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Transformation of minerals at the boundary of magma-coal contact zone:case study from Wolonghu Coal Mine, Huaibei Coalfield, China

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International Journal of Coal Science & Technology 2021年第1期8卷 168-175页

作者： Xing Chen liugen zheng Yalin Jiang Chunlu Jiang School of Resources and Environmental Engineering Anhui UniversityHefei230601AnhuiChina Anhui Province Engineering Laboratory for Mine Ecological Remediation Hefei230601AnhuiChina

Mesozoic and Cenozoic magma activity in the Wolong Lake mining area of Huaibei is frequent,and the degree of magma intrusion into coal seams *** the one hand,magma intrusion affects the utilization of coal resources;on the other hand,the macro and trace elements in coal are redistributed to form new mineral *** study uses the Wolong Lake magma intrusion coal seam as a research *** mineral paragenesis for igneous rock,coke,and thermally-altered coal in an igneous intrusion zone is studied using SEM,XRD,and Raman *** igneous intrusion,the temperature and pressure of igneous rock metamorphose ambient low-rank coal to high-rank coal and *** response mechanism of minerals and trace elements to magmatic intrusion is *** results are:①SEM analysis shows that ankerite and pyrite are formed from magma *** minerals are strongly developed in the magma-coal contact zone,and less well developed in thermally-altered coal.②XRD analysis shows that igneous intrusion strongly influences the types and content of minerals in coke and thermally-altered *** addition to the increase amounts of ankerite and pyrite,chlorite,serpentine,and muscovite,and other secondary minerals,are generated following igneous intrusion.③Raman analysis suggests that thermally-altered coal possesses the characteristics of both pyrite and *** from the magma-coal boundary zone possesses the typical characteristics of *** rock contains a mineral similar to pyrite,confirmed by both having similar Raman *** scattering intensity of Ag indicates that the formation pressure of pyrite increases from thermally-altered coal via the boundary between the coke zone and the igneous rock.

关键词： Thermally-altered coal Mineral Igneous intrusion Raman spectroscopy

Characteristics of leaching of heavy metals from low-sulfur coal gangue under different conditions

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International Journal of Coal Science & Technology 2021年第4期8卷 780-789页

作者： Chang Li liugen zheng Chunlu Jiang Xing Chen Shuaishuai Ding School of Resources and Environmental Engineering Anhui University111 Jiulong RoadHefei 230601AnhuiChina Anhui Mining Ecological Remediation Engineering Laboratory Hefei 230601AnhuiChina

Coal gangue is the main pollution source of mining *** coal gangue is stacked and recycled,the heavy metal elements contained in it are released by natural weathering and leaching,which causes damage to the surrounding ecological *** this study,the leaching and precipitation characteristics of heavy metals in low-sulfur coal gangue under different environmental conditions were simulated by indoor dynamic leaching experiments,which provided a theoretical basis for environmental restoration of the mining *** conclusions are as follows:higher heavy metal content in low-sulfur coal gangue is associated with greater,leaching of heavy metals;acidic conditions promote the release of heavy metals in low-sulfur coal gangue;and more precipitation is associated with better release of heavy metals from the low-sulfur coal gangue.

关键词： Coal gangue Leaching Heavy metal Leaching rate

改性芦苇生物炭对水中硫酸盐的吸附性能及机理

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环境工程学报 2022年第12期16卷 3916-3925页

作者：郑姗郑刘根张燕海董祥林陈星安徽大学资源与环境工程学院安徽省矿山生态修复工程实验室合肥230601 合肥综合性国家科学中心能源研究院(安徽省能源实验室) 合肥230601 淮北矿业(集团)有限责任公司通防地测部淮北235000

水中过高浓度硫酸盐赋存会对水生环境产生一定的影响。为此,选取芦苇秸秆作为生物炭原料,通过添加煤矸石共热解对生物炭进行了改性,采用扫描电子显微镜(SEM)、氮气吸附脱附法(BET)和傅里叶红外光谱(FTIR)等手段对生物炭的物理化学性质... 详细信息

