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城市生活垃圾固体替代燃料的制备技术及应用

环境工程技术学报 2024年第1期14卷 231-238页

作者：贾婷罗立群武汉理工大学资源与环境工程学院矿物资源加工与环境湖北省重点实验室

针对城市生活垃圾等固废产生量日益增多、组分复杂,处置时易产生温室气体,对其有效管理和碳减排成为当前关注的热点。介绍了城市生活垃圾处理现状及国内外固体替代燃料标准,叙述机械生物处理技术中包含的生物干化、机械分选技术等工序,... 详细信息

针对城市生活垃圾等固废产生量日益增多、组分复杂,处置时易产生温室气体,对其有效管理和碳减排成为当前关注的热点。介绍了城市生活垃圾处理现状及国内外固体替代燃料标准,叙述机械生物处理技术中包含的生物干化、机械分选技术等工序,分析了固体替代燃料燃烧过程中存在的潜在问题,结合城市生活垃圾常规处理和机械生物处理工艺效果,获得机械生物处理后的固体替代燃料热值达到10536 kJ/kg,比原生垃圾热值提升了3倍,且不需要添加辅助燃料进行燃烧。固体替代燃料在水泥、电力等行业应用能提高资源有效再利用,减少化石燃料的使用,对节约成本、保护环境以及推进我国垃圾分类和碳中和进程具有重要意义。

关键词：城市生活垃圾固体替代燃料(SRF) 机械生物处理热值

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沥青炭包覆对球形石墨电化学性能的影响

矿产综合利用 2024年第1期45卷 181-186页

作者：刘淮亮张凌燕邱杨率丁大发尹伟飞武汉理工大学资源与环境工程学院矿物资源加工与环境湖北省重点实验室湖北武汉430070

这是一篇矿物材料领域的论文。通过沥青包覆球形晶质石墨和炭化处理制备出锂离子电池负极材料,系统探究了沥青软化点对沥青炭化包覆球形晶质石墨负极材料结构和电化学性能的影响。结果表明,沥青炭化包覆后在石墨表面形成了一层无定形炭... 详细信息

这是一篇矿物材料领域的论文。通过沥青包覆球形晶质石墨和炭化处理制备出锂离子电池负极材料,系统探究了沥青软化点对沥青炭化包覆球形晶质石墨负极材料结构和电化学性能的影响。结果表明,沥青炭化包覆后在石墨表面形成了一层无定形炭,改善了球形晶质石墨的表面形貌,但未改变其晶体结构;高沥青软化点包覆后的复合材料具有更好的电化学性能和循环稳定性,在温度为280℃条件下,经过30次循环充放电后容量没有明显的衰减,容量保持率为85.07%,比未处理的试样提高了4.74%。

关键词：矿物材料锂离子电池沥青球形晶质石墨电化学性能

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淤泥和电石渣基新型轻质陶砖的制备

硅酸盐通报 2024年第7期43卷 2595-2601,2660页

作者：曹丹沈锭姚瞬雨丁之尧黄梓谕李梦琪黄慕洋包申旭武汉理工大学资源与环境工程学院武汉430070 矿物资源加工与环境湖北省重点实验室武汉430070

为了实现淤泥和电石渣的高效资源化利用,采用淤泥和电石渣为主要原料,以抗压强度为主要指标探明制备轻质陶砖的最优工艺。通过单因素实验探讨了原料配比、焙烧温度、保温时间对轻质陶砖抗压强度的影响,并得出了最佳实验条件。利用X射线... 详细信息

