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Structural properties of residual carbon in coal gasification fine slag and their influence on flotation separation and resource utilization:A review

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International Journal of Minerals,Metallurgy and Materials 2024年第2期31卷 217-230页

作者： Rui Han Anning Zhou Ningning Zhang Kaiqiang Guo mengyan cheng Heng Chen Cuicui Li College of Chemistry and Chemical Engineering Xi’an University of Science and TechnologyXi’an 710054China Key Laboratory of Coal Resources Exploration and Comprehensive Utilization Ministry of Natural Resources of ChinaXi’an 710021China

Coal gasification fine slag(FS)is a typical solid waste generated in coal *** current disposal methods of stockpil-ing and landfilling have caused serious soil and ecological *** recovery and the high-value utilization of residual carbon(RC)in FS are the keys to realizing the win-win situation of the coal chemical industry in terms of economic and environmental *** structural properties,such as pore,surface functional group,and microcrystalline structures,of RC in FS(FS-RC)not only affect the flotation recovery efficiency of FS-RC but also form the basis for the high-value utilization of *** this paper,the characteristics of FS-RC in terms of pore structure,surface functional groups,and microcrystalline structure are sorted out in accordance with gasification type and FS particle *** reasons for the formation of the special structural properties of FS-RC are analyzed,and their influence on the flotation separation and high-value utilization of FS-RC is *** methods based on the pore structural characterist-ics of FS-RC,such as ultrasonic pretreatment-pore-blocking flotation and pore breaking-flocculation flotation,are proposed to be the key development technologies for improving FS-RC recovery in the *** design of low-cost,low-dose collectors containing polar bonds based on the surface and microcrystalline structures of FS-RC is proposed to be an important breakthrough point for strengthening the flotation efficiency of FS-RC in the *** high-value utilization of FS should be based on the physicochemical structural proper-ties of FS-RC and should focus on the environmental impact of hazardous elements and the recyclability of chemical waste liquid to es-tablish an environmentally friendly utilization *** review is of great theoretical importance for the comprehensive understand-ing of the unique structural properties of FS-RC,the breakthrough of the technological bottleneck in the e

关键词： coal gasification fine slag residual carbon pore structure surface functional groups microcrystalline structure flotation sep-aration resource utilization

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Effective separation of coal gasification fine slag: Role of classification and ultrasonication in enhancing flotation

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International Journal of Mining Science and Technology 2024年第6期34卷 867-880页

作者： Rui Han Anning Zhou Ningning Zhang Zhen Li mengyan cheng Xiaoyi Chen Tianhao Nan College of Chemistry and Chemical Engineering Xi’an University of Science and TechnologyXi’an 710054China Key Laboratory of Coal Resources Exploration and Comprehensive Utilization Ministry of Natural Resources of ChinaXi’an 710021China

Effective separation of residual carbon and ash is the basis for the resource utilization of coal gasification fine slag(CGFS).The conventional flotation process of CGFS has the bottlenecks of low carbon recovery and high collector *** order to address these issues,CGFS sample taken from Shaanxi,China was used as the study object in this paper.A new process of size classification-fine grain ultrasonic pretreatment flotation(SC-FGUF)was proposed and its separation effect was compared with that of wholegrain flotation(WGF)as well as size classification-fine grain flotation(SC-FGF).The mechanism of its enhanced separation effect was revealed through flotation kinetic fitting,flotation flow foam layer stability,particle size composition,surface morphology,pore structure,and surface chemical property *** results showed that compared with WGF,pre-classification could reduce the collector dosage by 84.09%and the combination of pre-classification and ultrasonic pretreatment could increase the combustible recovery by 17.29%and up to 93.46%.The SC-FGUF process allows the ineffective adsorption of coarse residual carbon to collector during flotation stage to be reduced by pre-classification,and the tightly embedded state of fine CGFS particles is disrupted and surface oxidizing functional group occupancy was reduced by ultrasonic pretreatment,thus carbon and ash is easier to be separated in the flotation *** addition,some of the residual carbon particles were broken down to smaller sizes in the ultrasonic pretreatment,which led to an increase in the stability of flotation flow foam layer and a decrease in the probability of detachment of residual carbon particles from the ***,SCFGUF could increase the residual carbon recovery and reduce the flotation collector dosage,which is an innovative method for carbon-ash separation of CGFS with good application prospect.

