专利汇可以提供金属矿、非金属矿及煤矿掘巷,露天矿开采时,降尘方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 名称 是金属矿、非金属矿及 煤 矿掘巷, 露天矿 开采时,降尘方法所属技术领域是应用于应用于国民经济各行业,金属矿与非金属矿行业,煤矿生产行业, 水 泥生产行业,有粉尘污染的地方,大气污染环境治理,所要解决的技术问题是如何用 岩石 作降尘材料,与其它有 吸附 性质的材料相混合,提高降尘效果,如何用有吸附性质的岩石本身作为降尘材料,与其它有吸附性质的材料相混合制作出新的吸附材料,提高降尘效果,解决该问题的方案是,在实验中找出材料混合效果具有对尘颗粒吸附 力 更强的混合比例,让有吸附性质岩石颗粒所带电正负性与所吸尘带电正负性相反,让吸附性质岩石颗粒所带所带 磁性 与尘所带磁性相反。,下面是金属矿、非金属矿及煤矿掘巷,露天矿开采时,降尘方法专利的具体信息内容。
1.在金属矿,非金属矿及煤矿掘巷,露天矿开采时,利用正在掘进的巷道或已掘进好的巷道所处岩层的岩石作为降尘及吸尘材料,利用露天矿各地层岩石及矿石底板岩石作为降尘及吸尘材料,这些岩石有,岩浆岩,沉积岩,变质岩,花岗岩,石灰岩,石英岩,闪长岩,玄武岩,石英砂岩,硅质砾岩,花岗片麻岩,页岩,泥岩,绿泥石片岩,云母片岩,玄武岩,石英质砂岩,奥陶纪灰岩,茅口灰岩,大冶厚层灰岩,砂岩,砾岩,灰岩,砂质页岩,粉砂岩,石灰岩,硬质凝灰岩,页岩,泥岩,胶结不好的砂岩,硬煤,碳质页岩,花班泥岩,软质凝灰岩,煤,破碎的各类岩石,煤可用无烟煤、烟煤、褐煤,按照中国国家标准GB5751-2009《中国煤炭分类》将煤进行分类,有关巷道的内容可参照井巷工程,王猛主编,吉林大学出版社,2012年3月,ISBN-
7-5601-8163-9,将岩浆岩,沉积岩,变质岩,花岗岩,石灰岩,石英岩,闪长岩,玄武岩,石英砂岩,硅质砾岩,花岗片麻岩,页岩,泥岩,绿泥石片岩,云母片岩,玄武岩,石英质砂岩,奥陶纪灰岩,茅口灰岩,大冶厚层灰岩,砂岩,砾岩,灰岩,砂质页岩,粉砂岩,石灰岩,硬质凝灰岩,页岩,泥岩,胶结不好的砂岩,硬煤,碳质页岩,花班泥岩,软质凝灰岩,煤,破碎的各类岩石作为降尘及吸尘材料,可将岩浆岩,沉积岩,变质岩,花岗岩,石灰岩,石英岩,闪长岩,玄武岩,石英砂岩,硅质砾岩,花岗片麻岩,页岩,泥岩,绿泥石片岩,云母片岩,玄武岩,石英质砂岩,奥陶纪灰岩,茅口灰岩,大冶厚层灰岩,砂岩,砾岩,灰岩,砂质页岩,粉砂岩,石灰岩,硬质凝灰岩,页岩,泥岩,胶结不好的砂岩,硬煤,碳质页岩,花班泥岩,软质凝灰岩,煤,破碎的各类岩石制作成颗粒体或粉粒体,颗粒通常指固体粒子,但是乳浊液中的液滴,液体中的气泡也属颗粒的范畴,所以颗粒包括固,液,气三相物质,由1mm以下颗粒组成的集合体为粉粒体,由1mm以上颗粒组成的集合体为颗粒体,1mm是1毫米,粉粒体及颗粒体的制作方法见《矿物加工颗粒学》,ISBN 7-81040-264-1,中国矿业大学出版社,2001.5,中国版本图书馆CIP数据核字(2001)第045249号,研究生教学用书,教育部研究生工作办公室推荐,此书还说明了将岩石制作成颗粒体或粉粒体后,便可产生降尘及吸尘性质的可行性及必然性,研究岩浆岩,沉积岩,变质岩,花岗岩,石灰岩,石英岩,闪长岩,玄武岩,石英砂岩,硅质砾岩,花岗片麻岩,页岩,泥岩,绿泥石片岩,云母片岩,玄武岩,石英质砂岩,奥陶纪灰岩,茅口灰岩,大冶厚层灰岩,砂岩,砾岩,灰岩,砂质页岩,粉砂岩,石灰岩,硬质凝灰岩,页岩,泥岩,胶结不好的砂岩,硬煤,碳质页岩,花班泥岩,软质凝灰岩,煤,破碎的各类岩石颗粒小于1微米的降尘及吸尘性质,上述岩石制成颗粒或粉粒后,可对颗粒或粉粒表面改性,使上述岩石具有降尘或吸尘性质,上述岩石中,若把粒径教大的岩石变成粒径教小的或变成粉粒,可进行破碎,研磨,可把上述岩石制成纳米级材料,纳米材料指颗粒尺寸为纳米级超细材料,其尺寸介于分子,原子与块状材料之间,泛指1到100nm范围内的微小固体粉末,即此微小固体粉末尺寸大小为(10-n米,n=7)到(10-n米,n=9)之间,将上述各种岩石制备成纳米级超细材料可用机械粉碎法,气体蒸发法,溶液法,激光合成法,等离子体合成法,射线辐照合成法,溶胶-凝胶法等,上述各种岩石矿物颗粒在粉碎过程中,机械力可诱发上述各种岩石矿物颗粒产生一系列物理化学性质的变化,(1)分散度的变化,表征某一岩石矿物颗粒分散度的方法是测量此岩石矿物体系的比表面积,开始磨此岩石矿物时颗粒的分散度与磨矿时间成线性关系,之后此岩石矿物颗粒的比表面积和磨矿时间呈指数关系,再后,此岩石矿物颗粒的分散度增量为负值,此岩石矿物颗粒表面出现不饱和力场及带电的结构单元,使此岩石矿物颗粒处于不稳定的高能状态,在比较弱的引力作用下就团聚,使颗粒变粗了,细磨,超细磨所引起的晶体结构,物理化学性质及化学反应等一系列机械力化学现象主要发生在这一阶段,(2)溶解度与溶解速率,此岩石矿物固体颗粒细化后,此岩石矿物的溶解度与溶解速率增大,此岩石矿物颗粒细化后,对此岩石矿物的机械活化作用也有影响(3)密度变化,干法磨此岩石矿物颗粒,此岩石矿物矿物密度减小,湿法