高硫煤增钙粉煤灰矿物组成特性试验研究

粉煤灰的矿物组成是决定粉煤灰资源化水平的重要指标.调整粉煤灰矿物组成,改善其水化活性,是提高粉煤灰资源化水平的重要手段.为获得高硫煤增钙粉煤灰矿物组成变化规律,以高硫长广煤为试验煤种,在两段多相反应实验台上开展了高硫煤增钙粉煤灰矿物组成特性试验研究.对试验获得的粉煤灰样品进行了XRD、SEM和EDS图谱分析.试验结果表明:长广煤原状粉煤灰晶体矿物主要由莫来石、石英、斜铁灰石等非水化活性矿物组成;随着混合煤粉中添加的CaO质量分数在0%～35%范围内逐渐增加,增钙粉煤灰矿物组成中具有水化活性的2CaO·SiO2、3CaO·Al2O3和3CaO·3Al2O3·CaSO4等矿物出现并逐渐增加,非活性成分逐渐消失,但粉煤灰矿物组成中早强、高强矿物质量分数较低;当混合煤粉中同时添加适量的CaO和MgO,增钙粉煤灰矿物组成中出现了水化活性优良的Q相矿物,且其质量分数达27.2%,粉煤灰矿物组成得到了进一步的调整和优化.高硫煤增钙粉煤灰矿物组成特性试验将为高硫煤增钙粉煤灰资源化提供新的技术选择.     

第四纪洞庭盆地临澧凹陷构造-环境演化的水系和重矿物约束

临澧凹陷为第四纪洞庭盆地西部的一个南北向次级构造单元,居于武陵隆起和太阳山隆起之间。前人已通过地貌、沉积和构造特征重塑了凹陷第四纪地质演化过程。本文研究探讨了临澧凹陷水系特征以及凹陷北部ZK 257孔重矿物特征的构造-环境成因,从而进一步为第四纪地质演化过程提供了轮廓。中更新世中期和中后期临澧凹陷处于断陷阶段,凹陷北段为相对封闭的南北向小湖盆,两侧山麓形成EW向水系;南段为相对开放的河流环境,凹陷东、西两侧分别形成NE向和NW向水系,河水向中央入渐水后再向南汇入沅水。中更新世晚期临澧凹陷整体抬升并遭受剥蚀,雷公庙以北降水向北汇入澧水,凹陷西侧形成总体NE走向的次级水系;雷公庙以南继续形成NW向次级水系(渐水西侧)。构造抬升的同时产生向东的倾斜,导致凹陷西侧水系远较东侧发育。ZK 257孔内中更新世洞庭湖组中的重矿物均来源于凹陷及周缘沉积岩而未受沅水影响,表明沅水古河道未经过临澧凹陷。周缘侵蚀作用随临澧凹陷扩张而向两侧扩展,使物源岩性发生变化,从而导致洞庭湖组上部(晚期)重矿物含量高于下部(早期)。     

生物成因与化学成因施氏矿物的合成、表征及其对As(Ⅲ)的吸附

羟基硫酸铁矿物Schwertmannite(简称施氏矿物)作为一种新型环境矿物材料对重金属的迁移和钝化有重要作用.借助X射线衍射(XRD)、电镜扫描(SEM)、离子色谱(Ic)及比表面积测定仪(BET)等方法对H2O2氧化亚铁(化学法)和氧化亚铁硫杆菌氧化亚铁(生物法)合成的矿物成分、结构和比表面积进行了分析与表征,同...     