关键词： Coal gasification fine slag Size classification Ultrasonic pretreatment Flotation Carbon recovery

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潮间带滩涂沉积物与水体热通量模拟

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水科学进展 2018年第5期29卷 728-736页

作者：郭雅琼马进荣程梦妍南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室江苏南京210024 河海大学港口海岸与近海工程学院江苏南京210098

为了揭示滩涂对近岸水温影响,开展潮间带滩涂沉积物与海水之间热量交换研究。以韩国西南海岸的滩涂为例,建立滩涂沉积物温度模型,模拟不同潮汐状态下沉积物垂向剖面温度以及沉积物与水体间的热通量,并分析了季节、滩涂位置、潮位-太阳... 详细信息

为了揭示滩涂对近岸水温影响,开展潮间带滩涂沉积物与海水之间热量交换研究。以韩国西南海岸的滩涂为例,建立滩涂沉积物温度模型,模拟不同潮汐状态下沉积物垂向剖面温度以及沉积物与水体间的热通量,并分析了季节、滩涂位置、潮位-太阳辐射相位对热通量的影响。研究表明:模拟出的沉积物温度与实测值吻合较好。沉积物与水体存在大量热量交换,且集中在淹没后的前3 h,最大热通量可达398. 7 W/m2。冬季月份海水向滩涂净传热。夏季月份滩涂向水体净传热,且当滩涂淹没时刻发生在当地正午或正午过后3 h内,滩涂传递给水体的热量相对较大,达2. 0 MJ/(m2·d);累积热通量随滩涂干滩率的减小而减小。研究成果为进一步深入研究滩涂影响下近岸水温变化提供了技术支撑。

关键词：潮间带滩涂沉积物温度温度模型沉积物-水体热通量

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广西茅岭江入海典型污染物通量估算方法

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广西科学 2019年第3期26卷 335-340页

作者：马进荣程梦妍廖文凯郭雅琼南京水利科学研究院港口航道泥沙工程交通行业重点实验室水文水资源与水利工程科学国家重点实验室江苏南京210024 河海大学港口海岸及近海工程学院江苏南京210098 广西壮族自治区水文水资源局广西南宁530007

茅岭江是入注茅尾海的重要河流,其携带的污染物是茅尾海污染物的主要来源之一。由于各种因素,流域的总径流量和污染通量估算存在一定困难。为掌握茅岭江污染物入海情况,本研究结合茅岭江入海口附近的两条污染物浓度监测断面的监测数据,... 详细信息

茅岭江是入注茅尾海的重要河流,其携带的污染物是茅尾海污染物的主要来源之一。由于各种因素,流域的总径流量和污染通量估算存在一定困难。为掌握茅岭江污染物入海情况,本研究结合茅岭江入海口附近的两条污染物浓度监测断面的监测数据,针对观测时间相对较长的CODCr浓度开展年入海通量估算方法研究。研究利用修正的流域径流数据结合断面监测浓度,提出缺乏流量观测资料子流域的径流估算方法,并比较分析3种不同概化方法估算年污染物通量。结果表明,采用年平均修正流量与年平均河口断面监测浓度可以简单估算茅岭江的污染物入海年通量。该方法也可以直接应用于其他污染指标的年通量计算。

关键词：污染物通量茅岭江茅尾海

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Assessment of natural and anthropogenic impacts on terrestrial water storage in the Loess Plateau based on different types of GRACE/GRACE-FO solutions

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Journal of Mountain Science 2024年第7期21卷 2173-2192页

作者： ZHANG cheng CHEN Peng ZHU chengchang LU Jierui ZHANG Yuchen YANG Xinyue WU mengyan College of Geomatics Xi'an University of Science and TechnologyXi'an 710054China State Key Laboratory of Geodesy and Earth’s Dynamics Innovation Academy for Precision Measurement Science and TechnologyChinese Academy of SciencesWuhan 430077China

