钢渣-钒钛矿渣基坑回填料的制备及机理

为了推动钢铁冶金废弃物的综合利用,以钢渣、钒钛矿渣为原料替代水泥制备了全固废预拌固化剂,再与黏土制成基坑回填料,采用力学性能测试法、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、扫描电镜(scanning electronic microscopy,SEM)和能谱分析(energy dispersive spectrometry,EDS)等测试手段,研究了钢渣细度、钢渣掺量及固化剂掺入比对基坑回填料性能的影响,并测试预拌固化剂的稳定性及水化机理。结果表明:当钢渣比表面积为457 m^(2)/kg,料浆浓度(质量分数)为80%,固化剂掺入比(质量分数)为20%,固化剂配比(质量比)为钢渣∶脱硫石膏∶钒钛矿渣=44∶10∶46时,用其制备的基坑回填料力学性能较好,此时固化剂净浆流动度为136 mm且安定性合格,稳定性优于P·O 42.5普通硅酸盐水泥;在固化剂掺入比为7%~25%,掺入占胶结剂总量0.4%PC型聚羧酸型高效减水剂(polycarboxylic acid,PC),基坑回填料28 d抗压强度均大于0.4MPa,最大为4.7 MPa,回填料坍落度大于150mm,满足T/CECS 1037—2022《预拌流态固化土填筑技术标准》指标要求。机理研究可知,固化剂水化后的矿物相为:C_(2)S、C_(3)S、Ca(OH)_(2)、钙矾石(AFt)、C-S-H凝胶和RO相。C_(2)S、C_(3)S和CaSO_(4)等物质随水化的进行逐渐消失,而AFt和C-S-H凝胶晶体含量增加。

不同中矿处理方式对红柱石浮选回收的影响

通过浮选试验研究了两种不同中矿处理方式对某红柱石矿浮选的影响。结果表明,中矿集中返回粗选能够得到高质量的红柱石精矿产品。以石油磺酸钠与十二烷基硫酸钠为混合捕收剂,在酸性矿浆环境中采用1次粗选,1次扫选,4次精选,2次强磁选的流程,闭路试验得到Al_2O_3品位为55.56%、Al_2O_3回收率为27.58%的红柱石精矿。采用中矿集中再磨再返回的工艺流程,提高了红柱石精矿的质量和回收率,获得Al_2O_3品位为56.29%、Al_2O_3回收率为28.35%的红柱石精矿。

核磁共振波谱基本原理教学设计

针对有机波谱分析的特点和难点,对核磁共振波谱部分基础理论知识进行教学设计,使学生理解核磁共振波谱的基本概念、常用术语和基本原理,掌握核磁共振与有机化合物分子结构之间的关系,并且掌握运用核磁共振谱解析分子结构的方法,培养科学素养,为学生后续的学习、毕业论文的撰写和深造或从事相关工作奠定基础。

破碎围岩环境下薄矿脉采场不同支撑方式能量释放规律研究

针对某急倾斜薄矿脉钨矿床在采用普通留矿法开采时出现的围岩易发生板裂状垮落、采幅无法控制、只能局部挑采等问题,采用数值模拟手段模拟3种不同支护情况(无矿柱、原生矿柱、人工矿柱)下的上下盘围岩状态,结果表明:随着矿体不断上采,岩体释放的能量逐渐增大,能量变化具有一定的规律性,且在上采至一定高度后各支护方案之间表现出了明显的差异;结合位移变化情况分析,预设原生、人工矿柱对围岩的控制效果达到了矿山设计要求,而设人工矿柱的矿房在回采结束后,可以通过人工溜井回收矿石,矿石损失率较小,且不影响采场人行井与回风线路的布置。因此,建议采用人工散体矿石作为支柱支撑矿房回采薄矿脉。

芳香性聚氨基酸破乳剂的制备及性能评价

以芳香族氨基酸苯丙氨酸为疏水单体、脂肪族氨基酸天冬氨酸为亲水单体,通过氨基酸N-羧基环内酸酐(NCA)单体的开环聚合(ROP),制备了一系列强极性、高芳香度的聚氨基酸类高分子破乳剂聚苯丙氨酸-聚天冬氨酸苄酯(PPA-b-PBAA),并对产物进行了结构表征和相对分子质量测定。采用瓶试法评价了PPA-b-PBAA的破乳性能,结果表明PPA-b-PBAA具有优秀的低温破乳效率,室温下2 min内能高效分离pH=6.0~11.0、含油量1.0%~10.0%(质量分数)的稀释沥青乳状液。其中,PPA-b-PBAA对1.0%(质量分数)的含油乳化废水的最佳脱水效率达到了99.98%,相应脱出水中残余油含量低至8.50 mg/L。破乳机理研究表明,PPA-b-PBAA加入油水乳状液后能快速迁移到达油水界面,通过与形成油水界面膜的沥青质、胶质相互作用,促使分散油滴絮凝聚并,实现油水分离。量子化学计算和弱相互作用分析表明,破乳剂PPA-b-PBAA分子与形成油水界面膜的主要成分沥青质之间产生的强相互作用有利于加速油水界面膜破裂和分散油滴聚并,是助推PPA-b-PBAA低温高效快速破乳脱水的关键。