磨此岩石矿物颗粒,此岩石矿物矿物密度减小,(4)此岩石矿物颗粒的电性变化,机械力化学作用改变此岩石矿物颗粒导电性,表面电行为及半导体性质(5)此岩石矿物颗粒表面的吸附能力,此岩石矿物颗粒被粉碎,在断裂面上出现不饱和键和带电的结构单元,导致此岩石矿物颗粒处于不稳定的高能状态,从而增加此岩石矿物颗粒活性,提高表面吸附能力,机械活化作用促进此岩石矿物矿物表面吸附性的提高(6)引起此岩石矿物颗粒矿物离子交换或置换能力的改变(7)引起此岩石矿物颗粒表面自由能的变化,上述各种岩石矿物是岩浆岩,沉积岩,变质岩,花岗岩,石灰岩,石英岩,闪长岩,玄武岩,石英砂岩,硅质砾岩,花岗片麻岩,页岩,泥岩,绿泥石片岩,云母片岩,玄武岩,石英质砂岩,奥陶纪灰岩,茅口灰岩,大冶厚层灰岩,砂岩,砾岩,灰岩,砂质页岩,粉砂岩,石灰岩,硬质凝灰岩,页岩,泥岩,胶结不好的砂岩,硬煤,碳质页岩,花班泥岩,软质凝灰岩,煤,破碎的各类岩石,此岩石矿物固体颗粒在机械力作用下,引起此岩石矿物颗粒物质化学性质的变化,机械力与光,电,磁,热,辐射等形式的能量一样,也可以引起物质化学性质的变化,这种机械力诱发的物质的化学反应,称为机械力化学反应,对此岩石矿物进行机械力可对此岩石矿物进行破碎及研磨,对此岩石矿物进行破碎及研磨可在此岩石矿物矿生产现场,选矿厂,此岩石矿物降尘及吸尘生产工厂或实验室中实施,对此岩石矿物使用机械力的设备有粗碎机,颚式破碎机,双肘板布莱克破碎机,单肘板颚式破碎机,旋回破碎机,对煤进一步破碎可使用的设备有,园锥破碎机,盘式旋回破碎机,Rhonda破碎机,辊式破碎机,冲击式破碎机,巴马克破碎机,滚筒破碎机,在对此岩石矿物研磨或磨细的过程中,所用机械设备有,各种磨机,转筒磨机,棒磨机,球磨机,自磨机,振动磨机,离心式粉碎机,塔式磨机,搅拌磨,搅拌介质沉砂磨机,辊压机,悬辊式磨机,对此岩石矿物固体颗粒施加光,电,磁,热,辐射等形式的能量,引起此岩石矿物颗粒物质化学性质的变化,引起此岩石矿物颗粒分子结构发生变化,引起此岩石矿物颗粒原子结构发生变化,引起此岩石矿物颗粒晶体结构发生变化,使变化后的此岩石矿物颗粒孔隙率与空隙体积增大具有降尘及吸尘性质,对此岩石矿物颗粒施加光强度达到10cd以上光强度简称光强,国际单位是candela(坎德拉)简写cd,对此岩石矿物颗粒施加电强度达10V/m或10N/C以上,单位伏每米(V/m)或牛每库(N/C),对此岩石矿物颗粒施加磁强度达10GS或10T以上磁感强度单位有高斯(GS),毫特(mT),特斯拉(T),此岩石矿物颗粒施加热强度达100Kcal以上,或1(kw)以上,大卡(Kcal),吨蒸发量(t),瓦(w),千瓦(kw),对此岩石矿物颗粒施加辐射强度达10W/m2以上,辐射力是指单位时间内物体单位表面积向半球空间所有方向发射出去的全部波长的辐射能的总量,它的常用单位是W/m2,对此岩石矿物施加光强度的设备有,固态激光陀螺仪,高气压微波等离子体激励装置,对此岩石矿物施加电强度的设备有,增强悬浮性能液体施加电荷设备,对此岩石矿物施加磁强度的设备有,磁粉探伤机施加磁场强度的方法和周向磁化,对此岩石矿物施加热强度的设备有,高周波加热设备,高周波是利用高频电磁场使物料内部分子间互相激烈碰撞产生高温,对此岩石矿物施加辐射强度的设备有,改变X射线辐射的局部强度的设备,该设备包括带有多个可填充以铁磁流体的吸收室,X射线滤波器,吸收室,在X射线辐射方向上堆叠地布置,此外,X射线滤波器包括多个其内可存储铁磁流体的存储容器,上述此岩石矿物指岩浆岩,沉积岩,变质岩,花岗岩,石灰岩,石英岩,闪长岩,玄武岩,石英砂岩,硅质砾岩,花岗片麻岩,页岩,泥岩,绿泥石片岩,云母片岩,玄武岩,石英质砂岩,奥陶纪灰岩,茅口灰岩,大冶厚层灰岩,砂岩,砾岩,灰岩,砂质页岩,粉砂岩,石灰岩,硬质凝灰岩,页岩,泥岩,胶结不好的砂岩,硬煤,碳质页岩,花班泥岩,软质凝灰岩,煤,破碎的各类岩石,在此岩石矿物磨的过程中,所用机械设备有,各种磨机,转筒磨机,棒磨机,球磨机,自磨机,振动磨机,离心式粉碎机,塔式磨机,搅拌磨,搅拌介质沉砂磨机,辊压机,悬辊式磨机,在此岩石矿物筛分过程中用的筛子有,震动筛,斜筛,格条筛,平面筛,共振筛,脱水筛,组合筛,莫根桑筛,高频筛,再生矿浆筛,固定筛,棒条筛,滚筒筛,螺旋筛,滚轴筛,张弛筛,圆振筛,弧形筛,线性筛,各种筛面,螺栓固定筛面,拉张筛面,自法式金属筛面,张拉橡胶垫和聚氨脂垫筛面,组装筛面,编织金属筛网筛面,在此岩石矿物分级过程中,所用机械设备有,用各类分级机,水力分级机,水平分级机,圆锥分级机,机械分级机,粑式分级机,螺旋分级机,水力旋流器,利用重选法处理此岩石矿物,所用设备有跳汰机,以解离此岩石矿物粒与教重矸石组成的原此岩石矿物,用尖缩溜槽和圆锥选矿机,用螺旋溜槽,摇床,风力摇床,双层选矿机,离心选矿机,选矿方法有,跳汰选矿,重介质选矿,浮游选矿,摇床选矿,水介质旋流器选矿,斜槽选矿,螺旋槽选矿,干扰床分选机选矿,复合式干法选矿,上述此岩石矿物指岩浆岩,沉积岩,变质岩,花岗岩,石灰岩,石英岩,闪长岩,玄武岩,石英砂岩,硅质砾岩,花岗片麻岩,页岩,泥岩,绿泥石片岩,云母片岩,玄武岩,石英质砂岩,奥陶纪