煤样不同密度组分中致渣矿物特性的CCSEM研究

将一种典型的易结渣烟煤分为低（<1.3 g·cm^-3）、中（1.3～1.6 g·cm^-3）、高（>1.6 g·cm^-3）3个密度煤样。利用先进计算机控制扫描电镜（CCSEM）技术对原煤及分密度煤样中的致渣矿物进行了深入研究。结果表明,Na与K在煤中无机矿主要以硅铝酸盐的形式存在;粒径大于22 mm的外在（独立于炭基质）黄铁矿、磁黄铁矿主要分布在高密度煤中;未识别矿物（复杂硅铝酸盐）在高密度煤矿物中所占的比例最小,但其中Fe含量为20%～90%的颗粒所占比例最高;不同密度煤样中,内在（与炭基质结合）矿的硅铝比和碱酸比不同,低密度煤中内在矿的碱酸比最大,结渣倾向最严重,而中密度煤内在矿的碱酸比和硅铝比均小于原煤。     

准东煤高温燃烧过程中含钙矿物质的转化规律

采用3种萃取液(水、醋酸铵和盐酸)对准东煤进行逐级萃取实验,使用高温气氛炉对准东原煤及萃取后的煤样进行燃烧实验,使用电感耦合等离子体原子发射光谱仪和X射线衍射物相分析仪对萃取前后的固体煤样及燃烧后煤灰样品分别进行Ca元素分析和矿物检测。研究结果表明,准东煤中的钙元素主要以醋酸铵溶钙和盐酸溶钙形式存在。在燃烧过程中,准东煤中含钙矿物质与含硅、含铝矿物质反应生成硅钙石、斜硅钙石与钙铝石等;其中经水萃取后碱酸比减小,灰熔融温度升高,盐酸溶钙与含硅、含铝矿物质反应生成硅钙石、硅铝石等,不溶钙主要以稳定的硅铝酸盐形式存在。     

准东煤高温燃烧过程中含钙矿物质的转化规律

采用3种萃取液（水、醋酸铵和盐酸）对准东煤进行逐级萃取实验,使用高温气氛炉对准东原煤及萃取后的煤样进行燃烧实验,使用电感耦合等离子体原子发射光谱仪和X射线衍射物相分析仪对萃取前后的固体煤样及燃烧后煤灰样品分别进行Ca元素分析和矿物检测。研究结果表明,准东煤中的钙元素主要以醋酸铵溶钙和盐酸溶钙形式存在。在燃烧过程中,准东煤中含钙矿物质与含硅、含铝矿物质反应生成硅钙石、斜硅钙石与钙铝石等;其中经水萃取后碱酸比减小,灰熔融温度升高,盐酸溶钙与含硅、含铝矿物质反应生成硅钙石、硅铝石等,不溶钙主要以稳定的硅铝酸盐形式存在。     

石煤提钒尾渣制备地聚合物的试验研究

石煤提钒尾渣的主要化学成分为SiO2和Al2O3,主要矿物为石英、钙长石、钠长石、斜长石等硅酸盐、铝硅酸盐矿物,属于硅酸盐类尾矿.在研究石煤提钒尾渣的特性基础上,以石煤提钒尾渣为主要原料,偏高岭土为辅助原料,以NaOH为碱激发剂,制备了石煤提钒尾渣地聚合物.考察了硅铝基质原料的配比,碱激发剂掺量,成型水固比以及成型压力对材料抗压强度的影响.试验结果表明:最佳基质原料配比尾渣/偏高岭土为7∶3,碱激发剂最佳掺量为13％,成型水固比为0.16,成型压力为15 MPa时,试样28 d抗压强度可以达到17.4 MPa.XRD和SEM分析表明:石煤提钒尾渣地聚合物的主要产物为无定型硅铝凝胶,还有少量的类沸石矿物(CaAl2 Si2 O8·4H2O)以及钙沸石CaAl2Si3O10· 3H2O.     

