基于智能穿戴设备的高校实验室人员安全管理创新

为改善目前高校实验室安全管理方面的不足,设计一套能够实现“人员位置精确感知、身体机能动态掌握、应急救援定向分发”的实验室人员安全管理系统。该系统从实际需求入手,综合利用BLE技术、4G通信技术、云平台技术和JAVA软件编程等技术方法,在人员即时定位与身体机能信息采集的基础上,完成信息传输、实验室准入管理、事故应急救援等功能模块的系统开发。研究表明,该系统的应用能从技术角度改善实验室人员安全管控难题,降低实验室安全风险,从整体上提高实验室安全管理水平。

江西某砂质高岭土石英资源综合利用试验研究

随着光伏装机量持续增长,光伏玻璃用石英砂的需求量迅速增加。优质石英资源日益消耗,使得高岭土伴生低品质石英资源也开始作为光伏玻璃用石英砂的原料。本试验对江西某SiO_(2)含量(质量分数,下同)为63.53%,Al_(2)O_(3)含量为26.10%,Fe_(2)O_(3) 含量为1.10%的砂质高岭土进行分级提纯处理,+40目(+450μm)样品经磁选-浮选处理后得到SiO_(2)含量为99.94%的无黄皮、无黑点板材砂产品。40~140目(106~450μm)样品经磁选-擦洗-浮选-酸浸工艺提纯后,得到SiO_(2)含量为99.90%,Fe_(2)O_(3) 含量为76.40μg/g,Al_(2)O_(3)含量为580.87μg/g的产品,满足JC/T 2314-2015《光伏玻璃用硅质原料》中对光伏砂的质量要求。

湖北省恩施某光伏玻璃用石英砂提纯制备实验

这是一篇关于矿物加工工程领域的文章。光伏玻璃用石英砂是支撑新能源行业发展必不可少的原料之一,其供应安全保障事关我国双碳政策的成功实施。本文以湖北省恩施州某大型石英砂矿为研究对象,开展了工艺矿物学与除杂提纯实验研究,发现该石英砂矿的主要杂质为斜长石、云母、褐铁矿和金红石,采用了“分级-重选-磁选-酸浸”选矿工艺流程,最终获得符合粒度要求(0.106~0.500 mm)的石英砂精矿产率为67.61%,其SiO_(2)含量由97.36%提高至99.79%,有害元素Fe_(2)O_(3)、TiO_(2)与Al_(2)O_(3)含量则分别降低至75、80、630 g/t,石英精矿产品各项指标达到了光伏玻璃用硅质原料的生产要求,实现了该石英砂矿的有效利用。

氨浸工艺从废旧锂电池中选择性回收有价金属

研究了碳酸氢铵-还原剂体系选择性浸出废旧三元锂电池中锂、镍、钴的过程。考察了浸出温度、碳酸氢铵浓度、还原剂的种类和浓度、固液比及浸出时间等对有价金属浸出率的影响,并通过XRD、SEM-EDS和FT-IR等表征方法对选择性浸出机理进行了初步探明。结果表明:在浸出温度80℃、浸出时间2.5 h、碳酸氢铵浓度2.5 mol/L、固液比50 g/L、还原剂亚硫酸钠浓度0.6 mol/L的条件下,锂、镍、钴的浸出率分别为96.86%、96.36%、93.43%,而锰几乎不被浸出。碳酸氢铵-亚硫酸钠还原浸出体系可以实现从废旧三元锂电池材料中高效、选择性回收锂、镍和钴。

地质聚合物的制备与应用研究现状

地质聚合物是由硅铝酸盐原料经激发剂激发得到的一种无机非金属材料,具有原料来源广泛、制备工艺简单、碳排放量低、高强耐久等优点,应用前景非常广阔。介绍了地质聚合物及其性能特点,对制备过程中的原料活化、激发剂、外加剂和养护制度等工艺的研究现状进行了总结,列举了地质聚合物在胶凝材料、隔热吸音、催化剂和固封材料等领域的应用实例,并评述了其在制备及应用方面需要进一步探索的问题。