Changes in water resource storage are inevitable due to climate change and human activities,thus understanding alterations in water storage within a specific region is imperative for the planning and management of water *** from the Gravity Recovery and Climate Experiment(GRACE)satellite mission are extensively employed to analyze large-scale total terrestrial water storage anomalies(TWSA).In this study,we derived a more reliable TWSA using different types of GRACE gravity models,which served as the basis for evaluating spatial and temporal variations in total terrestrial water storage and its hydrological components(soil moisture and groundwater)across the Loess ***,we analyzed the impact of natural and anthropogenic influences on water storage in the Loess Plateau,categorizing them into primary and secondary influences,utilizing data on climate and human *** findings revealed a declining trend in the overall TWSA of the Loess Plateau,with a rate of decrease at-0.65±0.05 cm/yr from 2003 to 2020(P<0.01).As the direct factors affecting TWSA,soil moisture dominated the change of TWSA before 2009,and groundwater dominated the change of TWSA after ***,there was variability in the changes of TWSA in the Loess *** in-depth studies showed that soil moisture changes in the study area were primarily driven by evapotranspiration and temperature,with precipitation and vegetation cover status playing a secondary *** activities had a secondary effect on soil moisture in some *** change and agricultural development were major factors in altering groundwater storage in the study *** than that,groundwater was influenced by natural factors to a limited *** findings provided valuable insights for local governments to implement proactive water management policies.

关键词： GRACE Terrestrial water storage Human activity Loess Plateau

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鼓浪屿传统民居建筑板门研究

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建筑学报 2017年第4期 110-115页

作者：成丽邱梦妍华侨大学建筑学院厦门361021

以鼓浪屿为数不多但保存较好的几处闽南传统民居为研究对象,以实际的文物建筑保护修缮设计结合施工现场跟踪记录,对民居建筑的板门进行系统梳理,从构件样式、整体尺度、施工做法等方面展开分析研究,揭示板门的构造原理和设计理念等信息... 详细信息

以鼓浪屿为数不多但保存较好的几处闽南传统民居为研究对象,以实际的文物建筑保护修缮设计结合施工现场跟踪记录,对民居建筑的板门进行系统梳理,从构件样式、整体尺度、施工做法等方面展开分析研究,揭示板门的构造原理和设计理念等信息,为闽南传统建筑的研究、遗产保护、修缮设计及施工提供参考。

关键词：鼓浪屿闽南传统建筑板门营造技艺遗产保护

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不同构造层次岩石变形准则的融合与发展

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岩石学报 2018年第6期34卷 1792-1800页

作者：侯泉林程南南石梦岩卢茜中国科学院计算地球动力学重点实验室中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 Department of Earth Sciences Western University1151 Richmond StreetLondonOntarioa N6A 3K7

岩石变形准则对于构造地质学、工程安全等方面均具有重要的理论价值与实践意义。经典的岩石脆性变形(破裂)准则包括屈特加准则(水平直线型包络线)、库伦准则(斜直线型和抛物线型包络线)、格里菲斯准则(抛物线型包络线)等。近年来最大有... 详细信息

岩石变形准则对于构造地质学、工程安全等方面均具有重要的理论价值与实践意义。经典的岩石脆性变形(破裂)准则包括屈特加准则(水平直线型包络线)、库伦准则(斜直线型和抛物线型包络线)、格里菲斯准则(抛物线型包络线)等。近年来最大有效力矩准则在野外韧性剪切带观测与理论计算中都得到了广泛应用,逐渐成为岩石韧性变形的重要准则。然而,这些变形准则在应用过程中还存在一些问题,如有些准则在理论上无法解释、彼此不相协调,最大有效力矩准则在摩尔图解中尚无对应的包络线,部分准则边界条件和应用范围不清等。本文针对这些问题,结合野外实际情况和理论分析,取得了如下认识:(1)水平直线型屈特加准则在地质过程中无法实现。(2)提出了最大有效力矩准则的包络线方程为τ=-0.35(σ_n-σ_d),在摩尔图解中为一条反倾斜直线型包络线;进而将脆性变形的格里菲斯准则和库伦准则与韧性变形的最大有效力矩准则统一表述于应力摩尔图解中,使各准则彼此协调和融合。(3)初步明确了各变形准则的适用条件及所对应的构造层次:张性应力存在的构造环境(包括地壳浅表层次、水力压裂等人为张性应力环境),格里菲斯准则比较合适,以张性破裂(θ=～0°)和张剪性破裂(θ=0°～30°)为主;上地壳在一般情况下(3个主应力均为挤压应力),斜直线型库伦准则更为合适,以锐夹角共轭剪破裂(θ=～30°)为主;随着深度的增加,在中地壳,抛物线型库伦准则较合适,以锐夹角脆韧性剪切变形带(θ=30°～45°)为主;进入下地壳及以下,最大有效力矩准则更合适,以钝夹角韧性剪切变形带(θ=～55°)为主。实际地质作用过程中影响岩石变形的因素更为复杂多样,应具体问题具体分析,不能简单地对号入座。

