不同水煤浆分散剂与煤之间的相互作用规律研究 Ⅴ.煤在分散剂水溶液中的溶出离子及其对CWS性质的影响

通过原子吸收和等离子体原子发射光谱法,研究了6种不同分散剂对14种煤溶出Ca2+、Mg2+、Fe3+(Fe2+)、Al3+、SiO2-3离子的影响。结果表明,煤中溶出高价离子的数量,主要取决于分散剂与高价离子间的相互作用特征,以及矿物质的种类和数量。煤在不同分散剂水溶液中溶出高价离子的多少,并不单纯与水煤浆(CWS)的流变性或煤的成浆性具有相关性。煤中矿物质对CWS性质的影响,是多种因素综合作用的结果,溶出离子的种类和数量只是其中的重要因素之一。

超声辐照前后煤浆溶出离子变化研究

选用八一、红会、大同、兖州和神木等五种煤制备水煤浆，考察了超声辐照前后各煤浆溶出离子（金属离子）的变化，并通过外加电解质的方法研究了辐照前后煤浆溶出离子的变化对浆体表观粘度、流变特性及静态稳定性的影响．在超声强度为８０Ｗ／ｃｍ２、频率为２０ｋＨｚ的条件下，经超声辐照后各煤浆浆体的溶出离子较辐照前显著增加．实验结果表明，溶出的金属离子使得煤浆表观粘度增加，溶出离子能够明显改善煤浆的流变性能并提高煤浆的静态稳定性，影响煤浆各性质的离子主要是高价金属离子．

碱渣的微观结构及氯离子溶出特性

碱渣是氨碱法制纯碱排出的废渣,由于其中含有大量的氯离子,利用非常困难.为解决这一问题,文中开展了碱渣的微观结构及氯离子溶出特性的研究.结果表明:碱渣主要由纳米级碳酸钙通过结合和搭接形成的多孔碳酸钙、二水石膏颗粒构成,存在发达的孔隙结构,包括碳酸钙聚集体颗粒和二水石膏颗粒之间的空隙、聚集体内部的团聚体颗粒之间的微米级孔隙、团聚体颗粒内部的纳米级孔隙;碱渣中的氯离子绝大部分存在于颗粒间的空隙及碳酸钙颗粒内的微米级孔隙中;建议采取加水充分打散碱渣、再使固液分离的方法去除氯离子.

硫化矿尾矿重金属离子溶出实验研究

采用静态浸泡实验方法,研究了硫化矿尾矿中铅锌重金属离子的溶出规律.结果表明:铅锌等重金属离子容易从硫化矿尾矿中溶出,尾矿库将持续危害环境;溶液pH值,温度和尾矿粒度影响硫化矿尾矿的离子溶出;锌比铅更容易溶出进入溶液.

活化煤矸石酸浸过程中金属离子的溶出

以HCl作为酸浸介质,考察热活化及碳酸钠助剂+热活化耦合活化两种活化方式下,煤矸石物料在酸浸过程中Al,Fe,Ca,Mg,K和Ti等金属离子的溶出活性,采用X射线衍射光谱(XRD)和红外光谱(IR)对活化前后的物料及酸浸渣进行矿物组成和微观结构表征,并根据金属在煤矸石中的矿物存在形态对金属离子的溶出活性进行解释.结果表明,在750℃热活化作用下,煤矸石中Al,Fe,Ca和Mg大量溶出,K的溶出率很低,Ti基本上不溶出;加碳酸钠助剂活化不仅有利于Al的溶出,同时滤液中金属离子K,Ti和Na也大量溶出,增加了滤液分离提纯和铝产品制备的难度.此外还研究了煤矸石热活化-酸浸工艺过程中金属离子的溶出规律,提出了酸浸预除杂的措施.

活性白土脱色力与阳离子溶出率相关性研究

研究不同活化程度下,活性白土脱色力与金属阳离子溶出率的相关性。测试了不同活化时间下活性白土的游离酸、活性度、脱色力,并分析了主要成分SiO_2、Al_2O_3、CaO、MgO、Fe_2O_3的含量。结果显示,活性度和脱色力随着活化时间延长,先增大,后减小,活性度先于脱色力达到最大值;活性白土的Ca^(2+)和Mg^(2+)离子溶出比较快,其次是Fe^(3+),Al^(3+)溶出最慢,Al^(3+)和Fe^(3+)的适量溶出有助于脱色力的增加,对于本研究样品而言,当硅铝比达到5.19时,脱色力达到最大值228。

