磷石膏岩溶发育机理研究及工程处理

磷石膏可以直接为水所溶蚀,磷石膏的特殊结晶形态以及其中的杂质进一步影响磷石膏的溶解特性,从而产生磷石膏的岩溶现象。堆放在碳酸盐岩地区的磷石膏由于复合岩溶作用的影响,还会带来水文、工程地质等方面的问题,磷石膏的岩溶现象是影响渣场稳定、渣坝稳定、地下水环境的特殊问题。提出了提高磷石膏渣坝稳定性、防止磷石膏渣场渗漏和保护地下水环境的工程措施。     

脱硫石灰石和脱硫石膏产业化问题的探讨

目前,我国许多大中型火电厂正在建设脱硫工程,石灰石是最重要的脱硫剂,火电厂脱硫将需要大量的石灰岩,脱硫将会产生大量脱硫石膏,通过对国内火电厂脱硫项目的调研,从脱硫技术、脱硫石灰石、脱硫石膏成分、脱硫利用等方面来探讨脱硫石灰石和脱硫石膏产业化问题。     

中新世托尔顿含硫岩系的后成作用

通过对波兰自然硫矿床的普查、勘探和开发工作,获得了不少有价值的资料,这些资料涉及到各种地质问题,其中包括自然硫矿床的形成条件和蚀变作用。波兰的自然硫矿床分布在喀尔巴阡山前渊北部中新统托尔顿阶内。托尔顿阶由石膏—硬石膏层组成,但在某些地方被含硫灰岩或含硫泥灰岩系所代替。托尔顿石膏层厚度介于12—55米之间,但大部分约30米。石膏岩系底部为粗晶质石膏,往上为致密的薄层状石膏,局部为角砾化石膏。石膏岩系的底板是碎屑岩层(砂、松散砂岩),以及泥灰质和钙质沉积;其顶板是致密的泥灰质粘土岩。自然硫矿床产于这套岩系内一定的层位中,含硫层段一般出现     

不同掺料对磷石膏基胶凝材料影响的研究进展

磷石膏作为磷肥生产过程中的废弃物,目前主要被利用于建材和农业等方面,但其利用率都很低。在建材方面利用率低的主要原因是磷石膏中含有磷、氟等元素使其强度变低,制品耐水性变差,使磷石膏制品的性质不稳定,特别是在潮湿环境下容易吸水变形。另一主要原因是有些国家和地区的磷石膏放射性较高,因超出相关标准而被限制其在建材方面的应用。针对上述问题,在综合前人已有研究的基础上,首先对磷石膏基复合胶凝材料做了分类并总结,并确定了磷石膏基复合胶凝材料的主要掺料,然后论述了不同掺料对磷石膏基胶凝材料的耐水性及强度的影响,分析了不同掺料对磷石膏建材制品的影响机理,并且在此基础上给出了各掺料的建议掺量及最佳掺量范围区间。     

石膏质岩水化特性及矿物含量确定方法研究

硬石膏和石膏的膨胀性和腐蚀性是石膏质岩隧道工程主要致害因素,查明矿物成分、水化特性、硬石膏和石膏含量是评价石膏质岩工程危害的基础,但目前尚缺乏快速简便的石膏质含量确定方法。通过测定硬石膏岩水化过程中的波速及水化深度,分析了石膏质岩的水化特性;通过对硬石膏、石膏、方解石、白云石不同配比混合物的热重分析,提出了快速测定石膏...     

伏尔加河中游硫矿床的岩石地球化学特点及形成条件

<正> 岩石和矿石的矿物特点现将卡赞阶沉积剖面(图1)划分为下列含硫酸盐岩石类型:板状块状石膏,泥灰质石膏和石灰质含石膏粘土,“隔板墙”型石膏-白云岩,夹有石膏胶结物的细粒状和鲕状白云岩和夹有石膏结核的白云岩。     

关于磷石膏尾矿库安全专篇的研究

磷石膏尾矿库是以磷石膏渣堆积起来形成的尾矿库,其安全问题一直是磷化工企业及安全生产管理部门非常关心的问题。根据《尾矿库安全监督管理规定》,尾矿库工程在设计阶段应该编写安全专篇,需要对尾矿库及尾矿坝稳定性、尾矿库防洪能力及排洪设施和安全观测设施的可靠性进行充分论证。3个方面的内容紧密联系,其是否安全可靠决定着尾矿库是否安全运行。针对磷石膏尾矿库的安全专篇问题,分析了专篇中的关键技术内容,对防洪计算、稳定性计算和安全监测分析等方面的本质问题进行了探讨,并将这三者作为一个系统进行分析总结。通过对湖北某磷石膏尾矿工程安全专篇的编写与分析,对具体的技术方法给出了说明。目前尾矿库工程安全问题受到了广泛的关注,其结果提供了比较完整的具体经验,采用的方法和得出的结论对相关工程可以起一定的借鉴作用。     