采用Cyanex 301从废旧三元锂电浸出液中萃取分离镍和钴

近年来全球电动汽车销量激增,废旧锂电池的回收愈发迫在眉睫。本文以废旧三元锂电池正极材料的硫酸浸出液为研究对象,采用Cyanex 301选择性分离回收其中的Ni(Ⅱ)和Co(Ⅱ);分别考察了初始pH、萃取相比、萃取时间等因素对各金属萃取率的影响,以及反萃剂HCl浓度、反萃时间、反萃温度等因素对金属反萃率的影响。结果表明:在初始pH=2.0、相比(O/A)为2∶1、Cyanex 301体积分数20%、时间30 min的萃取条件下,经两级逆流萃取,Ni(Ⅱ)、Co(Ⅱ)萃取率分别达97.32%和99.45%。萃取完成后,在最优条件下,通过25℃三级逆流反萃Co(Ⅱ)、80℃两级逆流反萃Ni(Ⅱ),反萃率分别达99.23%和99.08%。最后通过红外光谱和核磁共振氢谱初步证明Cyanex 301萃取Ni(Ⅱ)、Co(Ⅱ)的过程为金属离子与S—H键中的H+发生阳离子交换,且与P=S键形成配位键的过程。

湖北某低品质磷石膏浮选增白试验研究

磷石膏是湿法制磷酸工艺产生的固废,针对磷石膏品质差、白度低、难以资源化利用的问题,以湖北某磷石膏为例,运用XRD、SEM、显微镜等手段,系统地研究了其化学组成、矿物组成、微观形貌、嵌布粒度等工艺矿物学性质,并进行了提纯除杂试验。结果表明,试验用磷石膏中的主要矿物为二水硫酸钙,主要脉石矿物为石英,同时存在少量碳粒、有机质、水溶性磷氟。在煤油用量800 g/t、松醇油用量10 g/t条件下脱碳,1231用量100 g/t、MIBC用量300 g/t条件下脱硅,通过双反浮选—再磨再选流程处理,获得的磷石膏精矿纯度为97.28%、白度为58.15%,指标良好,品质满足国标一级品质量标准。该试验的成功为大宗、高附加值利用磷石膏固废指明了方向。

基于降雨量数据的程潮铁矿涌水量时序性预测模型

无底柱分段崩落法开采必然形成大范围的地表塌陷区,所分布的导水裂隙将导致大量的地表降水向下渗透,引起巷道涌水量骤增,程潮铁矿现已进入-500 m开采水平,大气降雨与崩落法开采所引发的裂隙持续动态发展之间的相互作用机制十分复杂。因此,为科学准确地预测井下涌水量,本研究提出了一种以降雨量为输入数据的涌水量灰色GM(1,2)时序性预测模型。以程潮铁矿2019—2021年的降雨量、涌水量实际数据为训练样本,充分考虑崩落法开采对上覆岩体的持续影响,引入时序性系数K对模型进行优化,最终建立的灰色GM(1,2)时序性预测模型与传统的GM(1,2)预测模型相比,预测精度平均提高了7.79%。运用该模型对2022年的涌水量进行预测检验结果表明,其旱、雨两季的预测精度分别为93.51%、93.58%,预测效果较好。研究成果是通过地表降雨量数据直接预测矿山井下涌水量数据的一种有效方法。