灰岩,茅口灰岩,大冶厚层灰岩,砂岩,砾岩,灰岩,砂质页岩,粉砂岩,石灰岩,硬质凝灰岩,页岩,泥岩,胶结不好的砂岩,硬煤,碳质页岩,花班泥岩,软质凝灰岩,煤,破碎的各类岩石,用岩浆岩,沉积岩,变质岩,花岗岩,石灰岩,石英岩,闪长岩,玄武岩,石英砂岩,硅质砾岩,花岗片麻岩,页岩,泥岩,绿泥石片岩,云母片岩,玄武岩,石英质砂岩,奥陶纪灰岩,茅口灰岩,大冶厚层灰岩,砂岩,砾岩,灰岩,砂质页岩,粉砂岩,石灰岩,硬质凝灰岩,页岩,泥岩,胶结不好的砂岩,硬煤,碳质页岩,花班泥岩,软质凝灰岩,煤中的一种或两种以上制作成的降尘或吸尘材料可喷射在有尘的地方,可将上述所制成的降尘或吸尘材料放入机械设备内向有尘的地方喷射,喷射设备有,引射器,射流真空泵,射流真空喷射器,水喷射器,真空喷射器,也可撒向有尘的地方,可机械撒也可人工撒,也可撒向有尘的地方,可机械撒也可人工撒,如用直升飞机撒,在露天采矿时可用,如空间有限,可用遥控小飞机撒,可将喷射设备放在采矿机,采煤机,掘进机上,随巷道向前掘进同时向前并向周围矿尘喷射,可将喷射设备放在巷道顶板轨道上,随巷道向前掘进同时向前并向周围矿尘喷射,可将喷射设备放在巷道底板轨道上,随巷道向前掘进同时向前并向周围矿尘喷射,可用喷射设备将上述所制成的降尘或吸尘材料喷向露天金属矿及露天煤矿有矿尘及煤尘的地方,也可喷向露天金属矿及露天煤矿其它有尘的地方,随着此岩石矿物粒度的减小,则此岩石矿物颗粒表面活性也随之提高,此岩石矿物细化颗粒具有高表面活性是多方面的,有高化学反应性,高吸附能力,高凝聚性,研究此岩石矿物细化颗粒的吸附性质,研究此岩石矿物颗粒固体与固体两相界面上的吸附性质,此岩石矿物颗粒固体称吸附剂,被吸附的其他固体颗粒称吸附质,吸附分为物理吸附和化学吸附,两者的本质区别是吸附质和吸附剂之间有无电子转移,研究此岩石矿物颗粒的物理吸附与化学吸附,研究此岩石矿物颗粒表面改性,使此岩石矿物颗粒吸附力增强,研制此岩石矿物颗粒表面改性剂,研究此岩石矿物颗粒改性方法,研制此岩石矿物颗粒改性装置,利用低能初级粒子,如,光子,电子,离子,与此岩石矿物颗粒表面相互作用,产生散射或发射出次级粒子,通过分析射出粒子的能谱,质谱或光谱,可得到此岩石矿物颗粒有关的表面信息,利用表面谱学分析技术,可以揭示此岩石矿物颗粒表面的成分,离子价态和化学键等许多信息,用静态二次离子质谱与扫描探针方法相结合,探测此岩石矿物粒子的吸附标本,利用聚醚型非离子分散剂,采用X光电子能借加氩离子刻蚀器,测量此岩石矿物颗粒和添加剂作用前后表面特征原子价态和能量变化,并根据仪器的特征,推算表面上分散剂吸附膜的厚度,此岩石矿物表面改性的方法有(1)表面包覆改性法,即借助粘附力,将改性剂(有机物或无机物)覆盖于此岩石矿物粒子的方法,用天然或合成橡胶处理作填料用的高岭土,云母,球土,或用酚醛树脂或呋喃树脂涂覆在煤颗粒表面,可提高煤的粘结性,许多无机氧化物或氢氧化物,如,TiO2,SiO2,Al(OH)2都有各自的零点PH值。通过控制溶液的PH值,吸附表面活性剂使此岩石矿物颗粒表面改性,(2)还可用表面化学改性法,利用改性剂和矿物表面某些官能团进行化学反应或化学吸附,达到此岩石矿物颗粒表面改性的目的,在这类改性方法中,此岩石矿物颗粒和改性剂之间是借助较强的键力(如共价键)发生作用,(3)还可用机械力化学改性法,即通过粉碎,磨碎,磨擦等机械方法,使矿物晶格结构,晶型等发生变化,体系内能增大,温度升高,促使粒子熔解或分解或产生游离基或离子,增强此岩石矿物颗粒表面活性,促使此岩石矿物粒子和其它物质发生化学反应或相互附着,达到表面改性的目的,(4)可用沉淀反应改性法,以无机物作为改性剂时,该方法利用改性剂之间的沉淀反应,在此岩石矿物颗粒表面上沉积一层或多层改性层,以改变此岩石矿物颗粒表面性质,(5)外膜层改性(胶囊)法,即在此岩石矿物颗粒表面包上一层其它物质的薄膜,,所包上的外膜层是均匀的,形如胶囊,它具有保护核心物质,调节,放出芯物质的机能,并用胶囊化改变此岩石矿物颗粒的外表形态和性质,胶囊式制备法主要有喷涂包覆,喷雾干燥,界面聚合,相分离和溶解分散冷却法,作胶囊壁的材料除有机聚合物外,无机物质有TiO2,AL2O3,Fe2O3,ZnO和硅酸盐类,胶芯物质有碳酸镁,硅酸铝,保险粉或其它气态,液态物质(6)高能表面改性法,利用等离子体,电晕放电,紫外线等手段对此岩石矿物颗粒表面进行改性,此岩石矿物表面改性装置有(1)粉粒体混合机,有混合搅拌装置,包括容器旋转型,容器固定型及气流混合型等(2)高速气流冲击式粉体改性装置,该系统由混合机,计量系统,主机,产品收集装置,控制系统所组成,主机由高速旋转的转子,定子和循环回路等部件组成,定子和转子间有夹套,冷却或加热转子用,转子内有翼片(3) 