摘要：受场地、操作环境等极端条件制约，复杂工程性创新实验难于线下开展，导致学生对化工专业前沿技术认知缺失，工程实践能力训练短缺。针对此问题，在化工专业实验中开展以实为主、以虚为辅的混合教学模式的探索。虚拟实验可大大降低实验操作风险，弥补实验时间和条件的不足，是化工专业实践教学改革和发展的有益探索。仿真实验中的理论学习、习题测验、流程设计、实验操作和报告处理的过程性评价制度涵盖了学生整体学习过程，综合反映学生对知识的掌握程度和综合实践的能力。在CO中温-低温串联催化转化仿真实验教学中，4项课程目标平均达成度分别为0.80、0.91、0.83和0.73，教学效果良好。实践证明，虚拟仿真实验能够从应用实际出发，通过新颖的实验内容设计，更能调动学生参与实验的积极性和主动性，是培养学生解决复杂工程问题能力的有效手段之一。

摘要：为研究秸秆还田年限对土壤磷素分布及淋溶的影响，采用随机区组设计的方法，检测在使用不同年限秸秆还田的大棚中，不同深度的土壤全磷、有效磷、微生物量磷和土壤中性磷酸酶活性数据，分析秸秆还田年限对土壤磷素分布及淋溶的影响。结果表明，秸秆还田可以显著增加0～40 cm土壤全磷、有效磷和微生物量磷的含量，显著提高耕作层土壤中性磷酸酶活性。0～20 cm土壤，J7的全磷、有效磷、微生物量磷、中性磷酸酶活性分别比CK提高41%、125%、85%、42%;20～40 cm土壤，J7分别比CK提高30%、157%、116%、56%,并能够降低土壤中全磷和有效磷向下的迁移，效果为J7>J5>J3>J1>CK。秸秆还田还能显著增加土壤的磷活化系数，促进植物对土壤磷素的有效利用。为有效解决磷淋溶造成的农业面源污染问题提供了更多的解决途径。

摘要：开发多活性位点绿色高效絮凝剂对构建低絮凝剂用量的高效固液分离过程、实现选矿废水高效处理与循环回用具有重要意义.本文为考察天然阳离子型线性高分子壳聚糖接枝阳离子型聚丙烯酰胺(Chi-g-CPAM)的絮凝性能,改变引发剂质量分数将壳聚糖、丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵通过紫外引发水溶液聚合法进行接枝共聚,合成了分子结构不同的Chi-g-CPAM,使用石英晶体微天平(QCM-D)研究了其在SiO2芯片表面的吸附行为和后继原位絮凝高岭土的动力学,分析了絮体结构变化;并采用动力学方程拟合以揭示絮凝机理;最后进行了絮凝剂沉降性能试验.结果表明,长支链可增强絮凝剂对高岭土的架桥网捕作用,加快沉降;接枝率越高则有助于降低上清液浊度.引发剂质量分数为0.10%所合成的Chi-g-CPAM支链相对多而长,在SiO2芯片表面平衡吸附量最大,为(–11.68±0.40)Hz,吸附的第Ⅰ、Ⅱ阶段K值分别为0.1814和0.5054,吸附构象趋于向外伸展,后继所絮凝高岭土量少且絮体结构疏松,架桥、网捕和电中和作用协同使其在沉降试验中表现的沉降速率最大(12.18 m·h–1),上清液浊度最低(13 NTU).支链多而长的Chi-g-CPAM絮凝高岭土的过程复杂,准一级、准二级动力学和Elovich方程对其拟合效果均较好.引发剂质量分数为0.15%和0.05%时,对应所合成支链多而短、支链少而短的Chi-gCPAM在SiO2表面呈扁平的“列车式”吸附构象,架桥和网捕能力低,絮凝沉降性能差.多活性官能团絮凝剂的分子结构影响其在矿物表面的吸附构象,是决定其絮凝性能的关键因素之一.本研究对选矿大分子药剂的分子结构设计具有重要意义.