海水体系中蒙脱石对黄铁矿的抑制机理研究

为探究海水体系下蒙脱石对黄铁矿可浮性的影响,进行了不同蒙脱石占比条件下纯水和海水体系中黄铁矿的浮选试验,并通过矿物表面电位及三相泡沫结构测试,海水组分分析和DLVO理论计算等,研究诸因素对黄铁矿的抑制机理。结果表明:弱酸和弱碱性条件下,纯水体系中的蒙脱石具有抑制黄铁矿上浮的作用,海水体系则进一步强化了对黄铁矿的抑制,导致黄铁矿几乎不可浮;黄铁矿和蒙脱石在海水中的矿物表面电位更小,蒙脱石更容易罩盖在黄铁矿表面;弱碱性环境下,黄铁矿在纯水中的浮选回收率为95%,而在海水和蒙脱石占比30%的条件下,黄铁矿的回收率仅为5%,说明海水可强化蒙脱石抑制黄铁矿。研究结果有助于指导用海水解决铜硫浮选分离工业实践抑制剂成本高及铜硫分离困难等问题。

江西某脉石英制备4N5级高纯石英砂试验研究

利用江西某脉石英岩心矿石制备高纯石英砂,探究了磨矿时间、磁选、擦洗、矿浆pH值对高纯石英砂纯度的影响,确定最佳试验条件,采用4段磁选-2段擦洗-2段水洗-2段浮选-2段脱药-焙烧-水淬-酸浸工艺,得到的最终产品石英砂SiO_(2)含量(质量分数,下同)达到4N5级,总杂质含量为54.84μg/g,其中Al元素含量为16.76μg/g,Na元素含量为5.83μg/g,K元素含量为6.46μg/g,Fe元素含量为17.50μg/g。该工艺对对脉石英矿物制备高纯石英砂具有一定指导意义。

不同地区天然石墨球形化制备负极材料

天然鳞片石墨是制备锂离子电池负极材料的优质原料,本试验以鸡西、内蒙古、萝北3个地区固定碳含量(质量分数)约为95%的石墨精矿为原料,依次进行球形化整形和化学提纯,制备高纯球形石墨,并对高纯球形石墨进行了电化学性能测试。结果表明,经过球形化后,3个地区球形石墨振实密度分别为0.96 g/cm^(3)、0.94 g/cm^(3)、0.98 g/cm^(3),其中萝北石墨振实密度最高,成球率为41.44%。较优混酸提纯工艺为:混酸与石墨的液固比为3 mL/g,HF体积分数为30%,反应时间为6 h,反应温度为70℃,经混酸提纯处理后,3个地区球形石墨固定碳含量分别提高至99.90%、99.88%、99.97%。电化学性能测试结果表明,3个地区石墨负极材料的首次充放电效率均大于90%,首次放电容量均高于360 mAh/g,是制备天然石墨负极材料的理想原料。

增温对生物土壤结皮微生物群落组成及其呼吸作用的影响

生物土壤结皮作为干旱区土壤表层主要的覆盖者,生存于其中的微生物在调节旱区碳循环的气候敏感性方面发挥着重要作用。目前气候变暖对生物结皮微生物群落及其呼吸作用的研究结论尚有分歧。为了更加准确预测未来干旱地区的碳收支,本文归纳了模拟气候变暖的增温试验中不同试验周期、不同季节和不同类型的生物结皮碳排放规律,并结合微生物丰度和有机碳的变化分析了引起碳排放差异的内在原因。短期增温(低于2 a)导致生物结皮中苔藓或地衣丰度显著性降低,从而增加土壤有机碳含量,碳排放量是否同步增加取决于土壤含水量。长期增温(大于5 a)降低了微生物对温度和湿度的敏感性,微生物丰度和组成趋于稳定,从而使有机碳含量和净碳排放量保持相对稳定。已有的研究结果揭示了生物结皮碳排放规律和原因,但微生物参与的内在调控机制仍不明确。因此,今后需重点探究结皮微生物碳代谢对增温的响应机制,为评估干旱区碳平衡提供重要理论依据。