表面改性兼粉碎装置,对此岩石矿物颗粒表面改性效果的评定,对此岩石矿物颗粒进行若干物理化学性质和表面特性的测量,比较改性前后此岩石矿物颗粒降尘吸附指标的变化,达到评价改性效果的目的,基本方法有(1)湿性(2)分散性(3)红外光谱,只要此岩石矿物表面存在某种官能团或键,在矿物谱图中就有相应的特征吸收峰,所以,对改性前后以及改性后经各种处理的此岩石矿物颗粒样品进行红外光谱分析,根据对应特征峰的变化,便可揭示表面改性剂的作用和机理,(4)X光衍射,研究此岩石矿物颗粒固体物质结构及此岩石矿物中混合物固体物质结构,可用X光衍射方法,对此岩石矿物多晶样品可用来作物相鉴定和晶格参数测定,对单晶体用X光作结构测定和晶体完善性研究(5)热分析,热分析包括差热和热量分析,差热分析用于考察此岩石矿物颗粒在加热过程中,达到某温度时,由于相变或某些化学反应产生的热效应,在分析曲线上出现放热峰或吸收峰,峰面积的大小反映了热效应的强弱,热重分析可测量作为温度或时间函数的物质质量的变化,在进行热分析时,通常将两种热分析方法联用,(6)利用固体表面分析技术,利用表面谱学分析技术,可以揭示此岩石矿物颗粒表面的成分,离子价态和化学键等许多信息,用静态二次离子质谱与扫描探针方法相结合,探测此岩石矿物粒子的吸附标本,利用聚醚型非离子分散剂,采用X光电子能借加氩离子刻蚀器,测量此岩石矿物颗粒和添加剂作用前后表面特征原子价态和能量变化,并根据仪器的特征,推算表面上分散剂吸附膜的厚度,此岩石矿物表面改性剂有偶联剂,表面活性剂,聚合物类及无机表面改性剂,偶联剂为含硅或金属原子的有机化合物,按中心原子不同,有硅烷系,钛酸酯系,铝酸酯系,锡酸酯系,铝锆酸酯系等系列,此岩石矿物指岩浆岩,沉积岩,变质岩,花岗岩,石灰岩,石英岩,闪长岩,玄武岩,石英砂岩,硅质砾岩,花岗片麻岩,页岩,泥岩,绿泥石片岩,云母片岩,玄武岩,石英质砂岩,奥陶纪灰岩,茅口灰岩,大冶厚层灰岩,砂岩,砾岩,灰岩,砂质页岩,粉砂岩,石灰岩,硬质凝灰岩,页岩,泥岩,胶结不好的砂岩,硬煤,碳质页岩,花班泥岩,软质凝灰岩,煤,破碎的各类岩石,煤可用无烟煤、烟煤、褐煤,
岩石岩浆岩
也称火成岩,来自地球内部的熔融物质,在不同地质条件下冷凝固结而成的岩石,当熔浆由火山通道喷溢出地表凝固形成的岩石,称喷出岩或称火山岩,常见的火山岩有玄武岩,安山岩和流纹岩等,当熔岩上升未达地表而在地壳一定深度凝结而形成的岩石称侵入岩,按侵入部位不同又分为深成岩和浅成岩,花岗岩,辉长岩,闪长岩是典型的深成岩,花岗斑岩,辉长玢岩和闪长玢岩是常见的浅成岩,根据化学组分又可将火成岩分为超基性岩(SiO2,小于45%),基性岩(SiO2,45%~52%),中性岩(SiO2,52%~65%),酸性岩(SiO2,大于65%)和碱性岩(含有特殊碱性矿物,SiO2,52%~66%),火成岩占地壳体积的64.7%,地球内部的温度和压力都很高,所有组成物质(指矿物质)都呈现熔融状态的流体,名为岩浆岩,火成岩即由于岩浆侵入地壳内部,或流出地表面造成熔岩,再经冷却凝固而造成,如玄武岩及花岗岩等都是,火成岩是所有岩石中最原始的岩石,变质岩原来的火成岩或沉积岩,再经过地壳运动或岩浆侵入作用所发生的高温和高压与热液的影响,可以改变其原来岩石的结构或组织,或使部分矿物消失,而产生他种新的矿物,因而成为另外一种与原岩不同的岩石,称为变质岩,如大理岩变自石灰岩,板岩变自页岩,石英岩变自砂岩等,典型的变质岩存在于前寒武纪或造山带区域,常有区域构造相关之劈理,或矿物的变化,岩石的种类很多,但并不是每一种岩石都可以使用,这里除了审美的观点之外,更重要的是石头中的化学成分是否会影响水质,从而带来负面影响,
岩石沉积岩
也称水成岩,在地表常温,常压条件下,由风化物质,火山碎屑,有机物及少量宇宙物质经搬运,沉积和成岩作用形成的层状岩石,沉积岩由颗粒物质和胶结物质组成,颗粒物质是指不同形状及大小的岩屑及某些矿物,胶结物质的主要成分为碳酸钙,氧化硅,氧化铁及粘土质等,按成因可分为碎屑岩,粘土岩和化学岩(包括生物化学岩),常见的沉积岩有砂岩,凝灰质砂岩,砾岩,粘土岩,页岩,石灰岩,白云岩,硅质岩,铁质岩,磷质岩等,沉积岩占地壳体积的7.9%,但在地壳表层分布则甚广,约占陆地面积的75%,而海底几乎全部为沉积物所覆盖,沉积岩有两个突出特征,一是具有层次,称为层理构造,层与层的界面叫层面,通常下面的岩层比上面的岩层年龄古老,二是许多沉积岩中有“石质化”的古代生物的遗体或生存,活动的痕迹,称化石,它是判定地质年龄和研究古地理环境的珍贵资料,
岩石变质岩
原有岩石经变质作用而形成的岩石,根据变质作用类型的不同,可将变质岩分为5类,动力变质岩,接触变质岩,区域变质岩,混合岩和交代变质岩,常见的变质岩有糜棱岩,碎裂岩,角岩,板岩,千枚岩,片岩,片麻岩,大理岩,石英岩,角闪岩,片粒岩,榴辉岩,混合岩等,变质岩占地壳体积的27.4%,火成岩、沉积岩、变质岩三者可以互相转化,火成岩经沉积作用成为沉积岩,经变质作用成为变质岩,变质岩也可再次成为新的沉积岩,沉积岩经变质作用成为变质岩,沉积岩、变质岩可被熔化,再次成为火成岩,岩石具有特定的比重,孔隙度,抗压强度和抗拉强度等物理性质,是建筑、钻探、掘进等工程需要考虑的因素,也是各种矿产资源赋存的载体,不同种类的岩石含有不同的矿产,以火成岩为例,基性超基性岩与亲铁元素,如铬、镍、铂族元素,钛,钒,铁等有关,酸性岩与亲石原素如钨,锡,钼,铍,锂,铌,钽,铀有关,金刚石仅产于金伯利岩和钾镁煌斑岩中,铬铁矿多产于纯橄榄岩中,中国华南燕山早期花岗岩中盛产钨锡矿床,燕山晚期花岗岩中常形成独立的锡矿及铌,钽,铍矿床,石油和煤只生于沉积岩中,前寒武纪变质岩石中的铁矿具有世界性,许多岩石本身也是重要的工业原料,如北京的汉白玉(一种白色大理岩)是闻名中外建筑装饰材料,南京的雨花石、福建的寿山石、浙江的青田石是良好的工艺美术石材,即使那些不被人注意的河沙和卵石也是非常有用的建筑材料,许多岩石还是重要的中药用原料,如麦饭石(一种中酸性脉岩)就是十分流行的药用岩石。