亚铁盐添加的矿物聚合物对Cr(Ⅵ)的解毒与固化研究

中国铬盐生产量及消费量均居世界第一,铬盐生产排放的铬渣量很大,其中Cr(Ⅵ)是一种高毒性物质,是国家重点控制的重金属污染物之一,寻找经济、高效的Cr(Ⅵ)去除方法一直是研究的热点。以煤矸石为原料,以水玻璃和Na OH为碱性激发剂,合成矿物聚合物,用亚铁盐添加的矿物聚合物对Cr(Ⅵ)进行解毒与固化研究,并采用XRD、TEM/EDS、XPS对固化体进行检测。结果发现,当添加的Fe(Ⅱ)与Cr(Ⅵ)摩尔比大于3∶1时,矿物聚合物中总铬浸出的质量浓度小于1 mg·L-1,铬固化率大于99%。以亚铁盐Fe SO4·7H2O作还原剂,矿物聚合物对Cr(Ⅵ)的最大固化量为0.8%。随着Fe SO4·7H2O和Cr(Ⅵ)添加量按3∶1的摩尔比增加,矿物聚合物的抗压强度减小。XRD检测表明,Fe SO4·7H2O和Cr(Ⅵ)添加的矿物聚合物为非晶质结构。TEM/EDS检测表明,矿物聚合物的非晶质结构中含有Fe和Cr。XPS检测结果证明,矿物聚合物中Fe和Cr分别为Fe(Ⅲ)和Cr(Ⅲ)。亚铁盐添加的矿物聚合物对Cr(Ⅵ)的解毒与固化是基于氧化还原反应。在Fe(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)添加的矿物聚合物合成过程中,Fe(Ⅱ)被氧化成了Fe(Ⅲ),Cr(Ⅵ)被还原成了Cr(Ⅲ),随后Fe(Ⅲ)和Cr(Ⅲ)被矿物聚合物中的-OAl(-)(OH)3吸引,并被固定在非晶质结构中。     

“防腐”计划

<正>在2014年,无论青岛"11·22"爆燃事故还是高雄"7·31"气爆事故,皆为腐蚀引发的严重次生灾害。据了解,腐蚀造成的总损失占到我国GDP的4%左右,以2014年数据计算就是2.5万亿元,而其中的30%是通过预防可以避免的。在石油化工行业腐蚀危害尤甚,约占其总产值的6%左右,明显高于其他行业。腐蚀每天在默默发生,不易受人关注,但做好防腐蚀却是安全生产无法逃避的前提。为此,特策划本期"防腐"计划专题。     

防腐蚀 亟需一部“根本大法”——访北京科技大学新材料技术研究院副院长李晓刚

<正>去年一段时间以来,地下管线事故频频发生。2014年"7·31"高雄气爆事故与青岛"11·22"爆燃事故被专家指出皆是腐蚀引发的严重次生灾害。其实,不仅管线,石油化工企业的工艺装备,也常年面临腐蚀的威胁,面对且进一步解决此问题,是实现安全生产无法逃避的现实。为此,本刊近日专访了北京科技大学新材料技术研究院副院长,中国腐蚀与防护学会副理事长兼秘书长李晓刚教授。     

长江下游沿江平原土壤发育过程中碳库分配动态

土壤发育和土地利用过程中土壤碳库的分配动态是揭示碳循环过程的关键.为了明晰土壤碳库分配及其变化趋势,在长江下游沿江平原典型区建立土壤围垦时间序列（围垦0、 60、 160、 280、 1 000和1 500 a）,对不同土地利用方式下表层土壤有机碳（SOC）、无机碳（SIC）、颗粒态（POC）和矿物结合态有机碳（MAOC）的含量、密度及土壤固碳潜力（CSP）等指标进行测定和估算.结果表明,围垦1 500 a后,由长江冲积物母质发育的SOC含量经过围垦初期的下降后上升4.9%,而SIC经过快速的淋失,含量已由初期占总碳含量的25.8%普遍降至0.2%.MAOC含量总体上高于POC,对SOC积累贡献率达48.0%～79.7%.区内有机碳密度（SOCD）占总碳密度的57.4%～100%,土壤碳饱和水平（CSL）为18.6%～56.1%,水旱轮作的CSP相较于光滩增长了20.8%.碳氮比和全氮含量是解释土壤碳积累过程的关键因素,围垦年限对评价土壤碳饱和水平有重要作用.沿江平原区土壤经长期利用后必须注重保持养分平衡,以维持土壤生产能力并促进SOC积累,避免土壤固碳能力下降.     