基于光纤传感的石膏矿地面塌陷监测预警系统

近年来,江苏省邳州市北部石膏矿区发生了20多起采空塌陷灾害。由于传统的采空区地表土体变形监测方法均难以满足采空区地面塌陷监测超前预报的要求,为解决石膏矿区采空塌陷监测预警机制缺乏的问题,邳北石膏矿区开展了基于光纤传感技术的监测预警工作。根据前期调查分析和数值模拟等成果推导石膏矿地面塌陷机理,并采用光纤传感器对采空区上覆...     

石膏矿岩水致老化效应试验

为研究石膏岩的水致老化效应,在室内模拟石膏矿采空区的水环境条件,包括不同空气湿度环境和饱和地下水环境。将石膏岩岩样置于其中,定期取出测定其力学性质指标,得到石膏岩老化的宏观力学表现,并结合核磁共振技术测定试验过程中石膏岩岩样内部的孔隙结构变化,分析石膏岩的水致老化机制。研究结果表明,水对石膏岩的老化效应具有显著的影响。老化程度随时间递增,石膏岩的单轴抗压强度、巴西抗拉强度和弹性模量与置于水环境中的时间基本呈负指数关系,泊松比则无明显变化规律;石膏岩老化程度和老化速率与水的状态密切相关。相对湿度越高,石膏岩的老化越显著,老化速率也更快,尤其是被液态水浸泡时,石膏岩的老化最显著,老化速率最快。水对石膏岩的老化过程是水的物理作用与化学作用的耦合,而化学作用是水致石膏岩老化的根本原因。石膏岩与水接触时,石膏的溶解、重结晶作用的不断进行改变着石膏岩的矿物组成结构,使其结构由紧密变得松散,孔隙率增大,力学性质不断弱化。该试验研究结果可为石膏矿开采的设计及采后空区的长期稳定性评估提供参考。     

陆相石膏赋存状态及沉积过程——以库车坳陷牙哈地区古近系苏维依组底砂岩段为例

库车坳陷牙哈气藏是我国开发时间最早、开发技术最为成熟的凝析气藏之一,其主要产层段为古近系苏维依组底砂岩段,岩性以含石膏团块的细砂岩为主。石膏的赋存状态多种多样,而不同赋存状态的石膏发育时期、水动力条件、沉积环境和对储层物性的影响均有不同。基于牙哈气田古近系苏维依组底砂岩段钻井取心、野外剖面、岩石薄片等资料,探讨石膏赋存状态及其形成过程。结果表明：（1）研究区古近系底砂岩段沉积成因石膏可分为异地沉积石膏和原地沉积石膏;（2）异地沉积石膏团块经流水搬运,搬运距离从近到远依次为：(1)撕裂状,粒径8～10 cm的不规则状石膏团块;(2)云雾状,粒径4～8cm的云雾状石膏团块,具棱角;(3)团砾状,粒径2～5 cm,近圆状石膏团块,磨圆度较好;(4)定向排列石膏,粒径0.5～2 cm,石膏团块定向排列,围岩见平行层理构造;原地沉积石膏包括蒸发浓缩形成均匀分布的点状石膏,以及流水搅动形成的具核心、不具同心圈层结构的鲕状石膏;（3）干旱气候背景下湖泊蒸发环境沉积时期可分为丰水期与枯水期,枯水期为盐湖蒸发沉积模式,石膏等盐类矿物蒸发沉积,丰水期为河流—三角洲—湖泊沉积,沉积砂体。不同赋存状态的石膏代...     