岩石还是构成旅游资源的重要因素,世界上的名山,大川,奇峰异洞都与岩石有关,我们祖先从石器时代起就开始利用岩石,在科学技术高度发展的今天,人们的衣、食、住、行、游、医无一能离开岩石,研究岩石,利用岩石,藏石,玩石,爱石已不再是科学家的专利,而逐渐变成广大群众生活的组成部分,对岩石进行成分分析,成分分析一般采用光谱(紫外、红外、核磁);色谱(气相色谱、液相色谱、离子色谱);质谱(质谱仪、气质连用、液质连用);能谱(荧光光谱、衍射光谱);热谱(热重分仪、示差扫描量热仪)对样品进行综合解析,通过多种分离和分析方法的联合运用,对样品中的各组分进行定性和定量分析,从而确定组分的结构,对样品有个全面的了解,
常见岩石的成分、结构及其他主要特征
岩石的主要特征一般包括矿物成分,结构和构造三方面,岩石的结构是指岩石中矿物颗粒的结晶程度,大小和形状,及其彼此间的组合方式等特征,岩石的构造则是指岩石中矿物的排列和填充方式以及空间分布的情况,不同类型的岩石,由于它们生成的地质环境和条件的不同,就产生了各种不同的结构和构造,
(一)岩石的成分
(1).岩浆岩的矿物成分,主要决定于岩浆的化学成,组成岩浆岩的最主要的矿物,石英,正长石,斜长石,云母,角闪石,辉石和橄榄石等,
(2).沉积岩的组成物质,沉积岩的物质组成是原先形成的三大类岩石的碎屑和溶解物质,共有四类,第一类是碎屑物质,大部分是原岩经风化后继承下来的抗风化能力强的物质,如石英,白云母等矿物颗粒,一部分是岩石的碎屑,还有其他方式产生的一些物质,如火山喷发产生的火山灰等,第二类是含铝硅酸盐类的原岩经过化学风化作用后产生的粘土矿物,如高岭石等,第三类是化学沉积矿物,从溶液中沉淀结晶形成的矿物,如方解石,白云石,石膏等,第四类是有机质和生物残骸,如贝壳,泥炭及其他有机质等,此外,还有把沉积物颗粒胶结起来的胶结物,胶结物的性质对沉积岩的抗水性和力学强度以及抗风化能力有很大影响,常见的有,硅质的(SiO2),钙质的(CaCO3),铁质的(FeO或Fe2O3,黄褐色或砖红色)和泥质的(粘土矿物),这四种胶结物中以硅质胶结的硬度最大,抗风化力最强,钙质,铁质次之,泥质胶结物硬度最小,且遇水后很容易软化,
(3).变质岩的矿物成分,组成变质岩的矿物有两类,第一类是与岩浆岩或沉积岩共有的矿物,如石英,长石,云母,角闪石,辉石和方解石等,第二类是变质岩特有的矿物,如滑石,绿泥石,蛇纹石等,它们是在变质过程中新产生的变质矿物,
(二)岩石的结构
(1).岩浆岩的结构,岩浆岩的结构特征是岩浆成分和岩浆冷凝时物理环境的综合反映,按照矿物的结晶程度,颗粒大小和均匀程度,可将结构分为三类,
全晶质结构,岩石全部由结晶的矿物颗粒组成,其中同一种矿物的结晶颗粒大小近似者,称为等粒结构,如结晶颗粒大小悬殊,则称为似斑状结构,全晶质结构主要为深成岩和浅成岩的特征,
半晶质结构,岩石由结晶的矿物颗粒和部分未结晶的玻璃质组成,结晶的矿物如颗粒粗大,晶形完好,就称为斑状结构,半晶质结构主要为浅成岩所具有,在部分喷出岩中有时也能看到,
非晶质结构,又称为玻璃质结构,岩石全部由熔岩冷凝的玻璃质组成,非晶质结构为部分喷出岩所具有,
(2).沉积岩的结构,沉积岩按其组成物质,颗粒大小及其形状一般可分为碎屑结构,泥质结构,结晶结构和生物结构,
碎屑结构,是由碎屑物质被胶结物胶结而成的一种结构,通常按碎屑的大小,形状和胶结形式可细分为各种碎屑岩,如火山角砾岩,凝灰岩,砾岩,砂岩,粉砂岩等,
泥质结构,是主要由小于0.005mm的粘土矿物组成的,比较均一致密的,质地较软的结构,是泥岩,页岩等粘土岩的主要结构,
结晶结构,由溶液中沉淀或经重结晶所形成的结构,由沉淀生成的晶粒极细,经重结晶作用晶粒变粗,但一般多小于1mm,结晶结构为石灰岩,白云岩等化学岩的主要结构,生物结构,由生物遗体或碎片所组成,如贝壳结构,珊瑚结构等,是生物化学岩所具有的结构,
(3).变质岩的结构,大多数变质岩是经过重结晶作用后形成的岩石,几乎都含有结晶的颗粒,因此其结构常与岩浆岩的晶粒结构相似,所以其结构命名上加“变晶”一词以示区别,根据变质作用进行的程度,可以分为变晶结构和变余结构,
变晶结构,它是变质岩最常见的结构,一般分为,等粒变晶结构,它与岩浆岩的等粒结构近似,如大理岩和石英岩等,斑状变晶结构,它与岩浆岩的斑状结构近似,如片麻岩等,鳞片变晶结构,它是由鳞片状矿物沿一定方向平行排列而形成的,各种片岩都具有这种结构,变余结构,由于变质作用进行不彻底,在变质岩中的个别部分残留着原来岩石的结构,(三)岩石的构造
(1).岩浆岩的构造,岩浆岩的构造特征,主要取决于岩浆冷凝时的环境,最常见的构造有,
块状构造,岩石中矿物晶粒无定向排列,不显层次,呈致密块状。具有等粒结构和斑状结构的岩石常呈块状构造,如花岗岩、花岗斑岩等深成岩石或浅成岩石,