淮南矿区不同煤组煤灰熔融温度变化规律及机理

淮南矿区煤是优质动力煤，但日常煤质检测发现部分槽别煤样的煤灰软化温度较低，单独使用有导致燃煤锅炉结渣的风险。为了系统掌握淮南矿区不同煤灰熔融温度煤在不同煤组中的分布规律，揭示煤灰熔融温度变化原因，本研究采集淮南不同矿区的A组、B组和C组共40个煤层煤样，对其灰熔融温度进行测定，并利用热力学平衡计算的方法对高温下煤灰矿物组成的转化机理进行研究。结果表明：淮南矿区煤灰化学组成主要以硅铝为主，硅铝总量的平均值达到82.44%,A组煤中硅铝总量低于B组煤和C组煤中硅铝总量；A组煤中铁、钙、镁、钾和钠的总量高于B组煤和C组煤中铁、钙、镁、钾和钠的总量，钙镁主要以方解石或白云石形式存在于原煤中。A组煤中，煤灰软化温度位于1 350℃～1 449℃的煤样个数占60.0%,低于1 350℃的煤样个数占20%;B组煤和C组煤中，煤灰软化温度高于1 500℃的煤样个数分别占75.0%和92.3%。煤灰软化温度随酸碱比的增大而升高，当酸碱比大于7.5时，煤灰软化温度高于1 500℃。但煤灰软化温度与硅铝比之间没有显著相关性。A组煤煤灰(815℃)中主要矿物为石英、氧化钙、硬石膏、钾云母和赤铁矿；B组煤煤灰和...     

碱法提高铝硅矿物的铝硅比

采用NaOH溶液时铝硅矿物进行预脱硅处理,测出溶渣中SiO2和Al1O3的含量,计算得出渣中的铝硅比.考察液固比、溶出温度、溶出时间、碱浓度等因素对铝硅矿物溶出后渣中铝硅比的影响.实验表明,在液固比为40∶1、温度95℃、溶出时间3 h、40%碱浓度条件下,矿物的脱硅率可达55%以上.预脱硅后渣中铝硅比由0.89提高到...     

新疆高钙煤混烧对灰中含钙矿物熔融特性影响

选用一种高钙和一种高硅铝新疆煤，在沉降炉中进行不同比例的混煤和单煤燃烧实验。采用计算机控制扫描电镜（CCSEM）分别对燃烧后总灰矿物成分和粒径分布进行分析。基于CCSEM分析获取单颗粒灰成分数据，采用热力学平衡方法对灰中矿物液相比例进行计算，分析混煤燃烧对灰中含钙矿物熔融特性影响。结果表明，煤中有机结合态Ca极易与煤中其他矿物元素发生交互反应，交互反应后含钙矿物种类取决于煤中内在矿种类。混煤燃烧会促进灰中含钙硅铝酸盐向含钙复杂硅铝酸盐转化，同时促进含钙矿物的熔融。在低温条件下，混烧煤灰中熔融含钙矿物粒径分布受碱金属粒径分布影响；但是高温条件下，混烧促进熔融含钙矿物向大粒径煤灰迁移。     

酸碱催化剂浓度对柔性硅气凝胶性能和结构的影响

以甲基三甲氧基硅烷(MTMS)和正硅酸乙酯(TEOS)作为混合硅源,甲醇为溶剂,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面活性剂,通过酸碱两步催化溶胶凝胶法制备醇凝胶,经超临界干燥可以制备高弹性疏水块状硅气凝胶。分别采用0.1 mol·L~(-1)和0.01 mol·L~(-1)的草酸作为酸催化剂,5 mol·L~(-1)和10 mol·L~(-1)的氨水作为碱催化剂,研究不同酸碱催化剂浓度对其网络结构的影响。发现高浓度酸和高浓度碱以及低浓度酸和低浓度碱作为催化剂合成的硅气凝胶的网络结构更加均匀,孔径分布更窄。其中,在草酸浓度为0.01 mol·L~(-1)、氨水浓度为5mol·L~(-1)时,所得硅气凝胶密度为0.135 g·cm-3、比表面积为807 m2·g~(-1)、孔隙率约为93%,凝胶最大可压缩至其起始长度的60%,压缩回弹率为100%。     

亚熔盐法粉煤灰脱铝渣水热处理后碱含量的影响因素

以亚熔盐法处理粉煤灰的脱铝渣为原料,采用动态水热法分解脱碱,研究了不同A/S(Al2O3/SiO2质量比)、C/S(CaO/SiO2质量比)和不同脱铝溶出工艺对硅渣碱含量的影响. 结果表明,随脱铝渣A/S增加,碱含量先降低后升高,脱铝渣A/S为0.11,硅渣Na2O含量降至1.18%,适当的A/S有利于提高硅渣中含铝托贝莫来石的晶化程度;脱铝渣C/S为0.98,硅渣Na2O含量仅有1.31%,随脱铝渣C/S增加,硅渣碱含量增加,C/S过高会降低硅酸钠钙(NaCaHSiO4)的分解率,不利于生成含铝托贝莫来石相;溶出时间和停留时间较长的脱铝渣在脱碱过程中不易生成含铝托贝莫来石.     

