府谷煤矸石的赋存状态及煅烧增白特性

据地质勘探资料并结合显微镜观察、X衍射和差热分析法,研究了陕西府谷地区煤层中的煤矸石赋存状况。结果表明:府谷地区的煤矸石赋存丰富,且大多数样品中高岭石的质量分数均在90%以上,可作为优质的高岭土矿产。对该煤矸石的煅烧增白研究表明,在相同的煅烧条件下,含碳量高的煤矸石白度提高得快。      

煤矸石制作硅肥技术试验研究

煤矸石制作硅肥时应先对煤矸石进行活化处理。通过在煤矸石中加入助剂,采取高温煅烧方法,研究出了煤矸石中有效硅活化的最佳助剂比例为煤矸石:CaCO₃:Na2CO₃:NaOH=1:0.1:0.5:0.05;煤矸石活化的最佳温度为700℃;最佳煅烧时间为2h;最佳粒度为80目。依据煅烧试验结果,提出了煤矸石制作硅肥的工艺技术。经对试验制成的硅肥成分与有害元素测试,符合国家硅肥标准。      

利用煤矸石合成4A分子筛初探

利用煤矸石经煅烧后在强碱作用下制备成４Ａ分子筛，这一实验室成果对综合利用煤矸石、生产适于洗涤剂配方用的合成沸石分子筛，具有积极的意义。     

煤矸石制作轻质莫来石砖研究

本文研究了利用煤矸石生产高档轻质莫来石砖的可行性，实验研究表明，在煅烧后的煤矸石中加入部分工业氧化铝粉，一起混磨至８００目筛余小于５％，再经加有机质成型和１５５０℃×５小时煅烧，可制成物相及各种性能指标达到从德国进口轻质莫来石砖的制品。     

晋北煅烧高岭土用煤矸石的应用矿物学特征

为了给晋北煅烧高岭土用煤矸石的评价和开发利用提供科学依据,采用XRD、XRF、SEM和白度计等现代分析测试技术,研究了晋北煅烧高岭土用煤矸石的应用矿物学特征。结果表明:1)根据造纸和涂料用煅烧高岭土的国家标准,晋北煤矸石主要可分为3种类型:合格原料、基本合格原料和不合格原料。2)与合格和基本合格原料相比,不合格原料煅烧产物的化学成分中SiO2、Al2O3、Fe2O3含量以及碱金属与碱土金属总含量都与前者有较大差异。3)合格和基本合格原料主要由高岭石(85%~94%)组成,不合格煤矸石矿物组合为高岭石(30%~60%)+石英(23%~38%)+伊利石(14%~26%),并含少量黄铁矿和白云石等杂质矿物,石英等杂质矿物和含铁矿物是分别导致煅烧产物化学成分和白度不合格的主要原因。4)合格原料中高岭石结晶度较好,主要为不规则片状、书册状和弯曲片状,片表面光滑,片径大小范围较大,为0.05~51.22μm,平均2.80μm,径厚比41.24。     

钢纤维煤矸石混凝土抗冻性能及损伤模型研究

为研究钢纤维煤矸石混凝土的抗冻性能,以冻融循环次数和钢纤维掺量为主要变量,通过快速冻融试验,研究不同掺量的钢纤维煤矸石混凝土的表观形貌、质量损失、相对动弹性模量和抗压强度的变化规律;并依据钢纤维煤矸石混凝土动弹性模量的变化,定义钢纤维煤矸石混凝土的损伤变量,建立冻融环境下钢纤维煤矸石混凝土的损伤模型。研究结果表明：在冻融环境作用下掺入适量的钢纤维能够降低煤矸石混凝土的质量损失和减缓相对动弹性模量的下降,提高煤矸石混凝土的抗冻性能;依据损伤变量提出的损伤模型与试验数据符合较好,可以为冻融环境下钢纤维煤矸石混凝土的耐久性研究提供理论参考。     

煤矸石菱镁矿合成堇青石熟料研究

本文研究了以煤矸石和菱镁矿为主要原料合成堇青石熟料的可行性。实验表明选择高岭石含量高和碱金属氧化物及氧化铁含量低的煤矸石及高纯菱镁矿可以合成出高质量的堇青石熟料,其堇青石的含量可达９５％ 以上,最佳煅烧温度为１ ４００℃,保温１０ｈ,然后在降温过程中在１ ３５０℃再保温１０ ｈ。     