不同接触方式磨矿介质的钨矿磨矿动力学分析

以钢球、钢锻和六棱柱分别代表点、线、面接触方式下的磨矿介质,在不同磨矿时间条件下对钨矿进行磨矿。研究点、线、面不同接触方式下磨矿介质对硬而脆钨矿磨矿产品的影响,分析磨矿产品的筛分粒度分布特性,考察磨矿产品的均匀程度,求解磨矿动力学及比破碎速率,评估整体磨矿行为效果。结果表明,钢球的磨矿产品最不均匀,比破碎速率呈不规则变化,磨矿产品泥化严重;六棱柱的磨矿产品最均匀,破碎速率呈抛物线型,所得磨矿产品的均匀性最好,易选级别含量最多,面接触磨矿对钨矿这类脆性矿物磨矿的泥化程度减轻最为有利,可以作为新型磨矿介质在钨矿山推广应用。

低品位铌矿硫酸焙烧——草酸浸出回收铌

研究低品位铌精矿硫酸焙烧及草酸浸出过程,考察影响铌提取效果的因素。结果表明,在硫酸焙烧阶段,在精矿粒级为-104+74μm、焙烧温度为200℃和硫酸浓度为80%的条件下,焙烧40min,可使铌精矿中97%以上的铌和90%以上的钙留在渣相,93%以上的铁、锰及钠进入液相。在草酸浸出阶段,在草酸浓度为85%及浸出温度为80℃的条件下,含铌滤渣浸出60min,可使铌浸出率达到98%以上,钙浸出率低于0.6%。

原位接枝纳米炭黑水包油型破乳剂制备与性能评价

采用无溶剂法对工业炭黑进行原位接枝改性,制备了水分散性良好的两亲性胺基化炭黑纳米颗粒(CB-DEA)。采用红外光谱(IR)、X射线光电子能谱(XPS)、原子力显微镜(AFM)和场发射高分辨投射电镜(HRTEM)对CB-DEA结构进行表征。瓶试法破乳实验结果表明,室温下CB-EDA在最佳破乳剂剂量下能实现含油量为10.0%(质量分数)的模拟原油采出液(pH=8.9)的快速破乳,破乳效率高达99.90%以上,脱出水中的含油量低至53.45 mg/L。进一步的研究表明,CB-EDA对高pH值采出液的破乳效果和破乳速率明显高于氧化石墨烯(GO)、还原氧化石墨烯(rGO)和羟基化炭黑(CB-PVA)。ζ电位和破乳机理实验表明,CB-EDA加入油水乳状液后不仅能快速迁移到油/水界面,通过与形成油水界面膜的主要成分沥青质产生强的π-π/n-π相互作用破坏油水界面膜;同时ζ电位为正有利于破乳剂压缩分散油滴表面双电层,加速分散油滴絮凝聚集,促使油水乳液快速分离。本研究克服了两亲性纳米碳基破乳剂的缺陷,发展的CB-EDA有效提高了碳基破乳剂的破乳效率和普适性。

海域天然气水合物降压联合注热及边界封堵开采模拟研究

天然气水合物是21世纪继页岩气之后最具潜力的替代能源(Boswell et al.,2011),已成为地球科学和能源领域的研究热点(李彦龙等,2020)。目前,天然气水合物技术包含相平衡破坏法(降压、热激法和注化学试剂)、固体开采、CO_(2)置换与联合开采法(Pan Dongbin et al.,2022,2023)。降压联合注热是实现水合物高效开发的项极具前景的方法。方面,在注入压力的驱动下.

黄薯树胶在白钨矿-方解石浮选分离中的作用研究

通过浮选试验、吸附量试验及红外光谱测试,研究了黄薯树胶在白钨矿与方解石浮选分离中的作用,并分析其机理。结果表明,在浮选体系中添加黄薯树胶对白钨矿抑制效果不明显,但对方解石有强烈的抑制效果。在pH值为7,黄薯树胶用量为30mg/L时,方解石和白钨的可浮性出现较大差异,白钨矿与方解石可以有效分离。吸附量试验表明:抑制效果的差异原因在于黄薯树胶对方解石的表面吸附比对白钨矿表面吸附显著。红外光谱分析表明:黄薯树胶在白钨矿表面没有引起化学吸附作用,但在方解石表面吸附作用较强,主要引起了化学吸附。