为了实现淤泥和电石渣的高效资源化利用,采用淤泥和电石渣为主要原料,以抗压强度为主要指标探明制备轻质陶砖的最优工艺。通过单因素实验探讨了原料配比、焙烧温度、保温时间对轻质陶砖抗压强度的影响,并得出了最佳实验条件。利用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)等分析手段,研究了制备轻质陶砖的反应过程及反应机理。结果表明:当淤泥含量为90%(质量分数)、电石渣含量为10%(质量分数)、焙烧温度为1 100℃、保温时间为40 min、升温速度为4℃/min时,制备的轻质陶砖性能最优,抗压强度可达25.94 MPa,同时兼顾轻质陶砖的低密度特性;埃洛石在升温过程中转化成石英,石英在高温条件下可以促进原料变成液相,这是产品得以致密化的原因。本研究为两种大宗固废的综合利用提供了新的思路,有利于减少固废堆存对环境的危害以及传统陶砖制备过程中对自然资源的依赖。

关键词：淤泥电石渣陶砖焙烧抗压强度体积密度

ZIF-8衍生多孔碳在电容去离子处理重金属废水中的应用

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水处理技术 2024年第9期50卷 59-64页

作者：刘悦万学立张弛包申旭武汉理工大学资源与环境工程学院湖北武汉430070 矿物资源加工与环境湖北省重点实验室湖北武汉430070

电容去离子技术(CDI)作为一种新兴的环保节能脱盐技术,目前已逐步应用于处理重金属废水,其电极材料多为各种碳基材料制备,且CDI的电吸附效率与材料的特性有直接关系。本研究先采用2-甲基咪唑锌盐(ZIF-8)在N_(2)气氛下碳化得到的ZIF-8衍... 详细信息

电容去离子技术(CDI)作为一种新兴的环保节能脱盐技术,目前已逐步应用于处理重金属废水,其电极材料多为各种碳基材料制备,且CDI的电吸附效率与材料的特性有直接关系。本研究先采用2-甲基咪唑锌盐(ZIF-8)在N_(2)气氛下碳化得到的ZIF-8衍生多孔碳(ZDPC),然后与活性炭(AC)制备ZDPC/AC复合电极,并将该电极应用于吸附重金属废水中的Cr(Ⅵ)和Cu(Ⅱ)。采用单因素实验研究了吸附效果受电极电压、溶液初始浓度和初始pH等关键因素的影响,并确定了最佳吸附条件。论文结果表明,重金属离子在ZDPC/AC复合电极上的吸附以物理吸附和单分子层吸附为主,并具有优良的电化学吸附性能。该电极在重金属污染废水净化方面有着广阔的实际应用前景。

关键词：电容去离子 ZIF-8衍生多孔碳重金属废水 Cr(Ⅵ) Cu(Ⅱ)

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酸浸提纯某石英岩及浸出动力学研究

矿业研究与开发 2024年第9期44卷 246-251页

作者：陈意帆任子杰何宇豪高惠民沈彦旭宋昱晗武汉理工大学资源与环境工程学院湖北武汉430070 矿物资源加工与环境湖北省重点实验室洁湖北武汉430070

酸浸提纯法是石英加工提纯方法中最常用的方法之一。为探究高效去除石英中铁杂质元素的工艺及反应机理,以甘肃某地石英岩矿为研究对象,草酸和氢氟酸为浸出剂,探究了不同酸配比、质量浓度以及酸浸温度对酸浸效果的影响,并推导了混酸浸出... 详细信息

酸浸提纯法是石英加工提纯方法中最常用的方法之一。为探究高效去除石英中铁杂质元素的工艺及反应机理,以甘肃某地石英岩矿为研究对象,草酸和氢氟酸为浸出剂,探究了不同酸配比、质量浓度以及酸浸温度对酸浸效果的影响,并推导了混酸浸出石英岩矿的动力学模型。结果表明:酸浸温度对酸浸效果影响较大,85℃为最佳酸浸温度,1%HF+10%草酸为最佳浸出剂,酸浸后石英岩矿中的Fe_(2)O_(3)含量由磁选后精矿的442.23μg/g降低至58μg/g,除铁率可达86.88%。

关键词：石英岩草酸氢氟酸酸浸浸出动力学

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低品位磷矿房柱法采场结构参数优化及应用

矿业研究与开发 2024年第10期 28-35页

作者：李梅刘文豪任高峰吝曼卿武汉理工大学资源与环境工程学院武汉理工大学关键非金属矿产资源绿色利用教育部重点实验室武汉理工大学矿物资源加工与环境湖北省重点实验室武汉工程大学资源与安全工程学院