水中过高浓度硫酸盐赋存会对水生环境产生一定的影响。为此,选取芦苇秸秆作为生物炭原料,通过添加煤矸石共热解对生物炭进行了改性,采用扫描电子显微镜(SEM)、氮气吸附脱附法(BET)和傅里叶红外光谱(FTIR)等手段对生物炭的物理化学性质进行了分析,考察了pH、吸附剂投加量、吸附时间和初始浓度对水中硫酸盐吸附性能的影响。结果表明:改性后生物炭(MBC)的吸附效果优于未改性生物炭(OBC);MBC的粗糙程度大于OBC,MBC拥有更大的比表面积和更多的孔隙结构,其比表面积为改性前的2.4倍;对吸附过程进行吸附动力学和吸附等温模型拟合,发现准一级动力学模型和Langmuir模型可以更好的描述MBC对硫酸盐的吸附行为,表明吸附过程以静电吸附和单分子层吸附为主。当pH为2、投加量为8 g·L^(-1)时改性材料吸附效果最好,最大吸附量可达29.69 mg·g^(-1),且经过5次再生吸附后,硫酸盐去除率仍能达到50%以上。因此,改性后的生物炭可作为去除水体中硫酸盐的良好材料。

关键词：芦苇生物炭改性吸附硫酸盐

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多壁碳纳米管与镉复合污染对水稻生长的影响

环境化学 2019年第5期38卷 1113-1118页

作者：杨思楠刘玲郑刘根安徽大学资源与环境工程学院矿山环境修复与湿地生态安全协同创新中心合肥230601 淮南师范学院淮南232001

选取水稻(Oryza sativa)为研究对象,采用营养液水培法,以营养液(0 mg·L^-1 MWCNTs、0 mg·L^-1 Cd^2+)为参照,分析不同浓度梯度下多壁碳纳米管(MWCNTs)单一处理、MWCNTs与Cd2+复合处理对水稻生长的影响.结果表明,MWCNTs单一处理中,水... 详细信息

选取水稻(Oryza sativa)为研究对象,采用营养液水培法,以营养液(0 mg·L^-1 MWCNTs、0 mg·L^-1 Cd^2+)为参照,分析不同浓度梯度下多壁碳纳米管(MWCNTs)单一处理、MWCNTs与Cd2+复合处理对水稻生长的影响.结果表明,MWCNTs单一处理中,水稻幼苗的生长与MWCNTs添加浓度呈明显负相关.低浓度的MWCNTs(1.5 mg·L^-1)对水稻幼苗的生长产生抑制作用,较高浓度的MWCNTs(≥6.0 mg·L^-1)会显著(P<0.05)抑制水稻幼苗的生长.添加5 mg·L^-1 Cd^2+会增强MWCNTs对水稻幼苗的生长抑制,当MWCNTs浓度从1.5 mg·L^-1上升到12 mg·L^-1,单一处理组与复合处理组相比,水稻幼苗的根系活力分别下降6.4%、10.4%、24.4%和13.9%;水稻幼苗的叶绿素含量显著降低;复合处理组的水稻叶片的POD活性略高于单一处理组,分别高出11.0%、46.1%、5.6%、11.6%;水稻幼苗叶片气孔导度变小、胞间CO2浓度升高、光合速率减慢.MWCNTs与Cd2+对水稻幼苗的生长具有明显的协同抑制效应.

关键词：多壁碳纳米管镉水稻

基于非等温法的废弃环氧树脂电路板热解动力学分析

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过程工程学报 2022年第5期22卷 680-688页

作者：丁桂珍郑刘根吴盾迟文飞安徽大学资源与环境工程学院安徽合肥230601 安徽省矿山生态修复工程实验室安徽合肥230601 中国科学技术大学地球和空间科学学院安徽合肥230026 安徽省煤田地质局勘查研究院安徽合肥230088 安徽省绿色矿山工程研究中心安徽合肥230088

热解技术在处理废弃电路板,回收电路板中的金属,实现树脂、玻璃纤维等非金属成分的资源化方面发挥愈来愈重要的作用,但目前对于不含任何电子元件、含少量铜箔的废弃环氧树脂电路板的热解机理研究尚不明确。为阐述其热解催化作用,采用同... 详细信息

