Crystallisation kinetics of mullite glass-ceramics obtained from alumina–silica wastes

Mullite-based glass-ceramics were produced from aluminium hydroxide sludge resulting from the anodisation process and waste glasses. Phase development for crystallisation of amorphous mullite was investigated between 900°C and 1200°C. The kinetic parameters such as activation energy of crystallisation and Avrami exponent for the samples were evaluated from differential thermal analysis curves using various heating rates (5–30°C) and particle size ranges ( < 45, 80–125 and 355–400 μm). The growth morphology parameters ‘n’ and ‘m’ are in the range of 2.5–5.4 and 1.5–4.4, respectively, indicating that bulk nucleation is dominant in mullite crystallisation followed by two- to three-dimensional growth of mullite crystals controlled by diffusion from a varying number of nuclei.     

废弃FR4环氧树脂覆铜板热解特性及固体残余物组成

采用TG(热重分析仪)和自制小尺度管式炉热解试验台架装置分别探讨了电子废弃物FR4环氧树脂玻璃纤维覆铜板在纯N2气氛中,以10 K/min升温速率加热到800℃的热解特性及在不同热解终温、停留时间下的固体残余物质量分布规律;采用SEM(扫描电子显微镜)分别对2种热解终温(450℃、550℃)下热解后玻璃纤维布进行微观形貌表征。TG热解结果表明,试样在N2气氛下热分解反应主要集中在第1阶段(300~400℃),失重量占总失重量65.55%,500℃后热解残余率趋于不变;管式炉热解结果及残余物表观微观形貌表明,热解温度和停留时间对玻璃纤维析出产率影响较大,而对铜析出产率几乎没有影响。当热解温度为550℃且停留时间保持10min时,废弃FR4环氧树脂玻璃纤维覆铜板可充分热解,玻璃纤维层间的环氧树脂系胶结剂已分解完毕,热解残余率达到最低值且玻璃纤维布自身未见明显变化。研究表明,通过热解焚烧技术电子废弃物资源具有规模化再利用的可能性。     

Bedded Sediment Conditions and Macroinvertebrate Responses in New Mexico Streams: A First Step in Establishing Sediment Criteria

Excess fine sediments in streambeds are among the most pervasive causes of degradation in streams of the United States. Simple criteria for acceptable streambed fines are elusive because streambed fines and biotic tolerances vary widely in the absence of human disturbances. In response to the need for sediment benchmarks that are protective of minimum aquatic life uses under the Clean Water Act, we undertook a case study using surveys of sediment, physical habitat, and macroinvertebrates from New Mexico streams. Our approach uses weight of evidence to develop suggested benchmarks for protective levels of surficial bedded sediments <0.06 mm (silt and finer) and <2.0 mm (sand and finer). We grouped streams into three ecoregions that were expected to produce similar naturally occurring streambed textures and patterns of response to human disturbances. Within ecoregions, we employed stressor response models to estimate fine sediment percentages and bed stability that are tolerated by resident macroinvertebrates. We then compared individual stream sediment data with distributions among least‐disturbed reference sites to determine deviation from natural conditions, accounting for natural variability across ecoregion, gradient, and drainage area. This approach for developing benchmark values could be applied more widely to provide a solid basis for developing bedded sediment criteria and other protective management strategies in other regions.     