新型多功能净水滤料的制备及其性能研究

以硅铝酸盐类矿物材料A(具有离子交换能力)和B(吸附剂)为主要原料,研制用于净水工艺的多功能滤料,研究了原料配比和烧制工艺对滤料密度、吸水率、强度和抗酸性能的影响,并进行了净水试验.结果表明,制备的滤料最佳配比质量分数为:硅铝酸盐材料A 20%,硅铝酸盐材料B 45%,粉煤灰15%,成孔剂20%;最佳工艺条件为:烧结温度850℃,持续时间45 min.试验制得的新滤料密度为2.080 g·cm-3,吸水率为69.41%,磨损破碎率为5.06%,盐酸可溶率为9.59%.新型滤料与现有滤料相比去除有机污染物和氨氮效果较好,并可有效去除水中Cr6+离子.     

水介质流化床分选机中煤颗粒沉降末速的研究

介绍了水介质流化床分选机的原理,利用鸡西煤样来研究了煤颗粒在水介质流化床分选机中的沉降末速,讨论了煤颗粒的不同密度(小于1.3、1.3~1.4、1.4~1.5、1.5~1.6、1.6~1.8、大于1.8g/cm3)、不同粒度(3~2、2~1、1~0.25mm)及形状系数对沉降末速的影响,最终建立了3个相关的数学模型,为水介质流化床分选机流态化以及工艺参数研究奠定了理论基础。     

准东煤灰提取氧化铝和白炭黑技术研究

为实现准东煤灰的绿色化综合利用,笔者研究设计了从准东煤灰中制取氧化铝和白炭黑的工艺流程,确定了最佳工艺条件,并通过SPSS双变量分析比较不同影响因素对提取率影响程度。试验采用准东煤--将军庙原煤,破碎并用马弗炉模拟煤粉炉静态燃烧方式制取灰样。准东煤灰的成分分析和元素分析表明:SiO2占48.84%,Al2O3占31.26%。参照标准制备灰样,对灰样进行SEM分析,发现粘黏性严重,因此试验前先进行机械研磨。采用煤灰与硫酸铵焙烧法制备氧化铝,工艺分为焙烧过程和酸浸过程。因滤液中含有大量杂质铁、钙等元素,采用pH调节法除杂并对除杂效果进行检验,检验结果为除杂率接近100%。从提铝渣中制备白炭黑分为碱浸过程和多次碳分过程。在提铝工艺焙烧过程中,通过提铝率变化曲线及节能角度确定了各因素的最佳试验条件为:焙烧温度600℃,焙烧时间60 min,焙烧配料比1∶6;在提铝工艺酸浸过程中,得到最佳试验条件为:酸浸温度60℃、酸浸时间20 min、H2SO4浓度0.2 mol/L、酸浸液固比50。从提铝渣制备白炭黑研究中,通过SEM观察到提铝渣疏松多孔,有利于进一步的提硅试验。通过XRD对提铝渣分析,得出提铝渣中含有大量硅、钙元素;用K值法(RIR法)求得提铝渣中Si含量及经提铝后的Si损失率为7.64%。得出碱浸过程最佳试验条件为:碱浸温度60℃、碱浸时间30 min、碱浸NaOH浓度3 mol/L、碱浸液固比70,此时Si提取率为99%。采用多次碳分法进行提硅能够满足不同硅含量纯度要求,得到最佳碱浸工艺条件为碳分pH=9.5、CO2通气速率24 m L/min、碳分NaOH浓度0.2 mol/L、碳分液固比80。通过双变量相关性分析,得到各因素对提铝率、SiO2提取率及H2SiO3沉淀率影响程度大小分别为:焙烧温度>焙烧时间>焙烧配料比,酸浸时间>酸浸温度>H2SO4浓度>酸浸液固比,碱浸液固比>碱浸温度>NaOH浓度>碱浸时间,碳分pH>碳分液固比>碳分NaOH浓度>CO2通气速率。通过经济性及可行性分析,说明提出的工艺能有效实现准东煤灰的绿色化综合利用。从提铝后的滤液中重新提取(NH4)2SO4,实现生产原料的再利用;碳分过程后的Na2CO3溶液可通过加入石灰苛化的方式实现NaOH可循环利用于提取工艺生产;本工艺除生产氧化铝和白炭黑外,还能获得Na2SO4等附加产品。     