热解技术在处理废弃电路板,回收电路板中的金属,实现树脂、玻璃纤维等非金属成分的资源化方面发挥愈来愈重要的作用,但目前对于不含任何电子元件、含少量铜箔的废弃环氧树脂电路板的热解机理研究尚不明确。为阐述其热解催化作用,采用同步热分析仪和气相色谱-质谱联用(GC-MS)仪对不同升温速率(5,10,15,20℃/min)下电路板的热解特性及热解机理进行分析。结果表明,废弃电路板热解过程主要分为四个阶段:表面残余水蒸发或其他小分子散逸、环氧树脂侧链基团氧化、四溴双酚A的分解和热解残留物分解;运用Kissinger法、Flynn-Wall-Ozawa法及Friedman法等明确单一反应的热解区间并求解热分解反应动力学参数,最终得到指前因子1.14×10^(22)min^(-1)和活化能218.533 kJ/mol;采用Šatava-Šesták法和主曲线法进行机理函数对比分析,最终表明废弃环氧树脂电路板适用随机成核与增长模型:Avrami-Erofeev方程模化。研究结果可为促进热解技术的应用提供理论支撑。

关键词：热解动力学机理模型废弃电路板环氧树脂主曲线法

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淮北低硫燃煤电厂粉煤灰的理化特征

环境化学 2017年第2期36卷 309-315页

作者：郑以梅郑刘根李立园汤泉安徽大学资源与环境工程学院矿山环境修复与湿地生态安全协同创新中心合肥230601 安徽大学生命科学院合肥230601

粉煤灰是我国堆放量最大的固体废弃物之一,本文采集淮北低硫燃煤电厂粉煤灰样品,测试分析了样品矿物组成和微量元素含量,探讨了低硫煤燃煤电厂粉煤灰理化特征.结果表明:(1)燃煤电厂粉煤灰中飞灰粒径主要集中在1—100μm,底渣粒径主要集... 详细信息

粉煤灰是我国堆放量最大的固体废弃物之一,本文采集淮北低硫燃煤电厂粉煤灰样品,测试分析了样品矿物组成和微量元素含量,探讨了低硫煤燃煤电厂粉煤灰理化特征.结果表明:(1)燃煤电厂粉煤灰中飞灰粒径主要集中在1—100μm,底渣粒径主要集中在250μm以上,除Mn元素之外,Co、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、V、Zn易吸附于飞灰等细颗粒物中;(2)飞灰和底渣的矿物组成含量不同,风化过程中晶格能较低的矿物易分解;(3)Co、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、V、Zn含量高于中国土壤背景值,具有潜在污染能力;(4)Co、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、V、Zn与S正相关,随着粉煤灰的自然风化,赋存在硫化物矿物中的这些微量元素将会分解进入环境,Hg由于其易挥发以及粉煤灰的吸附作用等会在粉煤灰中进一步累积.

关键词：低硫煤燃煤电厂粉煤灰理化特征

非稳沉采煤沉陷区沉积物-水体界面的氮、磷分布及迁移转化特征

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湖泊科学 2016年第1期28卷 86-93页

作者：郑刘根刘响响程桦姜春露陈永春安徽大学资源与环境工程学院矿山环境修复与湿地生态安全协同创新中心合肥230601 煤矿生态环境保护国家工程实验室淮南232001

以淮南后湖非稳沉采煤沉陷区沉积物-水体界面为研究对象,分析该湖未开发区(A区)、水产养殖区(B区)和水生蔬菜种植区(C区)3个功能区上覆水-间隙水-沉积物体系中氮、磷分布及其迁移特征.结果表明,氮、磷在不同水体界面的分布差异较大.其... 详细信息

以淮南后湖非稳沉采煤沉陷区沉积物-水体界面为研究对象,分析该湖未开发区(A区)、水产养殖区(B区)和水生蔬菜种植区(C区)3个功能区上覆水-间隙水-沉积物体系中氮、磷分布及其迁移特征.结果表明,氮、磷在不同水体界面的分布差异较大.其中上覆水中氮、磷浓度表现为A区>B区>C区;间隙水中氮、磷分布差异不显著,然而各功能区间隙水的氮、磷浓度明显高于上覆水,氮、磷主要由间隙水向上覆水中移动;沉积物中氮、磷含量以C区最高.后湖采煤沉陷区水体表现出氮污染、磷限制的现象.

