)基体中,利用熔融共混法制备了一系列SBR/高岭土复合材料,对填充SBR复合材料的硫化性能、力学性能和微观结构进行了表征分析。结果显示,改性高岭土填料可以明显改善SBR复合材料的硫化加工性能和力学性能,其中M-6改性剂(巯基硅烷偶联剂)的改性效果最好。随着高岭土粒度的降低,SBR复合材料的焦烧时间(t10)和正硫化时间(t90)逐渐缩短,拉伸强度和定伸模量不断提高;随着高岭土填充份数的增加,SBR复合材料的t10和t90逐渐降低,力学性能不断改善,当填充份数为80 phr时,t10和t90达到最小值,而拉伸强度达到19.62 MPa,撕裂强度达到40.63 kN/m,300%定伸应力达到6.73 MPa,相对纯SBR分别增大了11.70倍、3.79倍和6.73倍。通过对丁苯橡胶/高岭土复合材料微观结构的表征分析,高岭土以片状结构均匀分散在橡胶基体中,初步解释了高岭土填料对丁苯橡胶的补强机理。

高铝粉煤灰中部分主微量元素的分布规律研究

本文旨在研究部分主微量元素在高铝粉煤灰中的分布规律,从而为其资源化利用提供科学依据。首先根据高铝粉煤灰的物相组成特点采用新的分离方法将之分离为三个相(或相组合):铁质微珠、莫来石-刚玉相以及玻璃相;然后分别用化学分析和ICP-MS测试主微量元素在高铝粉煤灰、铁质微珠以及莫来石-刚玉相中的含量,并结合相关数据计算出这些元素在玻璃相中的含量。结果表明,除Al、Mn外,其他元素均在玻璃相中有不同程度的富集;除Al外,其他元素则在莫来石-刚玉相中有不同程度的贫化;除Ti以外的铁族元素以及除Ga、Pb以外的金属成矿元素均在铁质微珠中富集,其他元素则在其中贫化。