激光快速成形镍铬烤瓷合金离子溶出体外实验研究

目的:研究激光快速成形镍铬烤瓷合金在人工唾液中的离子溶出行为。方法:采用激光快速成形技术制备Ni-Cr烤瓷合金试件10个,并以同种成分及组成的铸造Ni-Cr烤瓷合金作为对照。每种试件分为2组,分别浸泡于中性和酸性人工唾液中7 d,测定腐蚀液中试件的金属离子溶出成分、溶出量以及试件表面的理化状态。结果:①同种方法成形的试件,酸性人工唾液中离子溶出量高于中性人工唾液中离子溶出量;②pH值相同的人工唾液中,激光快速成形Ni-Cr烤瓷合金的离子溶出量低于铸造烤瓷合金离子溶出量;③电镜下,各组激光快速成形Ni-Cr烤瓷合金均未见明显腐蚀迹象。结论:激光快速成形Ni-Cr烤瓷合金较铸造Ni-Cr烤瓷合金具有更优异的抗腐蚀性能。

搅拌过程铝离子溶出对微细粒一水硬铝石浮选的影响

以油酸钠为捕收剂,考察了搅拌预处理引起的铝离子溶出对微细粒一水硬铝石浮选行为的影响。浮选结果表明:添加少量铝离子能促进矿物浮选,添加铝离子浓度大于1×10^(-5)mol/L后,矿物可浮性逐渐降低;短时间搅拌预处理可提高浮选回收率,搅拌时间大于10 min后,浮选效果逐渐变差。ICP、吸附量、接触角测定结果和浮选溶液化学分析表明:铝离子添加量较小时,溶液中铝离子主要形成羟基络合物,促进油酸钠吸附,增强矿物疏水性;铝离子添加量较大时,亲水性氢氧化物沉淀逐渐增多,矿物疏水性变差,可浮性降低。Zeta电位和粒度测试结果表明:搅拌预处理后,颗粒表面负电性降低、粒度变粗,这说明颗粒形成絮团。适宜条件下搅拌预处理有助于絮团生长,这也是搅拌预处理相比于直接添加铝离子能够获得更高浮选回收率的重要原因。

煤浸出液中的阴阳离子测定及其与水煤浆成浆性的关系

用离子色谱法对十种煤(其灰分为3.03—8.20%)浸出液中的阴阳离子进行了测定,考察了它们与煤的成浆性的关系。计算机分析表明,矿物对煤成浆性的影响有两方面:一方面是可溶性矿物对成浆性的不利影响,另一方面是矿物密度对堆积效率的有利贡献。实验表明,硫酸根离子对煤成浆性的影响尤为突出,它综合反映了高价金属离子的总影响。

外掺Cl对磷酸镁水泥离子溶出和孔结构的影响

通过测试不同Cl^(-)(NaCl)掺量磷酸镁水泥(MPC)浸取液中离子浓度及MPC硬化体的孔结构和吸水率,研究了Cl^(-)掺量和浸取时间对MPC硬化体平均孔径、孔隙率、孔径分布、孔体积分布、吸水率、MPC浸取液中Cl^(-)、Na^(+)、OH^(-)、Mg^(2+)、PO_(3)-4和K^(+)浓度的影响,结果表明外掺Cl^(-)对MPC孔结构、离子溶出及吸水率有显著影响,当Cl^(-)掺量为1%时,MPC硬化体结构密实、孔隙率低、平均孔径小、吸水率小、MPC水化产物在水中的溶蚀量小。

海洋和酸雨环境下铜尾矿混凝土离子溶出规律研究

采用研磨5min和20min的铜尾矿粉末,以15%铜尾矿粉末等量代替水泥,制作水泥净浆试块。分别模拟酸雨和海水环境下,混凝土中的离子溶出规律以及试件微观形貌。结果表明:海洋环境下,不同磨矿细度的铜尾矿掺杂对于离子溶出速率没有明显影响,且Fe^(2+)/Fe^(3+)、Cu^(2+)的离子溶出量较少;磨细的铜尾矿在酸雨环境下,对离子溶出起促进作用。SEM结果显示,海洋环境下,72h后的混凝土结构整体致密,表面有晶体腐蚀现象;酸雨环境下,不同细度的尾矿混凝土形貌差别不大,72h的混凝土结构中裂缝较多。