静态爆破剂水化速率对矿体力学及损伤作用机制研究

为了研究静态爆破剂水化速率对矿体力学及损伤作用机制,利用应力-损伤耦合模型进行了不同水化速率下矿体力学损伤数值模拟,分析了水化速率对矿体应力场及损伤区演化规律影响,揭示了钻孔布置模型对水化速率作用的机制。研究结果表明:静态爆破损伤区发育可以分为压实阶段、微损伤形成阶段、损伤区发育阶段、损伤区贯通阶段等4个阶段,其中损伤区发育、贯通阶段应力作用最为显著;矿体应力场及损伤区随着水化速率的增大而增加,并且在快速释能初期水化速率对应力场及损伤区影响差异性较小,快速释能后期水化速率对应力场及损伤区影响差异性显著;钻孔布置模型影响水化速率作用机制,其中单孔力学模型下水化速率促进膨胀压差异性,双孔力学模型下水化速率促进应力叠加,导向孔布置模型最为显著,初期水化速率加快应力运移,后期水化速率促进应力叠加,在时间维度和应力维度的共同作用下造成损伤区扩展、贯通;本次数值模拟和现场测试方案中,静态爆破剂水化速率1.8 MPa/min,钻孔直径113 mm,钻孔间距1000 mm,合理的孔间距与钻孔直径比η=9,导向孔布置模型可有效地致裂矿体、产生大量损伤区。该研究为提高静态爆破技术的致裂效果及施工布置提供了参考依据。

新疆某尾矿中重晶石的回收试验

为高效回收新疆某尾矿中的重晶石,在进行了试样性质分析的基础上,采用重—磁联合工艺开展了详细的选矿试验研究。结果表明,①试样的BaSO_(4)品位为34.85%,主要脉石矿物为方解石、石英、长石及赤褐铁矿等;BaSO_(4)主要富集于-200μm粒级。②试样在筛出+200μm粒级的情况下,200~74μm粒级采用细砂摇床1粗1精重选流程处理,-74μm粒级采用矿泥摇床粗选+中矿再选闭路流程处理,重选精矿采用1次弱磁选+1次高梯度强磁选流程除铁,最终获得BaSO_(4)品位为90.65%、回收率为71.35%的重晶石精矿,精矿达到了化工用重晶石一等品品质要求,可实现该尾矿资源的综合利用。

含氟废水中氟化钙颗粒结晶行为及其可浮性研究

为解决氟资源加工利用过程中的环境污染问题,并提高含氟废水中氟资源的综合利用率,系统研究了含氟酸性废水中形成的氟化钙结晶颗粒的沉降行为和粒度特征,探索了氟化钙结晶颗粒的浮选特性,并结合Visual MINTEQ软件模拟氟化钙化学沉淀形成过程,利用XRD表征结晶颗粒的物相组成,采用Zeta电位测试分析Na OL与氟化钙颗粒的作用机理。研究结果表明:用氯化钙处理含氟酸性废水时,在强酸条件下,无法形成氟化钙结晶颗粒;在p H>5时,能获得稳定的氟化钙结晶沉淀产物,且废水中F^(-)浓度越高,结晶颗粒数量越多,粒度越大,所获得氟化钙结晶纯度高,几乎不含其他杂质;油酸钠在p H为5~9时,能够吸附在氟化钙结晶颗粒表面,使其具备良好的可浮性,且油酸钠用量与废水中F^(-)浓度呈等比例关系,浮选回收效果良好。该研究结果可为处理含氟废水和回收氟化钙资源提供理论参考。

江西遂川坚基石英提纯试验研究

以江西遂川坚基石英矿为研究对象,利用X射线衍射(XRD)、电感耦合等离子质谱(ICP)仪、光学显微镜等分析了石英砂化学成分、矿物组成、粒度分布等工艺矿物学特征。采用“破碎-筛分-磁选-擦洗-水洗-浮选-焙烧水淬-酸浸”的提纯工艺进行可选性试验研究。提纯后,Na含量(质量分数,下同)由838.30μg/g降至1.68μg/g,Al含量由6176.54μg/g降至44.14μg/g,Fe含量由3526.98μg/g降至5.16μg/g,K含量由472.76μg/g降至14.19μg/g,总杂质含量由11950.9μg/g降至74.29μg/g,石英砂中SiO_(2)含量由原矿98.81%提升至99.993%,可为制备4N高纯石英砂提供参考。