关键词：采煤沉陷水体上覆水间隙水沉积物氮磷后湖

潘谢矿区地下水稀土元素地球化学特征及控制因素

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中国稀土学报 2021年第6期39卷 962-972,I0004页

作者：汤之铭姜春露安士凯郑刘根陈永春安徽大学资源与环境工程学院安徽省矿山生态修复工程实验室安徽合肥230601 煤矿生态环境保护国家工程实验室安徽淮南232011

为揭示煤矿区地下水稀土元素地球化学特征,采集潘谢矿区松散层、太原组灰岩(太灰)和奥陶系灰岩(奥灰)3个含水层共65个水样,进行稀土元素测试,探讨不同含水层稀土元素的含量特征及控制因素。结果表明:研究区地下水整体呈弱碱性,水质类型... 详细信息

为揭示煤矿区地下水稀土元素地球化学特征,采集潘谢矿区松散层、太原组灰岩(太灰)和奥陶系灰岩(奥灰)3个含水层共65个水样,进行稀土元素测试,探讨不同含水层稀土元素的含量特征及控制因素。结果表明:研究区地下水整体呈弱碱性,水质类型整体为Cl-Na,Cl·HCO_(3)-Na型。地下水稀土元素含量总体较低,轻稀土元素亏损,中重稀土元素富集。奥灰水中稀土总量最低,可能与金属氧化物(如铁、锰)吸附或与碳酸岩(如方解石)发生共沉淀有关。3个含水层地下水均表现为明显的Eu正异常,可能与含水介质中富Eu矿物(如长石)的优先化学风化溶解有关。太灰水和奥灰水Ce负异常明显,松散层水Ce负异常较弱,研究区地下水Ce负异常与其继承母岩密切相关。pH对水体中的稀土元素总量的控制与碱度有关,碱度较低时控制作用显著。碳酸根的络合反应、铁的胶体或氧化物与稀土元素的吸附/络合反应是稀土元素分异的重要控制因素。

关键词：稀土元素地下水潘谢矿区络合作用

多硫化钙与亚铁盐联用去除工业废水中的Cr(Ⅵ)

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环境工程学报 2021年第12期15卷 3854-3864页

作者：赵祥姜春露陈星郑刘根李畅安徽大学资源与环境工程学院安徽省矿山生态修复工程实验室合肥230601

还原稳定化修复技术是当前重金属污染修复领域的主要技术,其中,重金属去除率和环境扰动是评价修复效果的重要指标。以不同pH重铬酸钾溶液模拟Cr(Ⅵ)污染水体,分别研究了多硫化钙、硫酸亚铁和二者联用对水体重金属Cr(Ⅵ)的还原稳定性,同... 详细信息

还原稳定化修复技术是当前重金属污染修复领域的主要技术,其中,重金属去除率和环境扰动是评价修复效果的重要指标。以不同pH重铬酸钾溶液模拟Cr(Ⅵ)污染水体,分别研究了多硫化钙、硫酸亚铁和二者联用对水体重金属Cr(Ⅵ)的还原稳定性,同时考察了环境因素对药剂联用的影响并探究各药剂对Cr(Ⅵ)的去除机理。结果表明:当多硫化钙与硫酸亚铁投加比例为1∶2时,药剂联用对Cr(Ⅵ)和总Cr的去除效果均优于单独施加药剂时的去除效果且还原产物较稳定,对体系扰动作用相对较小;低pH和较高温度有利于联用药剂对Cr(Ⅵ)的去除,HCO_(3)^(−)、Cl^(−)、Mn^(2+)的加入有利于去除Cr(Ⅵ),Fe^(3+)对Cr(Ⅵ)去除表现为低浓度抑制、高浓度促进;经反应产物成分分析,多硫化钙与硫酸亚铁反应生成了具有催化效果的FeS,提高了修复效果。以上研究结果可为后期Cr(Ⅵ)污染水体的控制和修复提供参考。

关键词：多硫化钙硫酸亚铁 Cr(VI) 去除效果修复机理

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