摘要：为了解决石墨尾矿复垦过程中物理性状较差的问题,研制出一种能够改善其透气性、保水性及结构性的复合改良剂。首先,通过室内试验分别探究玉米秸秆、牛粪和风化煤3种材料对石墨尾矿物理性状的影响以及施用量范围;其次,采用响应面法(RSM)设计试验,得到复合改良剂(玉米秸秆+牛粪+风化煤)的最优配比;最后,分别从透气性、保水性和结构性上分析改良后尾矿的物理性能,并利用扫描电镜(SEM)技术探讨复合改良剂对其微观结构的影响及作用。结果表明:施用单一改良材料时,玉米秸秆对石墨尾矿透气性影响效果最为明显,牛粪对其保水性提升最为显著,风化煤对其大团聚体含量的影响效果最强。复合改良剂的最优配比为玉米秸秆4.10%、牛粪10.49%、风化煤2.94%,此时石墨尾矿的容重、田间持水量和大团聚体含量分别为1.1g/cm^(3)、61.71%和84.51%;对比改良前石墨尾矿总孔隙率和水稳性大团聚体含量分别提升了17.42%和14.48%,持水能力也得到明显改善;SEM分析显示改良后石墨尾矿表面出现明显胶结物,颗粒之间由角-面接触和边-面接触转变为直接点接触,大量颗粒凝聚在一起形成团聚结构,从微观尺度验证了复合改良剂对石墨尾矿物理性状的影响。该复合改良剂对石墨尾矿物理性状改善作用显著,对于实现石墨尾矿复垦利用具有可行性。

摘要：煤尘污染是一个亟需解决的工程难题,传统的喷雾技术已难以满足现代工业化要求。为解决煤尘污染问题,以喷雾技术为基础,提高水喷雾添加剂对煤尘的润湿性能,选取快速渗透剂T(快T)、癸基葡糖苷(APG)、曲拉通100(TX-100)和椰油酰胺丙基二甲基氧化胺(CAO)4种表面活性剂,通过润湿时间对其单一润湿特性和复合润湿特性进行研究;采用XPS分析复合表面活性剂作用煤尘前后元素的变化;利用分子动力学模拟水/煤、水/表面活性剂/煤的相互作用,分析表面活性剂与煤之间的相对质量浓度、均方位移和相互作用能。结果表明:润湿时间随着表面活性剂质量分数的增大而降低,4种表面活性剂溶液中煤尘的润湿时间均在质量分数为0.2%后趋于稳定;TX-100与APG复配对煤尘的润湿时间有拮抗作用;快T和APG或TX-100复配均有协同作用,快T与APG在质量比为2︰2时协同效果最强,相比于同质量分数的快T和APG单体溶液的润湿时间分别降低了54.82%和50.54%;XPS谱图中存在明显的C峰和O峰,C—O官能团对煤尘润湿性的影响最为显著;复合表面活性剂的水峰与煤峰的重叠面积较大,表面活性剂促进了水分子在煤尘表面的吸附作用,使更多的水分子向煤表面移动;水/煤、水/单一表面活性剂和水/复配表面活性剂的相互作用能均为负,其相互作用能的大小为水/复合表面活性剂/煤<水/单一表面活性/煤<水/煤系统;复配表面活性剂比单一表面活性剂相比具有更好的润湿性,从宏观上表现为润湿时间的缩短,微观上表现为煤与水的负相互作用能减少。研究结果可为表面活性剂在煤尘润湿的选择和设计提供一定的参考。