天然沸石结构对合成分子筛吸附脱氮性能影响

针对污水厂尾水深度脱氨问题,从国内几个典型的天然沸石矿床中选取了4种天然沸石（记为A、B、C、D）,运用直接碱溶-水热晶化合成工艺制备分子筛,测定了各自的氨氮吸附性能;并采用XRF、XRD等表征方法,对比分析了4种天然沸石在元素组成及矿物含量方面的差异,结合4种合成产物的晶体结构、元素组成、表面形貌分析结果,探讨了天然沸石材料特性对合成产物吸附性能的影响.结果表明：与沸石原料相比,4种合成产物的氨氮吸附性能均得到明显提升,其中C和A沸石合成产物的氨氮吸附量较高,均达到15mg/g以上;合成产物的氨氮吸附性能与沸石原料的碱溶性硅溶出量有正相关关系;碱溶性硅主要来自于天然沸石原料中的方石英、斜发沸石、丝光沸石、透长石等矿物组分,而结构稳定的石英不易被碱溶活化利用.合成产物为含有不同类型分子筛及其它矿物成分的混合物,碱溶性硅溶出量高的C和A沸石均合成了A型、X型分子筛,氨氮吸附性能较好;而B和D沸石合成产物主要为孔径小于铵根离子粒径的方钠石分子筛,其氨氮吸附性能较差.因此,利用天然沸石合成分子筛用于污水脱氨时,应尽量选择石英矿物含量少、碱溶性矿物占比高的沸石原料.     

土壤矿质胶体对镉的吸附-解吸热力学与动力学研究

通过等温吸附-解吸热力学与动力学实验,研究了土壤胶体对镉的吸持特性.结果表明,吸附等温线拟合以Freundlich方程最优,其次是Langmuir方程.按对镉的吸附量由大到小顺序胶体依次是:紫色土矿质胶体(8 216.34 mg/kg)、黄壤矿质胶体(6 468.11 mg/kg)、紫色土去铁矿质胶体(4 963.13 mg/kg)和黄壤去铁矿质胶体(2 342.83mg/kg).而吸附强度则相反,按解吸率大小胶体依次是:紫色土去铁矿质胶体(8.7%～33.9%)、黄壤去铁矿质胶体(2.2%～25.4%)、紫色土矿质胶体(6.8%～18.9%)和黄壤矿质胶体(0.6%～17.7%).由动力学实验得出:土壤矿质胶体对镉的等温吸附-解吸过程分为开始时的快速反应阶段和随后的慢速反应阶段,吸附和解吸过程中两阶段划分时间点分别为4 h和12 h,动力学过程以双常数方程描述最佳.     

流动镀Ni-P合金镀层工艺的研究

电沉积Ni-P合金镀层由于其优异的性能而在多个领域得到了广泛的应用;流动镀电沉积由于可以较快地提高电沉积速度而受到极大的关注;建立了镀液平行式流过电极表面的流动镀装置,采用该流动镀装置,通过改变电流密度、流速、电极间距等不同的工艺条件,研究了流动镀条件下,电流密度、流速、极间距对电沉积Ni-P合金镀层中P含量和表面形貌的影响规律,并初步探讨了流动镀条件下各工艺条件对电沉积过程的影响机理.     

浅析盐雾环境对火工药剂安定性能的影响

目的 获取海洋生态环境条件下火工药剂性能变化的规律,开展火工药剂在盐雾环境中的安定性试验研究,以保障火工药剂的可靠性。方法 通过SEM成像技术和X–射线衍射技术表征2种典型起爆药叠氮化铅(Lead Azide,LA)和斯蒂芬酸铅(Lead Styphnate,LS)在盐雾试验前后微观形貌及组分的变化,并结合DSC热分析技术,从热分解动力学角度,开展火工药剂在盐雾环境影响下失效机理的研究。结果 在盐雾环境应力的影响下,LA的长柱状晶体结构发生脆化,层裂成不规则的小片状晶型,且随着盐雾试验时间的增加,LA的热分解反应峰会逐渐前移,试验后产物组分只有Pb(OH)Cl,其本质安定性显著下降。LS受盐雾环境应力的影响,其棱柱状晶体结构会层裂为小片状晶型,且部分LS分解形成Pb₃(CO₃)₂(OH)₂,导致其安定性降低。结论 2种典型火工药剂LA和LS受盐雾环境应力因素的影响,都会发生失效分解反应,与LA相比,LS在盐雾环境下具有更加稳定的安定性能。     