关键词：岩石破裂准则最大有效力矩准则摩尔包络线构造层次微观变形机制

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拉曼光谱在煤大分子结构表征中的应用

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煤炭学报 2023年第3期48卷 1311-1324页

作者：程南南石梦岩侯泉林潘结南韩雨贞河南理工大学资源环境学院河南焦作454003 中国地质科学院地质研究所自然资源部深地动力学重点实验室北京100037 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 山西省科技厅山西太原030021

煤是一种特殊的有机岩石,其主体组成物质为大分子聚合物。准确刻画并定量表征煤大分子的结构特征,能够为探讨煤结构演化机理提供重要信息。拉曼光谱是近年来迅速发展的一种快速无损的碳材料表征技术,被广泛应用于煤大分子结构的表征研... 详细信息

煤是一种特殊的有机岩石,其主体组成物质为大分子聚合物。准确刻画并定量表征煤大分子的结构特征,能够为探讨煤结构演化机理提供重要信息。拉曼光谱是近年来迅速发展的一种快速无损的碳材料表征技术,被广泛应用于煤大分子结构的表征研究。通过对国内外有关拉曼光谱技术在煤大分子表征中的研究进展进行系统的调研分析和总结,得到:①对于煤的拉曼光谱测试,对样品进行煮胶和抛光打磨、选用不同激光光源和激光能量以及信号收集时间,都会对拉曼光谱产生影响,并且对拉曼光谱进行分峰拟合时要充分考虑样品煤级以及谱峰所蕴含的结构信息。②温度对煤中有机质结构演化的影响分为石墨化前拉曼光谱无规律性变化和高温石墨化过程中拉曼无序性参数逐渐降低两阶段特征。常温加压条件下拉曼光谱的特征峰会向高峰位出现线性移动,这与拉曼光谱对应力的响应变化规律一致,并且构造应力产生的结构缺陷会降低煤系石墨的结构有序度。③拉曼光谱无序性参数与煤化程度之间并无严格对应关系,综合前人研究成果认为,这可能与煤大分子结构有序性的演化和化学结构的演化并不完全同步以及构造应力通过引入结构缺陷造成结构无序性增加等因素密切相关。④拉曼光谱在煤结构表征中的其他应用包括计算芳香层片的大小、特殊峰的指示意义以及二阶拉曼光谱表征煤结构信息等,但在实际使用过程中还需谨慎。

关键词：拉曼光谱煤大分子结构演化煤化程度

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胶东地区控矿剪切带脆性变形时代的Ar-Ar年代学及其对成矿的制约

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岩石学报 2021年第12期37卷 3656-3672页

作者：程南南石梦岩侯泉林潘结南何苗闫方超河南理工大学资源环境学院焦作454003 自然资源部深地动力学重点实验室中国地质科学院地质研究所北京100037 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049

胶东地区是典型的剪切带型金矿集中区,精确厘定该地区控矿剪切带的活动时代,可为探讨剪切带与金矿成因关系提供关键的时限约束,并且对矿床成矿模式的建立具有至关重要的意义。大量矿床地质证据显示胶东地区控矿剪切带中脆性变形活动对... 详细信息