混凝土用珊瑚砂氯离子溶出规律研究

研究了含0.3%氯离子的珊瑚砂在去离子水、饱和氢氧化钙溶液及水泥浆滤出液中的氯离子溶出规律,并研究了淡化过程中不同粒级的珊瑚砂氯离子溶出规律及人工研磨对珊瑚砂氯离子溶出规律的影响。研究发现,水泥浆滤出液和饱和氢氧化钙溶液对珊瑚砂中氯离子的溶出有明显的抑制作用,在去离子水、饱和氢氧化钙溶液及水泥浆滤出液中珊瑚砂中氯离子溶出稳定的时间分别为14 d、12 h及12 h,溶出稳定后三种溶剂中的氯离子含量分别为0.0320%、0.0128%、0.0138%。淡化过程中2.36~4.75 mm及≤0.075 mm粒级珊瑚砂氯离子溶出稳定时间最长(7 d),其他粒级珊瑚砂氯离子溶出稳定时间相对较短(2~12 h),2.36~4.75 mm粒级珊瑚砂最终氯离子溶出浓度最高(1.919×10^-3μg/mL),最终氯离子溶出浓度随各粒级珊瑚砂最大粒径的降低先降低后增加。珊瑚砂由2.36~4.75 mm粒级研磨至1.18~2.36 mm粒级后氯离子溶出时间由7 d缩短为2 h,溶出氯离子浓度由1.919×10^-3μg/mL降低为0.707×10-3μg/mL。

关于我国规范溶出海砂及拌合物中氯离子方法的分析

为了探究不同条件对海砂及拌合物中氯离子含量检测的影响,根据现行海砂及拌合物氯离子浓度检测的规范方法,本文通过试验开展了各种检测条件下海砂及拌合物氯离子浓度检测试验,分析了不同检测条件下氯离子含量差异的原因,发现海沙拌合物加入去离子水后的静置时间与摇匀程度对最终结果均有较大影响。根据试验结果提出了海砂及拌合物氯离子浓度检测技术要点,对于提升混凝土工程的品质具有参考意义。

环境因素对硫化矿尾矿重金属溶出影响的模拟试验

以某铜矿山硫化矿尾矿为试样,采用静态浸泡方法,通过改变浸泡体系温度、上层溶液和矿样层高度、矿层截面积,以及向溶液表面充气和在体系中添加浮选药剂等,进行了环境因素对硫化矿尾矿库中Cu2+、Zn2+、Pb2+、Cr3+溶出之影响的模拟试验。通过试验得出以下推断:硫化矿尾矿库重金属离子溶出的危害在气温较高的南方比在北方严重,在夏季比在冬季严重;尾矿库内覆盖尾矿的积水深度或面积越大,越容易使重金属离子溶出;尾矿库中尾矿积存得越厚,Zn2+越容易溶出,而Pb2+、Cu2+、Cr3+则越不容易溶出;尾矿库积水表面发生较大扰动时,会加重重金属离子的溶出;浮选药剂影响尾矿库中重金属离子的溶出,但情况较为复杂。

某钼尾矿浸泡液pH变化及镍溶出规律研究

通过105d的连续静态浸泡试验，研究了某钼尾矿浸泡液pH值及Ni^2＋离子浓度随浸泡时间的变化规律。结果表明：该尾矿对酸性溶液有很强的中和能力，可将初始pH值为3．5～6．0的酸性溶液在2～8d内中和到pH=7左右的中性状态并长期维持不变；尾矿粒度越细，经浸泡后Ni^2＋的溶出浓度越大；总体上，Ni^2＋的溶出浓度在25d时达到最高值，此后开始下降并围绕某一平均值发生震荡。

聚硅氧烷包膜对磁黄铁矿尾矿重金属溶出的影响

通过用不同pH的3%双氧水分别浸泡原始尾矿和聚硅氧烷包膜处理尾矿,研究了包膜剂浓度,浸泡时间,浸泡介质pH对尾矿中重金属溶出的影响,并利用红外光谱法对改性前后的尾矿进行表征.结果表明选择包膜剂浓度为10%—15%时效果最佳;在3%的双氧水中浸泡1周的时间内,包膜剂对尾矿中重金属离子的溶出都有较大影响,抑制Cr、Mn、Cu的溶出,加速Fe的溶出,但随着浸泡时间的延长,这种影响减弱;随着浸泡介质pH的变化,尾矿中Cr、Mn、Cu、Fe金属离子呈现不同的浸出规律,但实验结果显示包膜剂在酸性介质中具有更好的效果.包膜处理尾矿的红外光谱图上出现了聚硅氧烷的特征吸收峰,证实了包膜处理尾矿表面确实形成了聚硅氧烷层.