次生微塑料食物暴露对土壤白符跳Folsomia Candida毒性的初步研究

土壤微塑料污染已引起国内外学者的广泛关注。但关于次生微塑料在土壤动物食物链上的迁移及其毒理效应的研究较少。为探究次生微塑料的生物传递效应,本试验以同步化14 d （幼虫）和28 d （成虫）的土壤白符跳（Folsomia Candida）为供试生物,将废料（塑料类废料混合物）、保温棉、麦麸保温棉混合和细保温棉经黄粉虫（Tenebrio molitor Linnaeus）降解后形成的4种不同次生微塑料产物作为处理因子,研究次生微塑料对土壤跳虫生物学的影响。结果发现:1）第7天,所有跳虫开始蜕皮,喂食保温棉、麦麸保温棉和细保温棉组的幼虫死亡率分别为1.67%、1.67%和5%;2）第14天,跳虫蜕皮量增多,保温棉和细保温棉组的幼虫死亡率分别为6.67%和5%,各组成虫产卵量剧增,喂食酵母菌的对照组产卵率显著高于处理组;3）第28天,蜕皮量增势趋缓,除废料组外,各组幼虫开始产卵且无死亡现象发生;4）与处理组相比,对照组中跳虫的蜕皮量、产卵量和生物量都是最高的,且体长变化显著（P<0.05）。综上,研究结果将进一步完善次生微塑料对土壤动物毒理效应的基础数据,为土壤环境中的次生微塑料的生态风险评价提供理论依据。     

走近地震预警

地震产生的剧烈震动会导致工程结构破坏甚至倒塌,从而造成巨大的人员伤亡与直接经济损失,同时地震还可能诱发火灾、爆炸、列车出轨、核泄露等严重的次生灾害。为了达到减轻地震灾害的目的,除了加强工程结构抗震设计外,人们最先想到的就是地震预报。如果能预知强震的发生时间与地点而先将人员撤离地震区、关闭次生灾害源,无疑会将地震灾害降到最低。但地震预报这个世界性的科学难题很难在短期内取得突破性进展,工程抗震能力很难在短期内得到根本性改善,为此,许多国家和地区进而投资发展能够有效减轻地震人员伤亡和经济损失的地震预警系统。     

污染场地卤代烃非生物自然衰减研究进展

传统的卤代烃自然衰减研究主要关注生物降解过程,然而近年有研究发现卤代烃可以被地层中的活性矿物还原降解.对天然活性矿物介导下卤代烃非生物自然衰减的研究进展总结显示,可以还原降解卤代烃的天然矿物主要包括铁硫矿物、铁氧矿物和含铁黏土矿物等,其中铁硫矿物在含水层中分布最为广泛.常见的反应机制包括还原消除、氢解、自由基加成、自由基偶联、脱卤化氢、水解,其中还原消除和氢解是其中最重要的两种反应机制,常见于卤代烷烃和卤代烯烃的非生物降解.卤代烃的非生物降解产物主要取决于还原降解途径和母体卤代烃.不同矿物对卤代烃的降解活性大致表现为马基诺矿?黄铁矿>黑云母>蛭石≈绿锈>磁铁矿≈蒙脱石.卤代烃的降解速率除受矿物种类影响外,还受到卤代烃种类、pH、硫化物浓度、共存金属离子、天然有机物、矿物形态等因素的影响.现有的研究已经确证活性矿物的还原降解是卤代烃自然衰减的重要机制,但该领域中仍然有一些重要知识点有待进一步研究.关于活性铁矿物Fe（Ⅱ）类型和反应能力之间的关系、还原卤代烃过程中Fe（Ⅱ）的结构变化以及结构态Fe（Ⅱ）向卤代烃的电子转移方式等仍然不清楚,建议进行更深入的研究;现有研究大都基于实验室小试装置,实际场地的研究不多,建议今后进一步探究实验室发现的规律是否符合场地中的实际情况;地下水位波动导致活性矿物间歇性暴露在溶解氧中,可能产生羟自由基（·OH）实现并导致卤代烃的氧化降解,这方面的研究目前尚存在不足,建议给予更多关注.