煤矸石菱镁矿石成堇青石熟料研究

本文研究了以煤矸石和菱镁石为主要原料合成堇青石熟料的可行性。实验表明选择高岭石含量高和碱金属氧化物及氧化铁含量低的煤矸石及高纯菱镁矿可以合成出高质量的堇青石熟料,其堇青石的含量可达９５％以上,最佳煅烧温度为１４００℃,保温１０ｈ,然后在降温吕在１３５０℃再保温１０ｈ。     

地震荷载下煤矸石路基变形室内试验与数值模拟分析

通过对重塑煤矸石试件进行动三轴试验,研究了随机地震荷载作用下的煤矸石路基填料震陷特性。依据正弦循环荷载作用下的试验结果,获得了不同轴向固结压力下的煤矸石震陷变形特性经验公式;并运用FLAC3D对辽宁阜新某煤矸石路基进行了地震荷载作用下的响应分析。试验表明：煤矸石轴向累积应变随动荷载幅值增加而增大,呈指数关系;震陷试验中,煤矸石试件变形规律经历了振动压密、振动剪切和振动破坏三阶段,与普通路基填料类同,表明煤矸石作路基填料是可行的。数值模拟表明：地震荷载超越概率10％时,路面残余变形不大,路基整体处于稳定状态;地震荷载超越概率2％时,路基边坡将出现滑动带,处于危险状态,且震后残余变形较大。以上研究成果为煤矸石路基抗震设计提供了一定的试验依据,具有较为重要的工程应用价值。     

煤矸石内各矿物组分溶解-释放规律的数值模拟研究

为了更好防治煤矸石山对环境危害,研究了不同温度和CO2分压条件下煤矸石内各矿物的溶解-释放规律。应用美国地质调查所开发的水化学模拟软件PHREEQC对在不同温度和CO2分压条件下煤矸石内各矿物的溶解度进行了水化学模拟。研究结果显示,煤矸石内所有矿物溶解度都随着温度的上升而增大,然而随着溶液中CO2分压的不断增大这种趋势逐渐转变为随着温度的上升溶解度逐渐减小;煤矸石内所有矿物(石英除外)溶解度随着CO2分压的增大而增大。碳酸盐(方解石)的溶解度随着CO2分压升高呈现非线性迅速增大的趋势,其它盐类的溶解度随着CO2分压的升高增大的速率较为缓慢。在煤矸石山内部,某处煤矸石淋溶液内CO2分压越高,其化学组分浸出量也就越大;在矸石山透气性良好时,温度越高煤矸石化学成分的浸出量越大。      

Character of the Si and Al Phases in Coal Gangue and Its Ash

Abstract: Analysis of the Si and Al phases in coal gangue fuel and its ash is important for use of coal gangue ashes. A comprehensive study by theoretical and experimental analyses with differential thermal analysis, X-ray diffraction and Infrared Spectroscopy has been made in the present article to explore the diagram of the Si and Al phases in coal gangue fuel and its ashes. It is found that kaolinite and quartz are the main phases in coal gangue fuel. The ratio of moles Al2O3 to SiO2 (i.e., Al2O3 (mole) /SiO2 (mole)) is usually no more than 0.5 in most coal gangue fuel and its ashes. The kaolinit at about 984°C releases a large quantity of SiO2, which makes calcine coal gangue more active than coal gangue itself. The relationship between the ratio Al2O3 (mole)/SiO2(mole) and the components of coal gangue ash is analyzed, resulting in a formula to calculate the quantity of each phase. Applying the formula to the testing samples from an electric plant in north China supports the above conclusions.     