热重法研究逐级脱矿对褐煤燃烧特性的影响

以胜利褐煤和昭通褐煤为研究对象,采用H_2O、HCl/CH_3COONH_4及CH_3COONH_4/HCl/HF对褐煤进行逐级脱矿处理,利用XRF、XRD和SEM对褐煤中的矿物质种类、含量及其形貌进行分析,采用热重法对比分析了脱矿前后煤样的燃烧特性及动力学反应过程,分析了矿物质对褐煤燃烧特性的影响。结果表明:两种褐煤中的主要矿物元素为Si、Al、Fe、S及碱/碱土金属元素,主要矿物组成为石英、高岭石、云母、石膏、方解石和黄铁矿;3种脱矿方式的矿物质脱除率分别为:胜利褐煤1.22%、32.49%、97.90%,昭通褐煤0.47%、26.41%、94.79%;原煤及脱矿煤的综合燃烧指数S的大小顺序为:原煤HCl/CH_3COONH_4脱矿煤H_2O脱矿煤CH_3COONH_4/HCl/HF脱矿煤,胜利及昭通褐煤呈现相同的规律。三级脱矿处理显著改善了煤的综合燃烧性能。煤中以羧酸盐形式、配位键形式存在于含氧或含氮官能团上的碱及碱土金属对煤的燃烧存在促进作用。煤中水溶性矿物质对燃烧具有抑制作用。褐煤燃烧从着火温度到燃尽温度这一温度区间满足一级反应方程,且线性相关性系数R均在0.985以上。     

不同养护温度下铝酸盐水泥抑制碱矿渣早期泛霜的研究

研究了铝酸盐水泥种类、掺量及养护温度对碱激发矿渣砂浆早期泛霜的抑制效果.结果表明:(1)加入适量铝酸盐水泥能够明显抑制碱激发矿渣砂浆的早期泛霜;(2)铝酸盐水泥对碱激发矿渣泛霜抑制效果与体系的化学组成有关,而与铝酸盐水泥种类无关,当体系硅铝比为3.02～3.14、钠铝比0.54～0.56时泛霜抑制效果最好;(3)低温养护下,铝酸盐水泥抑制碱激发矿渣泛霜效果明显;(4)红外光谱(FTIR)分析结果证实铝酸盐水泥的加入,促使Al3+进入[SiO4]4-中,取代Si4+,形成的电负性为固定Na+提供了可能.     

低活性铝硅质尾矿基矿物聚合材料的抗化学侵蚀性能研究

以某低活性铝硅质尾矿作为硅铝原料(基质),分别与四种不同的铝校正料复合,在碱硅酸盐溶液激发作用下制备矿物聚合材料;同时将该尾矿与硅灰以及钙质原料(包括矿渣和钢渣)复合制备“免配碱激发剂溶液型”矿物聚合材料.对各试样的抗化学侵蚀性能进行测试,并与普通硅酸盐水泥砂浆试样进行对比;在微观上借助SEM和FTIR对代表性试样进行表征.结果表明,以铝酸盐水泥为铝校正料制备的矿物聚合材料试样经H2 SO4溶液侵蚀后有较多沸石相生成,其抗化学侵蚀性能较为良好;普通硅酸盐水泥砂浆试样经硫酸盐侵蚀后其初期强度有所提高,但后期强度可能会因钙矾石的增多而降低.     

醛-酮催化氨化合成吡啶及其烷基衍生物研究进展

醛-酮催化氨化合成吡啶及其烷基衍生物(俗称吡啶碱)是工业生产吡啶类化合物的主要方法。对醛-酮催化氨化合成吡啶碱的反应机理、催化剂的进展进行了介绍,阐述了无定形硅铝酸盐作为催化剂合成吡啶碱选择性和寿命低的原因,以金属对无定形硅铝酸盐或择形硅铝酸盐分子筛进行修饰可改进催化剂的催化性能。择形硅铝酸盐分子筛的酸性对吡啶类产物的分布有显著影响,改变分子筛的硅铝比,可以调节催化剂的酸性,从而提高生成吡啶碱的选择性。     