铸造钛铌锆锡合金离子耐腐蚀性的体外实验研究

目的:研究铸造钛铌锆锡合金(Ti-24Nb-4Zr-7.9Sn)在不同模拟人工体液环境中的离子溶出情况。方法:采用常规失蜡铸造法分别制作钛铌锆锡合金(实验组)和纯钛试件(对照组)各20个,每组试件再随机分成4组,分别浸泡于人工唾液、10g/L乳酸液、中性含氟液和酸性含氟液中7d,测定浸泡液中溶出的金属离子浓度并观察试件表面形貌的改变。结果:①在相同浸泡液中钛铌锆锡合金的离子溶出总量小于纯钛,差别有统计学意义(P<0.05);②对于同种材料而言,酸性含氟液中离子溶出量最高,其次为中性含氟液,再次为乳酸液,在人工唾液中的离子溶出量最低,差别有统计学意义(P<0.05);③电镜下,在同种浸泡液中钛铌锆锡合金较纯钛表现出更好的耐静态浸泡腐蚀的迹象;④酸性含氟液腐蚀后钛铌锆锡合金表面的腐蚀产物主要为:Na3TiF6、Na2NbF6、Na2ZrF6、Na2SnF6;纯钛表面的腐蚀产物主要为:Na3TiF6、Na2TiF6和Na3TiOF5。结论:铸造钛铌锆锡合金具有较好的耐腐蚀性能,能够满足口腔修复体的耐腐蚀性能要求。

不同炉型潞安煤灰理化及酸/碱溶解特性

对潞安煤经循环流化床、煤粉炉和气化炉处理后得到的煤灰进行了化学组成、矿物组成、特征基团、粒径分布、比表面积及微观形貌等理化性质的对比研究,并考察了其在酸浸和碱浸过程中Al^3+,Si^4+,Fe^3+,Ca^2+,K^+和Ti^4+等离子的溶解特性。结果表明:不同炉型潞安煤灰中铝、钙、硫等元素的含量有明显的差异;矿物组成包括晶相的鳞石英、方石英、莫来石、硬石膏及非晶相的偏高岭石、假莫来石、无定型二氧化硅等;相比较而言,气化炉灰中铝硅酸盐矿物结构更加不稳定。循环流化床灰颗粒呈具有一定孔洞结构的不规则状,而煤粉炉灰和气化炉灰均为光滑球形颗粒,循环流化床灰的粒径>煤粉炉灰的粒径>气化炉灰的粒径,循环流化床灰的比表面积>气化炉灰的比表面积>煤粉炉灰的比表面积。在HCl溶液中,Al^3+,Fe^3+,Ca^2+,K^+,Ti^4+的溶出率均较高;在NaOH溶液中,仅Si^4+和K^+的溶出率较高。不同炉型潞安煤灰中各元素的溶出率具有较大差异,主要与其矿物组成、结构稳定性、粒径和比表面积等相关。

三元锂离子动力电池衰减机理

失效分析是通过剖析电池循环过程中复杂的物理和化学变化引起的失效现象,优化材料制备和电池制作工艺,提升电池性能的有效途径。通过对3.0~4.2 V电压范围1C循环1000周镍钴锰酸锂(NCM,LiNi 0.5 Co 0.2 Mn 0.3 O 2)三元锂离子动力电池拆解分析后发现,正极容量损失约为2.73%,负极容量损失约为2.4%。对比正负极片循环前后X射线衍射和场发射扫描电子显微镜分析发现,正极容量损失主要由正极颗粒破碎和结构转变引起的,负极衰减主要由循环过程中Li+持续脱嵌导致石墨层状结构损伤引起的。正极过渡金属阳离子溶解并沉积在负极,催化电解液/电极界面副反应,导致负极过度成膜,活性锂损失,影响电极过程动力学也是电池失效的原因之一。

双功能电解液添加剂对锂离子电池高温高电压性能的影响

三元锂离子动力电池的开发和应用受制于高温高电压条件下的容量衰减和电池产气鼓胀等技术难题。解决这些问题一方面要注重电极材料改性和电池设计,另一方面还依赖于电解液的技术进步。本研究报道了四乙烯基硅烷(Tetravinylsilane,TVS)作为LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_(2)(NCM622)/石墨软包电池的电解液添加剂,可以显著改善电池的高温(45~60℃)高电压(4.4 V)性能,包括存储和循环性能。结果表明,电解液中含有质量分数0.5%TVS的电池在2.8~4.4 V区间,1C(1C=1.1 Ah)倍率下循环400次后的容量保持率达到92%,而电解液中未添加TVS的软包电池仅为82%。进一步研究表明,一方面TVS高电压下优先被氧化,可以在NCM622颗粒表面形成耐高温的CEI膜,有效抑制NCM622颗粒内部裂纹和过渡金属离子溶出;另一方面,TVS在低电位下还可以优先被还原,在石墨负极表面聚合形成稳定的SEI膜,抑制电解液与负极之间的副反应。