煤系固废基绿色充填材料制备及其性能研究

充填技术是绿色开采的重要组成部分,研发成本低廉、性能可靠、低碳环保的充填材料,是发展充填技术的关键。采用煤矸石(CG)和煤系偏高岭土(MK)为原材料制备煤系固废基绿色充填材料,探讨配合比和碱激发剂对充填材料强度以及流动度的影响,并结合X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外吸收光谱仪(FTIR)、热重分析(TG)和扫描电镜能谱分析(SEM-EDS)等表征手段,揭示充填强度发展机理。综合强度、流动性和环境指标,优化充填材料配比。研究结果表明：绿色充填材料体系中,煤系偏高岭土通过碱激发水化反应起到胶凝作用,体系强度随偏高岭土的增加呈线性增长,磨细的煤矸石充当惰性填料,协同Na₂SiO₃改善流动性。该充填材料主要水化产物为N―A―S―H和沸石,Si―O―Si发生聚解,随即四面体Al―O键部分取代Si―O键,由(SiO₄)^4-变成(AlO₄)^4-,进一步聚合形成Si―O―Al基团。当碱激发剂中Na₂SiO₃与NaOH比例为1...     

煤矸石堆放对水环境的影响——以山东省一些煤矸石堆为例

采集山东省一些煤矿煤矸石及其堆放区水体的样品进行研究 ,可知煤矸石中硫 (主要赋存在黄铁矿中 )的质量分数为 0 2 8%～ 2 9% ,是重要的水质污染源。大量的Si,Al,Fe ,Ca ,Mg等常量元素及含量较高的As,Pb ,Cr,Mn等微量元素都能对水体产生污染 ;煤矸石堆放区水体的pH值为 4 43～7 93,总硬度高 ,SO2 -4 浓度高 (平均为 12 0 1 0 2mg/L ,最高为 2 6 37 6 9mg/L ,超标 10倍多 ) ,微量有毒、有害组分 (Be ,V ,Mn ,Sr ,Mo ,Ni,F等 )均存在超标或浓度过高现象。对风化的与新鲜的煤矸石分别进行浸泡和淋滤实验发现 :黄铁矿的氧化导致了煤矸石堆放区相邻水体的SO2 -4 ,Fe ,Al的浓度增大 ,黄铁矿氧化生成的酸及其与钙镁盐岩的反应致使pH值变化范围大 ,水体的硬度升高 ;煤矸石风化生成的大量酸使淋滤液pH值降低 ,在酸的作用下水中Ca2 + 和Mg2 + 的浓度增大并维持在一定的水平 ,风化使煤矸石中的黄铁矿发生氧化并以可溶性Fe和硫酸盐形式迁移至淋滤液中 ,煤矸石中赋含的多种多环芳烃能迁移到附近的水体中 ,对环境造成大量的有机物污染 ,这一污染应引起有关方面的高度重视。     

Geochemical Fingerprint and Iron Ore Potential of the Siliceous Itabirite from Palaeoproterozoic Nyong Series,Zambi Area,Southwestern Cameroon

The study area forms part of an emerging iron ore province of southern Cameroon. Geochemistry analyses reveal that the siliceous itabirite has a very simple chemical composition, with Fe₂O₃ and SiO₂ representing more than 96 wt.% of the average composition; suggesting chemical precipitates of silica and iron. Low Al₂O₃ and TiO₂ concentrations and a weak positive correlation between them point to a minor detrital component in the precipitated marine sediments. The Si/Al ratio (average 52.7) indicates the hydrothermal origin of the studied itabirite. The Al–Si discrimination diagram supports this interpretation through the plot of all data in the hydrothermal field. The studied samples have low iron content (about 39.32% Fe), high gangue content (40.97% SiO₂ and 1.3 % Al₂O₃) and low concentration of the deleterious elements (0.16 % P and < 0.01% S). The main gangue mineral is silica which can be efficiently removed from iron ores during preparation of raw materials for the blast furnace process. According to commercial standards for crude iron ores, it may be concluded that the Zambi iron ores are a low‐grade magnetic ore that can be profitably exploited for the production of iron for steel production.     