淮南煤田张集矿山西组煤中锑含量和赋存状态及富集成因

以淮南煤田张集矿山西组煤为研究对象，刻槽采集煤样，采用电感耦合等离子体质谱仪、X射线荧光光谱仪、X射线衍射仪、偏光显微镜、扫描电镜等手段，结合相关性分析和逐级化学提取实验，探讨了张集矿山西组煤中锑的含量分布、赋存状态及其富集成因。结果表明：张集矿山西组煤中锑含量范围为2.49μg/g～4.57μg/g,平均3.13μg/g,高于世界煤背景值，富集系数为3.4,属于轻度富集；同煤层中锑含量变化较大，在垂向上，顶部和底部煤样中锑含量高；张集矿山西组煤中锑主要赋存在硅铝酸盐矿物中，其中顶部和底部煤样中的锑还赋存于黄铁矿中；成煤盆地受陆源碎屑输入作用越强，淮南煤中锑含量越大，因此推断煤中锑的富集主要与物源区的陆源物质输入有关；此外，煤中锑元素的富集还受地下水活动和围岩作用影响。     

不同轻质骨料对高铝浇注料性能的影响

为了提高轻质高铝浇注料的中高温强度,降低加热永久线变化,研究了体积密度分别为1.54、1.42g·cm-3的2种轻质高强微孔矾土骨料以及体积密度为1.53 g·cml的普通轻质高铝骨料对轻质浇注料110℃24 h烘干、1000℃3h和1400℃3h烧后性能的影响.结果表明:110℃ 24h烘干后,利用体积密度为1.54 g·cm-3的微孔轻质骨料和1.53 g·cm-3的普通轻质高铝骨料所制备的浇注料的体积密度均为1.80g·cm-3左右,轻质骨料体积密度越低,利用其所制备的浇注料体积密度越低,显气孔率越高;轻质骨料内部孔径微小化,可明显提高轻质浇注料各温度处理后的常温耐压强度和常温抗折强度,降低轻质浇注料的加热永久线变化;由于微孔骨料内显气孔率较高,利用其制备的轻质浇注料500℃低温下热导率比普通轻质高铝骨料的高,但在1000 ℃下相差不大,均在0.42 W·m-1·K-1左右.由此可见,轻质高铝骨料内部孔径微小化和Al2O3含量的提高使轻质浇注料的性能更优.     

制备因素对粉煤灰-锰渣制备沸石分子筛钙离子交换能力的影响

以粉煤灰和锰渣为原料,采用碱熔融-水热合成法制备沸石分子筛.研究了煅烧温度、原料组成、硅铝比、碱浓度、水热时间和温度对钙离子吸附能力的影响,并利用XRD、SEM-EDS、FT-IR和TG-DSC等手段表征了产物的晶体形貌、骨架结构和热稳定性.结果表明,制备沸石分子筛的最佳工艺条件为:煅烧温度800 ℃,锰渣掺量40%,硅铝比3.5,碱浓度3 mol· L-1,水热温度90 ℃,水热时间16 h,在此条件下制备的NaX型沸石分子筛结晶度较高,700℃下骨架结构未发生坍塌,具有较好的热稳定性,钙离子交换量高达392.58 mgCaCO3/g.     

不同铝校正料作用下低活性高硅尾矿基矿物聚合材料的热稳定性

为实现尾矿整体资源化利用和水泥工业节能减排的目的,将某低活性高硅尾矿作为硅铝原料(基质)进行活化预处理,再分别与四种不同的铝校正料复合以调整硅铝比例,制备矿物聚合材料,并将它们的热稳定性与普通硅酸盐水泥砂浆试样进行比较.结果表明:在1000℃下煅烧以偏高岭土为铝校正料制备的矿物聚合材料试样,或在800℃下煅烧以铝酸盐水泥为铝校正料制备的矿物聚合材料试样,在宏观上造成它们的抗压强度较未煅烧试样的抗压强度更高;在微观上通过TG-DSC、SEM和FTIR分析共同说明这两种煅烧后的矿物聚合材料试样的结构更加致密,且其中对强度起主要支撑作用的“-SiO4-AlO4-”三维网络结构未受到严重破坏,这造成它们的热稳定性优于普通硅酸盐水泥砂浆试样.本研究证实以所选取的尾矿为硅铝原料(基质)制备热稳定性优良的矿物聚合材料产品具备可行性.