流纹状构造,岩石中有不同颜色的条纹,或有拉长气孔以及有长条状矿物沿着一定方向排列所形成的外貌特征,称为流纹状构造,这是因为喷出地表的岩浆是在缓慢流动过程中迅速冷凝而成的,这种构造仅出现于喷出岩中,如流纹岩,
气孔状构造,岩石中分布有许多大小不同的圆形或椭圆形的气孔,称为气孔状构造,这是岩浆喷出地表降压时,由于其表层散热迅速而凝成硬壳,遂使部分气体无法逸出而占据空间形成的,气孔状构造常为玄武岩等喷出岩所具有,
杏仁状构造,岩石中气孔若在后期为硅,钙等物质充填,便形成了杏仁状构造,如某些玄武岩和安山岩等喷出岩的构造,气孔状构造和杏仁状构造多分布于熔岩的表面,(2).沉积岩的构造,沉积岩最显著的特征是具有层理构造,它是在不同时期或不同条件下先后沉积下来的物质在颗粒大小,形状,物质成分,颜色和排列方式等方面的差异而显示出来的成层现象,沉积岩的层理构造反映了沉积岩的形成环境,这是沉积岩区别于其他岩类的最明显的特征之一,
由于形成层理的条件不同,层理有各种不同的形态类型,常见的有水平层理,斜层理,交错层理等,根据层理可以推断沉积物的沉积环境和搬运介质的运动特征,层与层之间的界面称为层面,在层面上有时可以看到波痕,雨痕及泥面干裂的痕迹,不同沉积岩的层面之间的厚度,按其形成的条件,相差可能很悬殊,例如石灰岩的单层厚度可达一米,而页岩的层厚一般仅为一至二厘米,
在沉积岩中有时还可以看到许多化石,它们是经石化作用保存下来的动植物的遗骸和遗迹,如三叶虫,树叶等,常沿层理面平行分布,根据化石可以推断岩石形成的地理环境和确定岩层的地质年代,沉积岩的层理构造,层面特征和含有化石,是沉积岩在构造上区别于岩浆岩的重要特征,
(3).变质岩的构造,主要是块状构造和片理构造,
块状构造,岩石中全是晶粒矿物,分布均匀,无定向排列,呈致密块状构造,如大理岩和石英岩等常具有这种构造,
片理构造,片理构造是变质岩特有的,是从构造上区别其他岩石的一个显著特征,最主要的片理构造有,(1)片麻状构造,岩石中由片状矿物,柱状矿物和粒状矿物相间排列所形成的深色和浅色相同的条带状构造,为片麻岩所特有,(2)片状构造,重结晶作用明显,片状矿物,柱状矿物和板状矿物沿片理面富集,平行排列,片理很薄,沿片理面易剥开呈不规则的薄片,如云母片岩等,(3)板状构造,重结晶作用不明显,颗粒细密,光泽微弱,沿片理面裂开则成厚度一致的板状,如板岩,
(4)千枚状构造,片理薄,颗粒细密,沿片理面有绢云母出现,呈丝绢光泽,容易裂开呈千枚状,如千枚岩,
岩石的物理力学性质
岩类
注:未注明为岩体的数据,均为岩石试验数据。
[2]重庆建筑工程学院 同济大学 岩体力学 中国建筑工业出版社 1981.10北京
[3]工程地质手册编写委员会 工程地质手册(第三版)中国建筑工业出版社1992.12北京
在井巷工程,王猛主编,吉林大学出版社,2012年3月,ISBN-7-5601-8163-9中,有关岩石的内容,岩石的工程分类,煤的分类,按照
(1)岩石按坚硬程度分类,《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)
(2)岩石按风化程度分类,国际《岩土工程勘察规范》(GB50021-2002)
(3)普氏分级法
此方法是按岩石坚固性进行分级的方法,是用一个综合性的指标{坚固性系数f}来表示岩石破坏的相对难易程度,称f为普氏岩石坚固性系数,f值可用岩石的单向抗压强度R(MPa)除以10(MPa)求得,即f=R/10,根据f值的大小,可将岩石分为10个级共15种,f=20,石英岩,玄武岩,
f=15,花岗岩类,石英斑岩,硅质片岩洞,石英岩,砂岩,石灰岩,
f=10,石英质矿脉,砾岩,铁矿石,
f=8,大理岩,白云岩,黄铁矿,
f=6,砂岩,f=5,砂质页岩,泥质砂岩,f=4,页岩,砂岩,石灰岩,砾岩f=3,页岩,泥灰岩,f=2,白垩,岩盐,石膏,冻土,无烟煤,泥灰岩,砂岩,胶结卵石,粗砂粒,多石块的土,f=
1.5碎石土,页岩,烟煤,黏土,f=1,表土层,f=0.8黄土,细砾石,f=0.6,腐殖土,泥煤,湿砂,f=0.5,砂,松土,采下的煤,f==0.3,流沙,沼泽土壤,饱含水的黄土,饱含水的土壤,按照煤炭部对我国煤矿围岩分类,
稳定的岩层,完整的玄武岩,石英质砂岩,奥陶纪灰岩,茅口灰岩,大冶厚层灰岩,稳定性较好的岩层,胶结好的砂岩,砾岩,灰岩,
中等稳定的岩层,砂岩,砂质页岩,粉砂岩,石灰岩,硬质凝灰岩,
稳定性教差的岩层,页岩,泥岩,胶结不好的砂岩,硬煤,
不稳定的岩层,碳质页岩,花班泥岩,软质凝灰岩,煤,破碎的各类岩石,岩石的分类主要从以下两方面进行(1)按其成因可分为岩浆岩,沉积岩,变质岩,岩浆岩是指在内力地质作用下,地球内部的岩浆沿地壳裂隙侵入地壳或喷出地面冷凝而成的岩石,岩浆岩又称火成岩,其中,埋入地下深处或接近地表的称为侵入岩,喷出地表的称喷出岩,沉积岩是指岩石在外力地质作用下,经过风化,剥蚀成岩石碎屑,经流水,风等搬运作用搬运到低洼处沉积下来,而后再经过压紧或化学作用硬结而成的岩石,变质岩是指地壳的原岩(岩浆岩或沉积岩)因地壳运动,岩浆活动,在高温,高压和易发生化学反应的物质作用下,改变原岩的结构,构造和成分,形成的一种新的岩石,