温度与应力耦合作用下高强钢海水腐蚀行为研究

目的 保证船舶设备安全,明确船用Ni-Cr-Mo-V高强钢在不同海水温度中的服役状态变化。方法 在实验室模拟环境中,通过四点弯曲装置向Ni-Cr-Mo-V高强钢施加不同应力,并结合电化学测试、腐蚀形貌和产物分析,研究温度与应力耦合对Ni-Cr-Mo-V高强钢在不同温度海水环境中腐蚀行为的影响及规律。结果 温度升高会加快Ni-Cr-Mo-V高强钢腐蚀产物的生成,但是在较高温度海水中,会使高强钢由点蚀转变为均匀腐蚀,因此较高温度海水中对高强钢施加外加应力未发现点蚀坑加深。较高温度海水相对于低温海水条件下,高强钢腐蚀产物层中的Cr、Ni含量增加,低温海水中施加应力致使腐蚀产物层中的Cr、Ni含量降低,而较高温度海水中施加应力对腐蚀产物成分的影响不大。温度对Ni-Cr-Mo-V高强钢的腐蚀作用明显强于外加应力对其的腐蚀作用。结论 在不同温度海水中,较高的温度使得Ni-Cr-Mo-V高强钢的耐蚀性能降低,但是相对于低温海水中,较高温度海水条件下施加应力对Ni-Cr-Mo-V高强钢腐蚀的影响较小,因此对于高强钢在海水中的腐蚀,温度对高强钢的影响明显大于应力的影响。     

云南省优势矿产尾矿砂捕集及矿化封存CO2潜力分析

为了解云南省尾矿库“两个清单”中保留库的碳减排潜力,使用改进的Steinour方程计算了云南省各州市不同类型尾矿砂的CO₂固定量,根据《IPCC国家温室气体列表指南》中提供的方法计算了云南省2011~2020年碳排放量.结果表明,红河州、玉溪市、昆明市尾矿砂的捕集及矿化封存CO₂的潜力较大,占云南省保留库尾矿砂CO₂矿化封存量的65.79%;铅锌矿、赤泥、锡矿的理论固碳量较高,分别为0.201, 0.173, 0.158t/t,以上3种尾矿砂的固碳量占云南省尾矿砂固碳量的79.45%;若将云南省保留库堆存的尾矿砂全部用于CO₂的矿化封存,可减少2011~2020年间云南省累积碳排放量的2.81%,工业碳累积排放量的3.16%,采矿业碳排放量的12.36%,具有较好的工业应用前景.     

塔吉克斯坦黄土矿物与稀土元素组成特征

：黄土矿物和地球化学组成是研究黄土来源和成因的重要手段。利用X 射线衍射（XRD） 和电感耦合等离子体质谱技术（ICP-MS）对亚洲内陆塔吉克斯坦共和国的黄土分别进行了矿物 组成和稀土元素（REE）特征分析,并与黄土高原和新疆伊犁黄土进行了对比。研究结果表明： XRD 鉴定出塔吉克斯坦黄土有10 多种矿物,以石英为主,其次为长石、方解石,还有少量绿泥 石、云母类、白云石等,偶见多种重矿物,其矿物组成与黄土高原和新疆伊犁黄土类似,但石英、 方解石的含量较低,角闪石含量介于黄土高原与伊犁黄土之间,反映近源弱风化的环境。稀土 元素总含量（ΣREE）变化于130.61 ~ 205.62 μg?g^-1,平均值为158.81 μg?g^-1,明显低于黄土高原 黄土和新疆黄土,但黄土与古土壤的REE 特征参数及配分模式具有很好的相似性,说明两者具 有类似的风成成因。塔吉克斯坦黄土不同时代的矿物成分和REE特征参数、配分模式与黄土高原、 新疆黄土接近,显示出其经过搬运后的高度混合性特征,亦指示其为风成成因,而含量的细微 差异则主要反映了区域地质背景和源区的不同。