砷在石膏中固定机制:掺杂态和表面吸附沉淀态以及其在砷污染控制中的作用

石膏是矿山开采及冶炼等工业过程产生的大宗固体废弃物。工业活动产生的废液普遍有高含量的砷等有毒元素,这导致所产生的石膏也含有较高浓度的砷等有毒元素。研究砷在石膏中地球化学行为和归趋对含砷石膏的砷污染控制具有重要的理论和实际意义。然而目前对含砷石膏中不同形态的砷的定量测定和分析尚存在问题。本文在不同pH值的条件下共沉淀砷和石膏,利用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)、同步辐射X-射线吸收近边光谱(XANES)和电子顺磁共振(EPR)对石膏中掺杂态和表面吸附沉淀态的砷进行定量分析。ICP-MS的结果表明随着pH从2升高到12 和14,石膏中砷的含量由57×10^-6 增加到 67 470×10^-6和63 980×10^-6。同步辐射X-射线吸收近边光谱和电子顺磁共振光谱分析表明石膏样品中主要含有五价砷。在2≤pH≤7.5时,固体样品中同步辐射吸收边后的峰形状和掺杂态砷的形状类似,而在pH≥8时,其边后峰的形状发生明显的变化;粉末电子顺磁共振(EPR)定量分析表明在2≤pH≤7.5时砷在石膏中的含量和ICP-MS的分析结果一致,而在pH≥8时其含量明显小于ICP-MS的分析结果。这些结果揭示了在2≤pH≤7.5时,砷在石膏中主要以掺杂态的形式存在,而在pH≥8时大部分砷是以吸附态或表面沉淀的形式存在。五价砷在石膏中的含量和固定机制随着pH值的变化而变化,其研究对了解尾矿中石膏对砷污染的控制作用具有重要作用。此外,研究石膏中由辐射导致的g约为2.33的[AsO₃]^2-自由基电子顺磁共振特征峰,有助于补充和完善石膏的电子顺磁共振特征谱在地质测年及辐射剂量学中的应用。     

磷石膏中磷、氟杂质的脱除研究

磷石膏是湿法磷酸生产过程中产生的大宗工业固体废弃物,脱除磷石膏中磷、氟等有害杂质是其资源化利用的前提。采用石灰中和法和酸浸法研究了磷石膏中磷、氟的脱除规律,并利用SEM、FTIR、XRD研究了磷、氟脱除过程中磷石膏微观形貌、表面基团和物相组成的变化。结果表明,石灰中和法能有效脱除磷石膏中可溶磷和部分可溶氟,但不能脱除共晶磷,当石灰用量为0.4%、陈化时间为12 h时,磷石膏中可溶磷和可溶氟的脱除率分别为93.27%和29.07%。加温酸浸(55℃,硫酸用量30%)能有效脱除磷石膏中总磷和总氟,其脱除率分别为98.95%和91.07%,酸浸后磷石膏晶体由菱形块状转变为薄片状。常温下增大硫酸用量,磷石膏中磷、氟脱除率增大;常温酸浸(25℃,硫酸用量50%)能有效脱除磷石膏中总磷和总氟,其脱除率分别为95.88%和93.13%,酸浸后产物的形貌转变为长柱状,二水石膏脱水转变为半水石膏,共晶磷的特征吸收峰消失。     

新疆乌苏地区新近系石膏脉特征及形成过程

基于野外地质调查及采集样品的微观分析,文中详细研究了新疆乌苏地区新近系发育的石膏脉特征,并从古沉积环 境、成岩作用、风化作用和溶盐水注入期次等方面分析了石膏脉的形成过程。该区石膏脉发育形态特殊,主要是由两横两 纵4条线状主控石膏脉派生出的各种产状石膏脉组成,呈龟壳状。通过分析认为该石膏脉的形成过程共经历过4个阶段,炎 热的古沉积环境为沉积大量的石膏矿物奠定了基础,先成岩后胶结的成岩作用为石膏脉形成提供了必要条件,加上强烈的 风化作用和多期地表溶盐水注入和析出,形成了现今的龟壳状结构石膏脉。该套石膏脉的存在为推测盆地中心可能存在天 然储层裂缝改造区提供线索,并对西北地区新近纪干旱沉积环境具有一定的指示意义。     

天然石膏及其开发利用研究进展

在总结天然石膏的矿物特征及其开发利用发展变化的基础上，重点介绍了其开发利用研究的主要进展，即利用天然石膏制备超高强石膏材料、硫酸钙晶须、石膏超细粉，以及介绍了天然石膏先进的煅烧设备——Peter磨和单转子锤式烘干机。     

两种半水石膏形态特征的电子显微镜研究及其形成机理的探讨

用天然二水石膏单晶进体行了脱水制备关水石膏的试验,分别制备了ａ半水石膏和β半水石膏。对其形貌特征进行了扫描电子显微镜观察,发现它们的形貌特征有很大的差异。结合其Ｘ射线衍射图谱,分析了它们的形成机理,指出造成β半水石膏经可深性硬石膏向不溶性硬石膏转变温度比α半水石膏高的原因是由于其结晶程度比值者差。     

