铝钒土中有效铝和活性硅的测定

铝钒土是用来提取氧化铝的重要经济矿石,而氧化铝被冶炼为金属铝。评价铝钒土矿石的经济价值有两个重要指标：有效铝和活性硅。有效铝就是指利用模拟Bayer工艺条件下可以提出来的Al2O3的净含量。活性硅就是指在Bayer工艺条件下可以与NaOH反应的硅化物的含量。在低温Bayer冶炼工艺中,反应硅主要来源于黏土成分的溶解,随着工艺温度的提高,溶解的石英组分也会增加活性硅的含量。由于溶解的硅最后以硅铝钠方式沉淀下来,需要消耗NaOH,对成本有很大影响,所以活性硅的含量是铝矾土的重要指标。     

从高铝粉煤灰中提取非晶态SiO2的实验研究

为了有效提高高铝粉煤灰的Al/Si比,为提取氧化铝奠定基础,研究了用NaOH从高铝粉煤灰中提取非晶态SiO2的最佳工艺条件,并对提硅反应的机理进行了探讨。首先根据高铝粉煤灰的化学与物相组成特点,确立了利用NaOH提取非晶态SiO2的基本技术路线;然后用正交实验法确定了提硅的最佳条件:NaOH的浓度25%,灰碱质量比1∶0.5,反应温度95℃,反应时间4 h。经最佳条件反应之后,SiO2的提取率达到了41.8%,灰中Al2O3的含量由48.5%增加到了57.38%,Al2O3/SiO2质量比由1.29提高到了2.39。     

华北克拉通南缘石炭系本溪组铁-铝黏土矿物质来源: 以河南三门峡大安铝黏土矿床为例*

华北克拉通在中奥陶世至晚石炭世期间一直出露地表,经历了长期的风化作用,形成大规模的铁-铝黏土矿,其成矿物源一直是研究的热点,尤其是本溪组底部铁矿和铁质黏土矿与上部铝黏土矿是否为同一来源尚未查清。本研究选取克拉通南缘大安铝黏土矿床作为研究对象,展开微区矿物及元素地球化学组成分析,进一步探讨铁-铝黏土矿物质来源。大安矿床内含矿岩系自下而上包括铁质黏土岩、铝土矿、铝质黏土矿;局部喀斯特高地缺失铝土矿,铝质黏土矿直接覆盖于铁质黏土岩之上。铁质黏土岩在洼地以菱铁矿、黄铁矿和伊利石为主,在隆起区以赤铁矿、伊利石和高岭石为主。铝土矿以硬水铝石、伊利石和锐钛矿为主;铝质黏土矿主要矿物为伊利石。矿物微区分析在黏土矿底部发现大量的碳化硅和少量自然硅、硅铁矿、铬铁矿;区域对比揭示北秦岭造山带内商丹缝合带和二郎坪群中的蛇绿岩为铝黏土矿形成提供了成矿物质。本溪组底部铁质黏土与上部铝黏土矿稳定元素比率(例如Zr/TiO₂、Hf/TiO₂、Nb/TiO₂、Ta/TiO₂)存在明显差异,揭示二者为不同来源: 底部铁质黏土岩和铁矿层为底板碳酸盐岩原地风化的产物;而上部铝黏土矿是异地搬运物,北秦岭造山带在晚石炭世的整体抬升为华北铝黏土矿形成提供了重要的成矿物质。     

基于加卸载响应比理论的矿柱动力稳定性分析

利用有限差分程序FLAC建立连续和并排的两类非均质矿柱模型,对矿柱在动力载荷循环作用下的破坏过程进行全时程动力分析。将加卸载响应比(LURR)理论引入矿柱动力稳定性分析中,以施加的动力载荷对矿柱作用的周期性变化作为加载量,以矿柱特征点的位移变化和破坏单元的弹性应变能的演化规律作为响应参数,建立矿柱的加卸载响应比模型,确定矿柱在动力载荷作用期间的加卸载响应比时间序列。计算结果表明,矿柱整体上处于稳定状态和趋于失稳时,其加卸载响应比Y值表现出不同的特征,通过对Y值的分析对矿柱的稳定状态进行评价,预测是否临近峰值承载能力,表明在矿柱动力破裂过程数值模拟分析中引入加卸载响应比是矿柱破坏力学行为研究的一种方便而有效的方法。     

固定铝log(Q/K)图解在温泉中的应用

为探讨常规和固定铝log(Q/K)图解法对温泉系统是否有效 ,采用WATCH程序 ,对江西 3个温度较高的温泉 ,即庐山温泉、汤湖温泉和横泾温泉 ,进行了探测性的研究 .采用常规log(Q/K)图解法计算时 ,由于参加计算的 4个水样的铝含量均未检出 ,计算结果显示只有不含铝的矿物玉髓和方解石相交于温度 1 0 0℃附近 ,热储总体上没有达到平衡 .在采用了固定铝log(Q/K)图解法并同时考虑冷水的稀释作用计算后 ,中低温地热系统中常见的蚀变矿物如浊沸石、纤蛇纹石、萤石和玉髓均显示了较好的收敛性 ,收敛的温度大致在 1 0 0～ 1 4 0℃ .并且上述矿物组合可见于某些温泉的深部钻孔中 ,计算结果与实际地质情况相吻合 .结果表明固定铝log(Q/K)图解法可以恢复温泉系统的热平衡状态     