摘要：随着优质无烟煤资源的逐渐枯竭,国内外学者广泛的采用储量较为丰富的低阶煤制取超净煤,但采用常规浮选药剂浮选超细颗粒低阶煤时药耗大,分选性差。为了改善超细颗粒低阶煤浮选效果,以神东超细颗粒长焰煤为研究对象,选取非离子型表面活性剂(曲拉通X-100、司盘-80)和常规捕收剂煤油为原料制备新型复合浮选药剂,采用D-最优混料设计的试验方法,建立了复配药剂不同配比与浮选精煤灰分和产率之间的回归模型;通过因子作用分析和响应分析,研究了曲拉通X-100、司盘-80和煤油配比对浮选精煤灰分和产率的影响规律,并探讨了复配药剂中的因子作用与交互作用;通过优化试验,获得了复配药剂的最佳配比。结果表明:浮选精煤灰分和产率不仅受曲拉通X-100(A)、司盘-80(B)、煤油(C)复配药剂单因子的影响,还受复配药剂因子间交互作用的影响;在药剂配比中B或C因子所占比例较大时,会对精煤灰分和产率产生显著的影响,复配药剂因子作用对浮选精煤灰分和产率影响的大小为:B>C>A;A与B,B与C之间存在显著的交互作用,复配药剂因子间交互作用对精煤灰分和产率影响的大小为:BC>AB>AC;复配捕收剂的最佳配比为:曲拉通X-100体积分数0.7%、司盘-80体积分数1%和煤油体积分数98.3%;在最佳配比条件下通过浮选试验可以得到灰分为1.54%、产率为56.04%的超净煤;在相同试验条件下与常规捕收剂相比,该复配捕收剂具有降低药耗、提高精煤产率和降低灰分的特点,具有较好的浮选效果。

摘要：颗粒与气泡间相对运动的研究对浮选机理的认识十分重要,目前关于颗粒与气泡间相对运动的研究多为理论推导,试验研究比较匮乏且试验对象多为形状规则,表面性质均匀的颗粒。以内蒙古公乌素原煤为研究对象,利用自行设计搭建的试验装置研究了粒级为0.100~0.074 mm、密度级分别为-1.3,1.4~1.5和+1.7 g/cm 3的煤样与气泡间的相对运动。试验通过追踪大量煤颗粒的运动轨迹,研究了颗粒沉降阶段、运动轨迹偏离阶段和碰撞阶段中颗粒运动特征参数的变化规律。试验结果表明:颗粒当量直径均值为0.092 mm,颗粒经短暂加速后便达到沉降末速,颗粒沉降末速随颗粒当量直径和密度的增大而增大。气泡会影响颗粒的运动轨迹,同一初始沉降区间内,竖直方向上煤样轨迹偏离点到气泡的距离随煤样密度的增大而减小。静水条件下颗粒和气泡碰撞角的主分布区间为20°~50°,且碰撞区间和颗粒集中分布区间随初始沉降区间向外扩展而扩展。颗粒和气泡的碰撞角小于50°时,碰撞点处颗粒速度减小比例随碰撞角增大近似直线减小,碰撞角大于50°时,碰撞点处颗粒速度减小比例趋于平稳,低密度颗粒的速度减小量大于高密度级颗粒的速度减小量,然而差异并不明显。理论计算发现,颗粒初始沉降位置距气泡中轴较近时理论碰撞速度较小,且颗粒理论碰撞速度随颗粒初始沉降位置向外扩展而增大,与试验规律较为吻合。

摘要：浮选微观模型认为,颗粒与气泡的黏附是实现浮选的关键步骤,对颗粒与气泡黏附规律的直接研究非常重要。采用自行设计搭建的颗粒与气泡碰撞、黏附行为测量装置,以内蒙古公乌素原煤为试验对象,直接观测了不同密度级的0.1~0.15 mm粒级煤样的黏附行为,并采用自行开发的多目标追踪软件进行分析。结果表明:煤颗粒在与气泡碰撞前会发生绕流,速度大小和方向均会改变,当煤颗粒与气泡碰撞时,煤颗粒的速度降为最低。煤颗粒在气泡表面的滑动速度先是逐渐增大,在气泡"赤道"位置处达到最大值,越过"赤道"后,煤颗粒的滑动速度逐渐减小,并最终黏附在气泡底部。煤颗粒与气泡的黏附效率随碰撞角的增大而降低,在碰撞角相同时,随煤样密度级的增大,黏附效率降低,临界黏附角减小。随煤颗粒沉降末速的增大,煤颗粒与气泡的黏附效率降低,临界黏附角减小。

摘要：为了研究絮团的形态对絮团与气泡碰撞及吸附的影响,设计了图像分析系统,拍摄了絮团与气泡接触过程中的视频文件并从中提取含有絮团位置及形态特征的静态帧。使用Image Pro Plus 6.0根据絮团的粒径对絮团进行了粒度级的划分,使用统计学的方法,对每个粒度级的絮团与气泡的碰撞及吸附效率进行了分析及计算,发现碰撞效率随絮团粒径的增加而增长,吸附效率先随着粒径的增加而增长但是在絮团粒径为200μm左右时出现转折,开始下降。利用Matlab位置提取程序对絮团运动过程中位置信息进行获取,根据Stokes沉降原理,计算絮团密度,发现絮团的密度随着粒径的规律性变化,在粒径为170μm时密度最大。认为絮团粒径对碰撞效率起主导作用,絮团密度对吸附效率起主导作用。此外,通过观测絮团与气泡接触过程发现,结构密实的絮团自与气泡发生接触后接触点恒定,而结构疏松的絮团与气泡接触后普遍存在旋转的现象,接触点的变化,导致结构疏松的絮团极易从气泡上脱落,吸附效率低。