黄河上游某电站上新统石膏夹层对坝基岩体稳定性影响评价

拟建的黄河上游某水电站在勘查过程中发现在河床以下存在一层厚约2m的石膏层。石膏岩遇水易溶解,工程地质性质较差,力学强度较低,是水电建设中的不良岩体。本文对石膏岩的物理力学性质和化学成分做了仔细分析,分析了石膏溶蚀后对坝基稳定性的影响,找出防止石膏溶蚀的判断标准,最后得出防治措施。     

磷石膏混合料的再生

磷石膏加入二灰混合料,可以有效提高二灰混合料的早强,并且改善基层的路用性能。但是磷石膏含量过大,则造成混合料膨胀过大,强度降低甚至丧失。基于磷石膏石灰粉煤灰混合料的反应机制,通过一系列的室内和室外试验说明：不当的磷石膏配合比,是造成某磷石膏石灰粉煤灰混合料底基层遇水膨胀量增大、强度丧失的主要原因。同时,验证了粉煤灰含量与磷石膏含量最佳配合比为1：1,在此基础上提出磷石膏混合料的再利用的处置方案。     

利用石膏产状研究汶东盐湖相沉积与烃源岩特征

根据石膏矿物类型和产状以及其它相标志,对汶东凹陷汶ZK16 钻孔的古近系盐湖相地层进行了沉积相分析,并结合有机地球化学分析,对不同沉积相的烃源岩开展了地球化学评价。汶东凹陷石膏矿物组合较好的反映了古盐湖沉积环境、水深、盐度和底水含氧量等的变化,不同的石膏矿物组合对应着不同的沉积相和不同质量的烃源岩,其中干化泥坪相和盐化泥坪相石膏矿物组合以分散胶结状和结核状为主,其烃源岩有机质丰度较低,发育非烃源岩到差烃源岩;干盐湖相石膏矿物组合以肠状石膏和透镜状石膏为主,烃源岩有机质丰度较高,发育好到优质烃源岩;而深水盐湖相石膏矿物以纹层状石膏为主,烃源岩有机质丰度高,总体达到优质烃源岩的标准。据此,建立了盐湖相烃源岩的发育模式。该模式对于中国第三系盐湖烃源岩,特别是高演化程度的盐湖相烃源岩原始烃源岩类型研究具有重要的指导意义。     

地热系统作用下红层软岩力学性能试验研究

地热能源是目前绿色建筑的发展趋势,但红层软岩分布地区出现的系列建筑地基病害问题与地源热系统关系尚不清楚。依托成都某建筑群事故调查项目,研究了有无地热系统作用下泥岩、石膏岩的工程特性,并基于室内试验模拟,研究了不同加热方式、不同温度及不同浸水时间等因素下岩石宏观力学特性和微观结构特征。结果表明：（1）同一场地有无地热系统对岩石力学性质影响甚微,但有地热系统时岩体中裂隙发育数量明显增多,累积张开度明显增大;（2）随着浸泡时间增加,泥岩最大含水率可达30%以上,石膏岩含水率超不过15%,泥岩浸水软化效应较石膏岩显著,二者力学指标随含水率增加呈负指数型下降,石膏岩因晶粒大小不同,离散性大;（3）天然状态下石膏岩呈脆性破坏,泥岩呈延性破坏,石膏岩水岩界面溶蚀作用效应显著,随着石膏岩由表及里溶蚀加剧,温度变化效应对岩体内生裂隙萌发起一定促进作用;（4）在20～50 ℃温度变化范围内,石膏岩抗压强度随温度呈抛物线变化,而泥岩单调升高;（5）地热管与岩体间填筑不密实容易形成渗水通道,改变水动力条件,动水作用下使石膏岩裂隙及软弱夹层溶蚀加剧,形成更大空洞,从而诱发沉降。     

高温高压下石膏脱水相变的原位拉曼光谱研究

本文运用激光拉曼光谱仪,利用水热金刚石压腔装置对高温高压条件下石膏-水体系中的石膏脱水相变进行拉曼光谱研究。在压力0.1MPa～837.9MPa 和温度16～200℃条件下通过系列实验对相变的过程进行了原位光谱分析。与人们已知的无水条件下石膏分两步脱水的过程不同,高压下石膏在饱和水环境下倾向于一次性的脱去所有结晶水而形成无水石膏,实验中没有观察到半水石膏的出现。通过实验数据得到石膏和无水石膏的转折温度和平衡压力间的关系式为 P_(MPa)=19.56·T_(℃)-2926.5。