王晓兵
- 作品数：5 被引量：14H指数：2
- 供职机构：中国矿业大学（北京）化学与环境工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金北京市科技计划项目更多>>
- 相关领域：化学工程矿业工程环境科学与工程更多>>
- 低阶煤中镉的赋存对其在热解中释放的影响被引量：7
- 2019年
- 为了探明重金属镉元素在低阶煤热解过程中的释放机制,在铝甑反应器中考察了不同热解终温下(400～800℃)新疆淖毛湖煤和宝日褐煤热解过程中镉的迁移转化行为。提出了"原煤热解行为-镉在煤中的赋存形式-重金属镉的释放行为-FactSage模拟"这一技术路线,首先在TGA反应器中考察了2种低阶煤的热解特性,其次利用逐级化学提取法和电子扫描电镜研究了重金属镉在煤中的赋存形式,然后在铝甑反应器中研究重金属镉在煤热解过程中的释放行为,最后结合FactSage热力学模拟计算,分层次系统地揭示重金属镉元素在热解过程中的释放机制。结果表明,镉在煤中的赋存形式决定了其在煤热解中的挥发性:2种低阶煤中有机结合态的镉元素比例均较高,导致低温时镉元素即可随着有机质的热分解而逸出;宝日褐煤中铁锰结合态镉元素较多,且大多分布于煤颗粒表面,受热容易分解从而导致其挥发;高温时宝日褐煤由于其SiO2含量较高,高温下熔融硅酸盐可与气态的镉元素发生反应,使镉元素的挥发率降低,而淖毛湖煤由于其含有的碱金属和碱土金属较多,可与矿物形成低温共熔物而导致镉元素释放率持续增加。另外,FactSage化学热力学模拟的结果与实验现象相符。计算表明镉是一种易挥发的元素,低温时煤中的镉元素几乎全部以气态单质镉的形式挥发,镉不与煤中Si,Al,Cl,Fe和碱金属等元素反应,但是这些矿物对镉元素进行吸附或包裹会影响镉元素在热解中的释放。
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- 关键词：重金属镉热解赋存形式
- 典型低阶煤热解过程中镉元素的释放规律被引量：1
- 2021年
- 将新疆淖毛湖煤(NMH)和内蒙高硫煤(GL)逐级化学提取,考察镉(Cd)在原煤中的赋存形态分布;分别在400−800℃、卧式/立式管式炉对原煤热解,考察赋存形态、热解终温、升温速率和停留时间对Cd释放规律的影响;利用FactSage软件模拟在理想条件下Cd的迁移和转化。结果表明,NMH和GL中Cd的赋存形态分布分别为有机质结合态(46%与37%)、碳酸盐结合态(32%与24%)、二硫化物结合态(12%与1%)、铝硅酸盐结合态(10%与38%)。Cd的赋存形态分布严重影响其挥发行为,有机质结合态易在低温区挥发,而碳酸盐、铝硅酸盐和硫化物结合态需在中高温区挥发;降低热解速率与延长停留时间有助于Cd的释放。FactSage模拟表明,NMH和GL中Cd的气态产物主要有Cd、CdO、Cd(OH)x和CdS,Cd在两种煤中挥发行为的差异主要是由热解温度、赋存形态分布以及煤阶决定,模拟与实验结果吻合较好。
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- 关键词：热解重金属镉
- 煤炭分选过程中铅与硫的迁移与富集规律被引量：2
- 2023年
- 在煤炭资源的加工利用过程中,部分重金属元素会在环境中富集,对环境和人体均有一定危害。煤炭分选作为煤炭加工利用的前端处理工艺,可以去除煤中大部分矸石,但是目前对分选过程中重金属元素的迁移研究较少。选用内蒙古低灰高硫煤样和高灰低硫煤样进行浮沉、浮选试验,通过电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)、X射线衍射(XRD)、X射线荧光分析(XRF)等测试方法研究重金属铅元素在煤中的赋存形式及分选过程中的迁移富集规律。试验结果表明:不同灰分煤样中重金属元素赋存形式差别较大,对分选中的富集与迁移规律影响显著。由逐级化学提取可知铅元素有机结合态含量较少,约为5%,整体表现出向矿物质中富集的趋势;浮沉试验中铅元素在2种煤中易于向较大密度1.6~1.8 g/cm3富集;浮选试验中铅元素趋于向尾煤中富集,且铅元素含量变化与灰分能够保持一致性。此外,低灰高硫煤尾煤中的铅与硫的含量变化呈现较好的一致性,而在含有机硫较高的低硫煤中无此现象,表明铅受无机硫的影响较大。以上规律表明,通过分选可将煤中的大部分铅元素除去,进而提高煤的品质,降低煤中铅元素对环境及人体的危害。
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- 关键词：重金属元素浮沉试验浮选试验
- 煤中重金属赋存对其释放行为影响的研究进展被引量：6
- 2018年
- 为解决煤中重金属释放对环境污染和人类健康的危害,分析了煤中重金属的赋存形式及迁移行为对煤炭分选、燃烧、气化和热解过程的影响。研究表明,与矿物质赋存的重金属在分选过程中随灰分降低可大幅脱除,而以有机相赋存的重金属不易被脱除;煤高温转化过程中,有机结合态重金属比矿物结合态重金属更易挥发,后者挥发性受与之赋存的矿物种类影响。重金属在煤中赋存形式的研究手段主要有直接和间接2种方法,各有优缺点,可组合使用多种方法。研究重金属的赋存和迁移行为有助于从源头控制煤中重金属对环境造成的污染,热解过程有助于揭示有机态重金属元素的赋存状态。
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- 关键词：重金属元素赋存形式煤转化
- 赤泥对煤矸石重金属污染控制可行性利用研究被引量：1
- 2016年
- 随着我国氧化铝工业的迅速发展,赤泥排放及处理的危害日益成为严重的环境问题,如何更加有效地将赤泥的无害化处理和综合利用已经迫在眉睫。主要从赤泥的主要物化特性出发,简要评述赤泥对重金属吸附固化的作用机理和煤矸石山重金属赋存状态,从"以废治废"角度,对赤泥与煤矸石混合堆存过程中赤泥对重金属吸附与固化可行性进行了分析,以期为当下赤泥的的综合利用探究一条新途径。
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- 关键词：赤泥煤矸石重金属