煅烧斜发沸石的 X 光粉晶衍射、红外吸收光谱和化学活性组分研究

斜发沸石是片沸石矿物中的一种,它的化学组成和晶体结构均与片沸石相似(Alberite,1975)。单就化学成分而言,两者之间并无严格的界限。片沸石为富含二价阳离子的低硅沸石,斜发沸石为富含一价阳离子的高硅沸石。一般认为,硅铝比低于4的为片沸石,硅铝比高于4的为斜发沸石(Aliett,1972;Boles,1972)。     

华北地区京西煤田侏罗纪煤层中伊利石矿物学特征及成因

为了探讨伊利石对煤化作用和沉积环境的指示作用，以华北地区京西煤田侏罗纪煤层夹矸为研究对象，采用X射线衍射方法（XRD）和X射线荧光方法（XRF）分别测定煤层夹矸的矿物组成和化学组成，研究夹矸中伊利石矿物学特征及成因。结果表明，京西煤田侏罗纪煤层夹矸主要由伊利石、绿泥石和石英组成，其中，伊利石质量分数平均为62.92%。将XRD数据和XRF数据进行对比分析，计算得到伊利石平均化学式为（K_0.37（NH₄）_0.03）Al₂（Si_3.60Al_0.40O₁₀）（OH）₂。京西煤田煤层夹矸中伊利石主要由高岭石转化而来，伊利石的NH₄+占层间阳离子的比例具有随沉积古盐度升高而逐渐升高的趋势，n（Si）/n（Al）Ⅳ具有随煤化程度升高而逐渐降低的趋势，这表明京西煤田侏罗纪煤层夹矸中的伊利石矿物学特征对沉积环境和煤化作用具有一定的指示作用。      

贵州省毕节地区煤矸石特征及综合利用分析

研究分析了毕节地区部分矿区煤矸石的特征,指出该区煤矸石总的特点是SiO2、Fe2O3、CaO含量偏高,Al2O3偏低,但不同矿区有一定的差异。根据煤矸石的成分特征,指出了毕节地区煤矸石的利用方向,如制作水泥、新型墙体材料、空心砌块、陶粒（轻骨料、多孔骨料）、铸石,回收铝产品,生产肥料,利用矸石发电及用作筑路材料等。对其在综合利用方面存在的问题进行了分析,认为毕节地区煤矸石的综合利用具有广阔前景。     

Si,Al ordering in leucite by high-resolution 27Al MAS NMR spectroscopy

High-resolution ²⁷Al MAS NMR spectra of natural leucite recorded at H ₀=11.7T contain three resolvable resonances at ²⁷Al δ _i = 69.2, 64.7, and 61.0±0.5 ppm. These three resonances are assigned to the three inequivalent framework positions of leucite: T3, T2, and T1, respectively. Fitting the observed spectra yields a Si,Al distribution for leucite in which approximately one-half of the Al is in T1 and one-quarter in each of T2 and T3. This Si,Al distribution differs substantially from those obtained by previous workers using ²⁹Si NMR spectroscopy and X-ray diffraction. New ²⁹Si NMR spectra and revision of previously reported ²⁹Si NMR peak assignments, however, make the ²⁷Al and ²⁹Si NMR results consistent. The ²⁷Al δ _i correlate linearly with the mean T-O-T′ bond angles of the average structure, which allows the peak assignments to be made. However, this correlation lies distinctly toward higher frequency and larger bond angles than correlations for Si,Al ordered aluminosilicates, suggesting that the mean T(Al)-O-T′(Si) bond angle for each site in leucite is smaller than the mean bond angle of the average structure, which is averaged over T(Al)-O-T′(Si) and T(Si)-OT′(Si,Al) angles.     

水滑石对水溶性染料活性深蓝ST-2GLN脱色性能研究

研究了水滑石(LDH)及其焙烧产物(LDO)吸附脱除水溶液中活性深蓝ST-2GLN的性能。考察了pH值、吸附剂投加量、时间等因素对吸附的影响。结果表明:LDH及LDO对活性深蓝ST-2GLN染料具有良好的脱除效果,室温下,1 g/L的LDH和0.5 g/L的LDO对浓度为100 mg/L的染料的脱色率分别达到96.11%和98.58%。pH值是影响吸附能力的关键因素,吸附剂对溶液pH值有一定缓冲作用。LDH及LDO对活性深蓝ST-2GLN吸附结果均符合Langmuir吸附等温式。饱和吸附后的LDH用高温热解法再生,再生产物吸附性能良好,随再生次数增多,脱色率下降。