程潮铁矿崩落法开采对上覆岩体变形的影响研究

针对程潮铁矿开展工程地质调查,采用离散元分析软件UDEC建立其二维地质剖面模型,在假设其上部水平矿房未开采的条件下,模拟了程潮铁矿无底柱分段崩落法开采-480m、-500m相邻分段的过程,研究单一分段及相邻分段开采导致的围岩“冒落带、导水裂隙带”的分布规律及范围,探索程潮铁矿单分段矿房开采时其上覆岩体形成的导水裂隙带高度范围y随采长x的变化函数,分析无底柱分段崩落法不同分段矿房开采对于上覆岩体变形及影响机理,为类似开采技术条件矿山安全生产提供参考。

湖北鄂东某陶瓷用长石除铁增白选矿试验研究

为合理高效开发湖北鄂东某陶瓷用长石矿资源,基于原矿工艺矿物学分析,进行除铁增白试验研究。结果表明,原矿中主要有用矿物为斜长石和钾长石,脉石矿物为石英、石榴子石、云母、磁铁矿、褐铁矿及少量的赤铁矿,其中含铁杂质是影响白度的主要因素。采用“水洗脱泥-磁选脱铁”联合流程,可以获得产率为97.16%的长石精矿,其铁杂质含量从1.105%降至0.295%,白度相应由46.11%提升至64.92%,同时Na_(2)O与K2O总量略有提升,精矿产品各项指标达到QB/T 1636-2017《日用陶瓷用长石》行业标准钠长石合格品的要求,实现了该长石矿的高附加值利用。

江西某锂云母尾矿制备高纯石英砂试验研究

随着半导体、光伏等战略新兴产业的高速发展,其关键基础原材料石英资源变得愈发紧缺,对尾矿中的低品质石英砂进行高效分选提纯,可有效缓解我国高纯石英资源短缺的局面。本试验对江西某锂云母尾矿中的石英砂进行选矿试验研究,采用“磁选-擦洗-浮选-酸浸”试验工艺流程,研究不同试验因素对石英砂提纯效果的影响。结果表明,石英砂中SiO_(2)含量(质量分数,下同)由原矿73.75%提至99.90%,精矿总杂质元素含量降至977.83μg/g,其中Fe_(2)O_(3)含量从0.42%降至87.21μg/g,Al_(2)O_(3)含量从14.28%降至584.12μg/g,去除率分别为97.91%与99.59%,提纯效果较好,满足JC/T 2314—2015《光伏玻璃用硅质原料》对光伏砂质量要求。本研究有利于提升锂云母伴生石英矿的综合利用,提高伴生石英矿的价值。

球磨对细鳞片石墨破坏程度的影响研究

以东北某细鳞片石墨矿为研究对象,考察球磨时间、球磨质量分数和介质填充率等因素对石墨鳞片破坏程度的影响,分析磨矿产物累计产率和颗粒中石墨鳞片平均粒径,探索石墨鳞片破坏机理。结果表明,磨矿过程中,粗粒石墨颗粒最先被破坏,球磨时间越长石墨鳞片破坏程度越高,当球磨时间为30 min时破坏程度最高,达到68.17%;球磨质量分数改变对连生体中石墨颗粒粒径变化影响较大,+300μm和-300+180μm区间粒级中连生体颗粒中石墨鳞片平均粒径下降幅度分别为6.69%和12.79%;介质填充率对石墨颗粒粒径影响较小。石墨矿物颗粒表面裂纹发育特征表明,颗粒越大,表面裂纹越多,越容易被破坏,石墨单体颗粒中的穿晶裂纹和连生体中的晶内裂纹是影响石墨鳞片破坏的主要因素。