为了实现湖北某低品位磷矿安全节本开采，对其房柱法采场进行结构参数优化研究。首先通过简支梁理论分析得到合理的采场参数范围，结合正交试验提出采场结构参数选择方案；其次依靠FLAC3D数值模拟软件对各试验方案进行采场稳定性分析，... 详细信息

为了实现湖北某低品位磷矿安全节本开采，对其房柱法采场进行结构参数优化研究。首先通过简支梁理论分析得到合理的采场参数范围，结合正交试验提出采场结构参数选择方案；其次依靠FLAC3D数值模拟软件对各试验方案进行采场稳定性分析，获取应力、位移、塑性区等力学响应指标；最后引入信息熵赋权法，考虑成本与效益指标，采用基于满意度的多指标综合评价法，确定最优采场结构参数为矿房宽度即点柱倾向间距9 m,点柱尺寸7 m×7 m,点柱走向间距13 m。敏感度大小为矿房宽度0.117,点柱尺寸0.074,点柱走向间距0.011,矿房宽度对采场稳定性的影响最大；工程应用实例表明，优化后的采场结构参数可较大程度地提高矿柱以及采场顶底板围岩稳定性。

关键词：低品位磷矿房柱法结构参数优化多指标综合评价信息熵

基于爆破块度控制的空气间隔装药台阶爆破参数优化

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爆破 2024年

作者：叶海旺余梦豪刘聪陈家涛周发明王浩杨保忠雷涛武汉理工大学资源与环境工程学院武汉理工大学关键非金属矿产资源绿色利用教育部重点实验室武汉理工大学矿物资源加工与环境湖北省重点实验室滁州琅琊山矿业工程技术有限公司

为解决某灰岩建筑石料矿山爆破后小粒径矿石难以与土分离而导致矿石回收率低下的问题，首先基于现场实测数据和数值模拟结果，构建爆破块度与岩体动力损伤关联模型，确定不同岩块粒径对应的动力损伤阈值；其次选用不同空气间隔装药段数... 详细信息

为解决某灰岩建筑石料矿山爆破后小粒径矿石难以与土分离而导致矿石回收率低下的问题，首先基于现场实测数据和数值模拟结果，构建爆破块度与岩体动力损伤关联模型，确定不同岩块粒径对应的动力损伤阈值；其次选用不同空气间隔装药段数和孔网参数开展三维裂隙岩体台阶爆破数值模拟试验，以提高0.3～0.9 m矿石粒径产率为目的，兼顾控制大块率，获取最佳爆破参数；最后，在数值模拟结果的基础上，开展现场爆破试验，优化装药结构和孔网参数。结果表明：灰岩爆破块度尺寸与动力损伤值之间存在负指数函数关系，爆破块度尺寸0.3 m和0.9 m所对应的岩体动力损伤阈值分别为0.793和0.286；仅采用空气间隔装药结构可提高0.3～0.9 m粒径占比，但大块率增幅较大；采用空气间隔装药结构、适当缩小孔网参数可显著提升0.3～0.9 m粒径占比，同时大块率几乎不变；其中采用二段空气间隔装药结构、适当缩小孔网参数，爆破效果最优。矿山现场应用结果表明，0.3～0.9 m矿石粒径占比提高了20.09个百分点，大块率基本不变，炸药单耗降低10.29%。

关键词：爆破块度岩体损伤空气间隔装药裂隙岩体数值模拟

基于K-Means聚类与熵权TOPSIS法的岩石可爆性评价研究

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爆破 2024年第2期41卷 112-119页

作者：叶海旺雷丙响周汉红余梦豪雷涛王其洲李宁 Doumbouya Sekou 武汉理工大学资源与环境工程学院武汉430070 武汉理工大学矿物资源加工与环境湖北省重点实验室武汉430070 武汉市公安局治安管理局武汉430077