胶东地区是典型的剪切带型金矿集中区,精确厘定该地区控矿剪切带的活动时代,可为探讨剪切带与金矿成因关系提供关键的时限约束,并且对矿床成矿模式的建立具有至关重要的意义。大量矿床地质证据显示胶东地区控矿剪切带中脆性变形活动对金矿体的形成具有直接影响,但其脆性变形时代尚不十分清楚。据此,本文在详细研究金矿体赋存特征的基础上,系统选取胶东焦家、玲珑、邓格庄、乳山这四个金矿区控矿剪切带断层泥中白云母进行^(40)Ar-^(39)Ar年代学研究。定年结果显示,胶东地区焦家剪切带、招平剪切带以及牟乳剪切带的脆性变形时代分别为110.3±1.5Ma、122.8±1.7Ma、119.6±1.2Ma~115.8±1.4Ma。其中焦家剪切带的脆性变形时代明显晚于招平和牟乳剪切带,可能代表了焦家蚀变岩型矿化形成后易遭受后期的构造叠加。综合胶东各金矿区控矿剪切带变形时代、岩体侵位时代、成矿时代及剪切带活动特征和矿体产出特征,本文认为在多期岩体侵位以及控矿剪切带递进变形过程中,剪切带韧性变形区中由高压流体作用产生的同期脆性破裂可形成脉型矿化,如乳山金矿;而在脆-韧性和脆性变形区中发生的大规模脆性变形可导致脉型和蚀变岩型矿化的形成,如玲珑、邓格庄和焦家金矿。但随着剪切带的递进变形和隆升剥蚀,后期多期次的脆性构造变形叠加,可导致多种矿化类型出现在同一构造部位,如焦家金矿中石英脉型和蚀变岩型矿化。

关键词：剪切带型金矿胶东地区 Ar-Ar年代学脆性变形成矿机理

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敦煌构造带南部含石墨大理岩成因及其大地构造意义

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地质科学 2024年第4期59卷 925-939页

作者：石梦岩侯泉林程南南亢怡萱河南理工大学资源环境学院河南焦作454003 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049

敦煌构造带位于中亚造山带南缘,关于其构造属性存在“前寒武纪稳定地块”和“显生宙造山带”两种不同观点。这一争议限制了对中亚造山带南缘增生扩展过程以及中亚构造域和特提斯构造域之间相互作用的理解。本文对敦煌构造带南部红柳峡... 详细信息

敦煌构造带位于中亚造山带南缘,关于其构造属性存在“前寒武纪稳定地块”和“显生宙造山带”两种不同观点。这一争议限制了对中亚造山带南缘增生扩展过程以及中亚构造域和特提斯构造域之间相互作用的理解。本文对敦煌构造带南部红柳峡变质杂岩出露的含石墨大理岩进行构造地质学、显微岩相学、地球化学和石墨拉曼光谱学研究。红柳峡河谷含石墨大理岩与角闪岩(具有海山玄武岩地球化学亲缘性)构造叠置或裹杂角闪岩岩块,富含橄榄石、角闪石等镁铁质矿物及其蛇纹石化产物,全岩稀土元素(REE)含量远低于后太古宙澳大利亚平均页岩(PAAS),表明原岩沉积时缺少陆源碎屑供给但有较多基性火成岩碎屑加入,推测其原岩是形成于洋底海山或洋岛之上的碳酸盐岩帽。干洪沟含石墨大理岩以夹层或透镜体形式产于云母石英片岩中,大理岩中含有石英、白云母等陆源碎屑,缺乏基性火山物质,PAAS标准化REE配分模式具有明显的Ce负异常,且全岩Y/Ho比值接近PAAS,表明原岩沉积于近岸相对氧化水体环境且受陆源碎屑影响较大,推测其原岩可能是形成于增生楔斜坡盆地相的碳酸盐岩。石墨拉曼温度计揭示两类大理岩分别记录了552℃~577℃和431℃~476℃(T^(1):Rahl温度计)或534℃~539℃和472℃~503℃(T_(2):Beyssac温度计)的变质温度,暗示它们经历了不同级别的变质作用。以上结果表明,红柳峡变质杂岩中大理岩之原岩形成于海山(或洋岛)和增生楔斜坡盆地等不同构造环境,并在俯冲带经历俯冲-变质-折返-混杂等过程,是俯冲带增生杂岩的重要组分,佐证了敦煌构造带的属性为造山带而非前寒武纪地块。

关键词：敦煌构造带含石墨大理岩原岩构造环境

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