轴压比对中等高度LC结构剪力墙抗震性能的影响

轻骨料混凝土(L ight-we ight concrete,简称LC)剪力墙的轴压比是剪力墙抗震设计时一个重要的控制因素,直接关系到其延性性能。为使设计规程具有足够的理论依据,本文通过对六榀轻骨料混凝土剪力墙试件的试验,研究了在低周反复荷载作用下,着重考虑不同轴压比对中等高度有边框剪力墙的破坏形态和变形性能的影响效应,对其滞回特性进行分析,计算了各剪力墙的刚度退化率与延性系数,并将无竖缝剪力墙与带竖缝剪力墙的抗震性能进行了对比。     

SBPM试验不同长径比颗粒流细观模拟

自钻式旁压试验(Self-boring pressure-meter)具有对原位土体扰动小,测试深度大,能够得到不同深度处土体的应力-变形曲线,在测定地基土性参数和地基承载力上具有广阔的应用前景。然而受分析手段和研究水平限制,目前对SBPM试验不同长径比(length-to-diameter ratio)测定器加载过程中周围土体的细观变形响应研究较少,而土体参数的确定与其变形机制是密切相关的,基于此,应用PFC3D(Particle Flow Code in Three Dimensions)颗粒流程序对不同长径比L/D(6、10、15、20)下自钻式旁压试验进行了数值模拟,对测定器孔应变一定时,周围土体的位移场和应力场分布变化进行了分析研究。试验结果表明:根据长径比的大小,位移场和径向应力场分布可分为两种形式:当长径比L/D=6时,位移场和应力场分布呈"弧形壁灯笼状",测定器周围土体变形在其高度上不符合平面应变轴对称条件,且L/D=6时的土体应力小于后3值(L/D=10、15、20时);当L/D=10、15、20时,则呈"直壁灯笼状",此时在测定器高度上应力分布比前者均匀,其变形基本符合平面应变轴对称条件。径向应力在测定器附近两侧形成近似成对称分布的数个应力集中区。当测定器径向应变一定时,随着L/D的增大孔壁处土体径向应力逐渐呈负指数减小并趋于稳定。     

天然土层初始状态与土体压缩性的相关性刍议

通过分析自钻式旁压仪等原位测试手段获取静止侧压力系数偏高现象,揭示了传统理论估算天然土层垂向应力偏小的事实。经历勘探开采的卸荷膨胀,室内实验取得的原状样本重力密度不再等同于地层埋藏条件的初始状态。初始状态不会背离土体压缩性本质,因此以均匀性假设条件认知上覆压力作用下天然土层土体的物理性质并不恰当。本文采取固结压力附加100kPa等技术措施变革压缩实验分析模式,探索构建与压缩和回弹性质及应力历史条件相关的天然土层初始状态数学模型。结合应用实例,提出室内实验观察的回弹指数不足以体现样本的膨胀状况,最小干密度和液限状态的物理意义或是土体原始压缩的最大孔隙特征,以及压缩指数不能圆满诠释土体压缩性原理等见解。     

出现于β-Al2TiO5的固相合成及热分解过程中的待定归属相

在由α-Al2O3和TiO2合成β-Al2TiO5时,文献报道有待定归属相(称作x相)先于β-Al2TiO5出现在煅烧后的混合物内,该x相表现出中间产物相特征,据说它在混合物内的含量随煅烧温度升高而增大,1 400 ℃时出现β-Al2TiO5,且x相与未转化反应物均转变成β-Al2TiO5.研究煅烧共凝胶法前驱体制备β-Al2TiO5的固相反应以及β-Al2TiO 5的热分解过程,以了解该待定归属相的生成、演变规律.同文献报道的x相相比该相的初始生成温度、转化为β-Al2TiO 5的温度均有明显降低,1 150℃煅烧共凝胶法前驱体所获产物的XRD图谱(18°≤2θ≤58°)内出现3个归属该x相的衍射峰,它们的峰中心分别位于2θ=41.2°,44.0°,24.9°(按相对峰强大小排列).MgO掺杂使该x相与少量β-Al2TiO5相共同出现于1 150 ℃及1 200 ℃煅烧物内.1 250 ℃煅烧使该相失稳,转变为β-Al2TiO5,同时使未转化的金红石、α-Al2O3完成固相反应.对比表明x相的转变温度具有阈值特征,前驱体的微细化使之大大降低.本研究首次发现,伴随β-Al2TiO5在1 100℃下的热分解,该待定归属相重新出现,说明该相随热过程条件改变具有生成-消亡-重新生成的可逆性.它的消亡及重新生成体现出同β-Al2TiO5此消彼长的相关性.它应该是除β-Al2TiO5、Al2Ti7O15以外的第三种铝、钛复合氧化物.     

铝蒙脱石粘土高温X射线衍射研究

本文介绍了铝蒙脱石牯土的高温 X 射线衍射实验。阐明铝蒙脱石粘土在高温状态下的变化情况,及其非晶质化时的温度,为工业应用提供了科学根据。