露天矿山的爆破块度分布,直接影响到后续的采装、运输和破碎工作。为了控制石墨矿山不同区域爆破块度分布,基于K-means无监督聚类学习法与熵权TOPSIS评价法建立了一种新的岩石可爆性评价模型,选取岩石密度、动力能量耗散率、动态抗压强... 详细信息

露天矿山的爆破块度分布,直接影响到后续的采装、运输和破碎工作。为了控制石墨矿山不同区域爆破块度分布,基于K-means无监督聚类学习法与熵权TOPSIS评价法建立了一种新的岩石可爆性评价模型,选取岩石密度、动力能量耗散率、动态抗压强度、平均应变率、脆性指数作为评价指标,通过熵权计算,发现岩石破碎程度受脆性指数影响最大,受平均应变率影响最小。将此模型应用于实际石墨矿山,可爆性分为10个等级,统计不同分级下的岩石平均破碎粒径,发现可爆性分级等级越高平均粒径越大,有明显的分级特征,验证了模型的有效性。从爆破石墨矿石岩体类型看,岩石可爆性从易到难排序为:片岩、片麻岩、变粒岩、混合岩。结合石墨矿石微观观测结果分析可知:岩性从片岩向混合岩转变,岩石内部石墨晶质呈下降趋势,石墨矿石可爆性等级也随之越来越高。岩石密度、能量耗散率、动态抗压强度之间呈线性正相关,岩石可爆性与平均应变率、脆性指数存在负相关性。研究成果为矿山矿岩可爆性评价提供了一条新思路,对露天矿山爆破块度优化具有一定的理论和实践指导意义。

关键词：岩体爆破可爆性评价岩石力学 K-means算法熵权TOPSIS评价

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低硅铁尾矿制备轻质泡沫混凝土试验研究

金属矿山 2024年第4期 269-274页

作者：韩厚胜李育彪潘梦真陈坤张媛顾雲翔薛璐韬蹇守卫武汉理工大学资源与环境工程学院湖北武汉430070 矿物资源加工与环境湖北省重点实验室湖北武汉430070 硅酸盐建筑材料国家重点实验室湖北武汉430070

为解决低硅铁尾矿堆存量大、利用困难等问题,以杨家湾尾矿库内低硅铁尾矿为矿物掺和料,水泥为胶凝材料,Al粉为发泡剂,制备轻质泡沫混凝土,并考察了水泥掺量、水料比、发泡剂Al粉掺量、激发剂CaO掺量等因素对泡沫混凝土性能的影响。结果... 详细信息

为解决低硅铁尾矿堆存量大、利用困难等问题,以杨家湾尾矿库内低硅铁尾矿为矿物掺和料,水泥为胶凝材料,Al粉为发泡剂,制备轻质泡沫混凝土,并考察了水泥掺量、水料比、发泡剂Al粉掺量、激发剂CaO掺量等因素对泡沫混凝土性能的影响。结果表明:在铁尾矿掺量55%、Al粉掺量0.14%、CaO掺量5%、聚丙烯纤维掺量0.3%、稳泡剂掺量0.25%、水料比0.55的条件下,经20±1℃恒温恒湿养护28d,可制备出抗压强度1.84MPa、干密度768.61kg/m^(3)、比强度2.394×10^(-3)Nm/kg的轻质泡沫混凝土,综合性能良好,符合JG/T266—2011《泡沫混凝土》之A08干密度等级、C1强度等级要求。机理分析表明:孔隙率的过度提高会破坏制品内部的孔隙结构,对制品强度造成负面影响;铁尾矿的添加有助于混匀料浆,促进Ca(OH)2的生成,为料浆进一步创造碱性环境,促进钙矾石、C—S—H凝胶等水化产物的生成,其与铁尾矿的交织分布会支撑起孔隙结构,改善力学结构,使泡沫混凝土即使在较低密度下仍表现出较好的力学性能。

关键词：低硅铁尾矿泡沫混凝土机理 Al粉比强度