(2)按其坚固性分为硬质岩石和软质岩石
硬质岩石是指饱和单轴极限抗压强度大于或等与30MPa(≥30MPa),常见的硬质岩石有花岗岩,石灰岩,石英岩,闪长岩,玄武岩,石英砂岩,硅质砾岩,花岗片麻岩等,软质岩石是指饱和单轴极限抗压强度小于30MPa(<30MPa),有页岩,泥岩,绿泥石片岩,云母片岩等岩石的结构
(1)岩浆岩的结构
粉为四种结构,显晶质结构,隐晶质结构,玻璃质结构,斑状结构常见的岩浆岩包括,酸性,浅色的花岗岩,花岗斑岩和流纹岩,中性,浅色的正长岩,正长斑岩,中性,深色的闪长岩,玢岩和安山岩,基性,深色的辉长岩,辉绿岩和玄武岩,超基性,深色的橄榄岩和辉岩,(2)沉积岩的结构
沉积岩分布广泛,约占地球表面积的75%,沉积岩的结构,按成因和组成物质不同,分为以下几种结构,即碎屑结构,砾状结构,竹叶状结构,砂状结构,泥质结构,结晶结构,胶状结构,生物结构,
沉积岩的种类包括屑岩,黏土岩,化学岩和生物化学岩,在屑岩中有砾岩,角砾岩,砂岩,凝灰岩,火山角砾岩,黏土岩包括泥岩,页岩,化学岩和生物化学岩包括石灰岩,泥灰岩,(3).变质岩的结构包括变晶结构,变余结构和压碎结构,变质岩有块状的大理岩和石英岩,板状的板岩,片状的云母片岩,绿泥石片岩,滑石片岩,片麻状的片麻岩,岩石的组成
对于岩浆岩,其中最常见矿物成分包括浅色矿物,石英,正长石,斜长石,白云母等,还包括深色矿物,黑云母,角闪石,辉石,橄榄石等,在酸性岩中,含有大量的游离的二氧化硅,在其中进行采掘作业时,有产生矽肺病的可能,沉积岩的成分,包括矿物和胶结物,矿物中有石英,长石,云母等原生矿物和方解石,白云石,石膏,黏土矿物等次生矿物,胶解物按其硬度与抗风化力大小,有硅质(二氧化硅SiO2),钙质(碳酸钙CaCO3),铁质(氧化铁FeO或三氧化二铁Fe2O3)和泥质四种,变质岩的矿物成分,除石英,长石,云母,方解石等矿物外,还具有特异的矿物滑石,绿泥石,蛇纹石和石榴石等,对采掘影响较大,这些矿物光滑柔软,且多呈片状,因而稳定性极差,不少矿山常因此而冒顶片帮,在金属矿,非金属矿及煤矿掘巷,露天矿开采时,利用正在掘进的巷道或已掘进好的巷道所处岩层的岩石作为降尘及吸尘材料,利用露天矿各地层岩石及矿石底板岩石作为降尘及吸尘材料,这些岩石有,岩浆岩,沉积岩,变质岩,花岗岩,石灰岩,石英岩,闪长岩,玄武岩,石英砂岩,硅质砾岩,花岗片麻岩,页岩,泥岩,绿泥石片岩,云母片岩,玄武岩,石英质砂岩,奥陶纪灰岩,茅口灰岩,大冶厚层灰岩,砂岩,砾岩,灰岩,砂质页岩,粉砂岩,石灰岩,硬质凝灰岩,页岩,泥岩,胶结不好的砂岩,硬煤,碳质页岩,花班泥岩,软质凝灰岩,煤,破碎的各类岩石,煤可用无烟煤、烟煤、褐煤,以及硅胶,活性炭,硅藻土,活性氧化铝,沸石,其它特殊类型的分子筛中制成颗粒或粉粒,及纳米级颗粒带电正负性与矿尘或煤尘带电正负性相反,或与矿尘或煤尘所带磁性相反,这样便可达到吸附及降尘作用。
2.利用正在掘进的巷道或已掘进好的巷道所处岩层的岩石作为降尘及吸尘材料,利用露天矿各地层岩石及矿石底板岩石作为降尘及吸尘材料,这些岩石有,岩浆岩,沉积岩,变质岩,花岗岩,石灰岩,石英岩,闪长岩,玄武岩,石英砂岩,硅质砾岩,花岗片麻岩,页岩,泥岩,绿泥石片岩,云母片岩,玄武岩,石英质砂岩,奥陶纪灰岩,茅口灰岩,大冶厚层灰岩,砂岩,砾岩,灰岩,砂质页岩,粉砂岩,石灰岩,硬质凝灰岩,页岩,泥岩,胶结不好的砂岩,硬煤,碳质页岩,花班泥岩,软质凝灰岩,煤,破碎的各类岩石,可将这些岩石中的壹种或壹种以上制成颗粒,颗粒粒径可大于10微米,也可小于10微米,也可制成粉粒或纳米级颗粒,煤可用无烟煤、烟煤、褐煤,按照中国国家标准GB5751-2009《中国煤炭分类》将煤进行分类,这些岩石制成颗粒或粉粒后,可对颗粒或粉粒表面改性,使上述岩石具有降尘或吸尘性质,上述岩石中,若把粒径教大的岩石变成粒径教小的或变成粉粒,可进行破碎,研磨,可把上述岩石制成纳米级材料,见权利要求1.有关内容
这些降尘材料可对岩浆岩中的酸性岩,包括浅色的花岗岩,花岗斑岩和流纹岩,所产生的二氧化硅(SiO2)进行降尘及吸尘。
3.在煤矿煤矿掘巷时,利用正在掘进的巷道或已掘进好的巷道所处岩层的岩石作为降尘及吸尘材料,利用露天煤矿各地层岩石及矿石底板岩石作为降尘及吸尘材料,这些岩石有,玄武岩,石英质砂岩,奥陶纪灰岩,茅口灰岩,大冶厚层灰岩,砂岩,砾岩,灰岩,砂质页岩,粉砂岩,石灰岩,硬质凝灰岩,页岩,泥岩,胶结不好的砂岩,硬煤,碳质页岩,花班泥岩,软质凝灰岩,煤,破碎的各类岩石,可将这些岩石中的壹种或壹种以上相混和制成颗粒,颗粒粒径可大于10微米,也可小于10微米,也可制成粉粒或纳米级颗粒,煤可用无烟煤、烟煤、褐煤,按照中国国家标准GB5751-2009《中国煤炭分类》将煤进行分类,这些岩石制成颗粒或粉粒后,可对颗粒或粉粒表面改性,使上述岩石具有降尘或吸尘性质,上述岩石中,若把粒径教大的岩石变成粒径教小的或变成粉粒,可进行破碎,研磨,可把上述岩石制成纳米级材料,见权利要求1.有关内容。