摘要：以研究低温煤焦油中特定芳烃组分的选择性分离为目标,通过预处理分离酚类化合物和富集特定芳烃组分,采用多元溶剂萃取方法选择性分离芳烃和非芳烃组分,采用Hansen溶度参数理论进行多元溶剂的设计和萃取条件的优化。结果表明,溶剂对原料焦油的选择性随Hansen溶度参数'距离'(Ra)增加而增大,萃取能力则相反。研究得到的多元萃取剂是含水量为体积分数6%的N,N-二甲基甲酰胺溶液,优化萃取条件是温度25℃、剂/油比6:1。萃余物经多次萃取进一步分离芳烃组分,萃出物经甲酰胺多次萃取以分离出杂环化合物和极性组分。芳烃组分在最终分离产物中的质量分数为94%,其总萃取收率为95%。另外非芳烃化合物、杂环化合物和其他极性组分也在本过程中得到了有效富集。

摘要：为了解决高寒矿区土地复垦中表层土壤结构差、水土流失和土壤肥力低下等问题,以青海威斯特铜矿为例,通过土壤培养模拟正交设计试验,研究了混施羊板粪(A)、TG改良剂(B)、保水剂(C)3种材料对土壤改良的效果,并筛选出一种效果最佳的混合比例。正交极差结果表明:羊板粪对土壤有机质、土壤密度、孔隙度和全盐含量的影响较强,TG改良剂对pH的影响较强,保水剂对田间持水量的影响较强。综合极差分析和主成分分析结果得,处理1(A含量6 g/kg,B含量1.85 g/kg,C含量0.06 g/kg)为改良土壤理化性能最优组合。通过冗余分析得出,羊板粪和TG改良剂对土壤理化性质的差异性解释最好。有机质、土壤田间持水量和孔隙度与环境材料的相关性较强。有机质与羊板粪呈正相关,孔隙度和田间持水量与保水剂、TG改良剂呈正相关。pH、全盐含量和土壤密度与环境材料的相关性较小。孔隙度和田间持水量正相关性强,二者与有机质呈负相关。综合考虑,土壤有机质最优组合A3B3C2和土壤其他理化性能最优组合A1B1C1,通过中值法得到高寒矿区土壤基质恢复最优配方结果为A2B2C1.5,即A含量12 g/kg,B含量3.7 g/kg,C含量0.09 g/kg为最优配比。通过工程应用,总结出以“边坡修整、挂椰网/铁丝网、挂生态棒、设置排水沟、客土筛分、客土喷播、铺设保水毯、养护管理及监测”为主的技术应用流程,将试验配方研究和工程应用进行了结合。3种环境材料工程应用结果表明,土壤理化性质和生物量也得到明显改善。此研究为解决青藏高海拔矿区土壤肥力和结构的恢复提供参考,对水土保持产生重要意义。

摘要：煤炭是我国重要的工业原料,与我国经济发展关系密切。煤炭开采过程中会产生大量矿井水,是重要的非常规水资源,需妥善处理。然而现有矿井水处理技术普遍存在占地大、流程长、需加药、运行维护复杂和出水水质不稳定等问题,为缩短处理流程、提高处理效率和保证出水水质,亟需研发新的关键技术与装备。采用聚瓷膜直滤技术处理矿井水,通过对膜通量、膜比通量、运行压力和循环流量等条件的对比分析,确定最佳运行参数为:运行压力0.2 MPa,循环流量18 m3/h,处理过程无需加药,出水悬浮物质量浓度稳定<1 mg/L,浊度稳定<1 NTU。采用广泛应用的膜堵塞模型来探讨膜污染机制,膜污染分析结果表明,膜污堵主要以滤饼层污堵为主,并伴随中间污堵,具体表现为膜的表面污染和膜孔的堵塞。通过水力反洗及时清除膜表面污染,最佳反洗时间为60 s,通量恢复率为85.12%;通过定时化学清洗清除膜孔污堵,用复配制剂清洗3 h,通量恢复率可达95%以上。工程案例表明,聚瓷膜直滤可直接取代“混凝沉淀-过滤-超滤”(一代三),且已连续稳定运行2 a,满足设计产水量要求,系统回收率均在90%以上,处理后水质达到GB 3838—2002地表水环境质量III类24种标准限值要求,且自动化程度高,可无人值守,实现了矿井水资源化利用绿色短流程、节能高效和智能化新要求,可为该技术大规模推广应用提供技术参考。