4.在金属矿、非金属矿及煤矿掘巷时,利用正在掘进的巷道或已掘进好的巷道所处岩层的岩石作为降尘及吸尘材料,利用露天矿各地层岩石及矿石底板岩石作为降尘及吸尘材料,这些岩石与白土,硅胶,活性炭,硅藻土,活性氧化铝,沸石,胶原纤维固化铁,胶原纤维固化锆,胶原纤维固化,其它特殊类型的分子筛其中的一种相混,即岩浆岩,沉积岩,变质岩,花岗岩,石灰岩,石英岩,闪长岩,玄武岩,石英砂岩,硅质砾岩,花岗片麻岩,页岩,泥岩,绿泥石片岩,云母片岩其中的壹种与白土,硅胶,活性炭,硅藻土,活性氧化铝,沸石,胶原纤维固化铁,胶原纤维固化锆,胶原纤维固化,其它特殊类型的分子筛其中的一种相混,混合物粒径可大于10微米,也可小于10微米,可将岩浆岩,沉积岩,变质岩,花岗岩,石灰岩,石英岩,闪长岩,玄武岩,石英砂岩,硅质砾岩,花岗片麻岩,页岩,泥岩,绿泥石片岩,云母片岩,白土,硅胶,活性炭,硅藻土,活性氧化铝,沸石,其它特殊类型的分子筛,胶原纤维固化铁,胶原纤维固化锆,胶原纤维固化铝中的壹种或壹种以上制成颗粒,颗粒粒径可大于10微米,也可小于10微米,也可制成粉粒或纳米级颗粒,这些岩石制成颗粒或粉粒后,可对颗粒或粉粒表面改性,使上述岩石具有降尘或吸尘性质,上述岩石中,若把粒径教大的岩石变成粒径教小的或变成粉粒,可进行破碎,研磨,可把上述岩石制成纳米级材料,见权利要求1.有关内容,白土,硅胶,活性炭,硅藻土,活性氧化铝,沸石,其它特殊类型的分子筛,胶原纤维固化铁,胶原纤维固化锆,胶原纤维固化铝制成颗粒或粉粒后,可对颗粒或粉粒表面改性,使白土,硅胶,活性炭,硅藻土,活性氧化铝,沸石,其它特殊类型的分子筛,胶原纤维固化铁,胶原纤维固化锆,胶原纤维固化铝降尘或吸尘性质更强,若把粒径教大的白土,硅胶,活性炭,硅藻土,活性氧化铝,沸石,其它特殊类型的分子筛,胶原纤维固化铁,胶原纤维固化锆,胶原纤维固化铝变成粒径教小的或变成粉粒,可进行破碎,研磨,可把白土,硅胶,活性炭,硅藻土,活性氧化铝,沸石,其它特殊类型的分子筛,胶原纤维固化铁,胶原纤维固化锆,胶原纤维固化铝制成纳米级材料,见权利要求1.有关内容,
白土分为漂白土和酸性白土,漂白土是一种天然粘土,其主要成分为硅铝酸盐,这种粘土经加热干燥后,可形成具有多孔结构的物质,SO和A120比值教低的白土,不经过酸化处理是没有吸附能力的,只有经过硫酸或盐酸处理后才具有吸附活性,用硫酸处理的工艺条件为,硫酸的浓度为20-40%,温度为80-110℃,时间为4到112小时,酸处理后的白土经洗涤,干燥,碾碎,即可获得酸性白土,活性白土是用粘土(主要是膨润土)为原料,经无机酸化或盐或其他方法处理,再经水漂洗,干燥制成的吸附剂,外观为乳白色粉末,无臭,无味,无毒,吸附性能很强,能吸附有色物,有机物,在空气中易吸潮,放置过久会降低吸附性,使用时宜加热(以80-100度为宜)复活,但是,加热至300摄氏度以上便开始失去结晶水,使结构发生变化,影响褪色效,活性白土不溶于,有机溶剂和各种油类中,几乎完全溶于热烧碱和盐酸中,相对密度2.3~2.5,在水及油中膨润极小,硅胶是由硅酸凝胶mSiO2·nH2O适当脱水而成的颗粒大小不同的多孔物质,具有开放的多孔结构,比表面(单位质量的表面积)很大,能吸附许多物质,是一种很好的干燥剂,吸附剂,硅胶的吸附作用主要是物理吸附,可以再生和反复使用,在碱金属硅酸盐(如硅酸钠)溶液中加酸,使之酸化,再加入一定量的电解质进行搅拌,即生成硅酸凝胶,或者在较浓的硅酸钠溶液中加酸或铵盐也能生成硅酸凝胶,将硅酸凝胶静置几小时使之老化,然后用热水洗去可溶性盐类,在60~70℃下烘干并在约300℃时活化,即可得硅胶,将硅酸凝胶用氯化钴溶液浸泡后再烘干和活化,可得变色硅胶,用它作干燥剂时,吸水前是蓝色,吸水后变红色,从颜色的变化可以看出吸水程度,以及是否需要再生处理,硅胶还广泛用于蒸气的回收,石油的精炼和催化剂的制备等方面,无机硅胶作为干燥剂来使用,可具体到以下几个方面,第一,主要用于仪器,仪表,设备等在密闭条件下的吸潮防锈,第二,与普通硅胶干燥剂配合使用,指示干燥剂的吸潮程度和判断环境的相对湿度,硅胶吸附剂是粉末状多孔固体,其起到吸附作用的基因是硅醇基上的羟基,这些羟基所处的形态不同,其吸附能力也不同,为增强硅胶的吸附力,应该增加吸附剂的活泼型结构单元,因此,如果将硅胶煅烧使其完全脱水,则硅胶的硅羟完全被破坏而减少甚至没有吸附能力,如果硅胶中加入大量水分,其吸附力也将减少,这是因为硅羟基与水形成了太多的氢键从而降低了其活活泼比例,将具有吸附作用的以上材料与活性炭相混合,活性炭,是黑色粉末状或块状,颗粒状,蜂窝状的无定形碳,也有排列规整的晶体碳,活性炭中除碳元素外,还包含两类掺和物,一类是化学结合的元素,主要是氧和氢,这些元素是由于未完全炭化而残留在炭中,或者在活化过程中,外来的非碳元素与活性炭表面化学结合,如用水蒸气活化时,活性炭表面被氧化或水蒸气氧化;另一类掺和物是灰分,它是活性炭的无机部分,灰分在活性碳中易造成二次污染,椰维炭是以椰壳为原料,经高温活化、碳化处理,同时负载光触媒,碳纤维而成的一种新型活性炭,其对有机气体吸附能力比普通活性炭高5倍至以上,吸附速率更快椰维炭具有发达的比表面积,丰富的微孔径,比表面积可达1000-1600m2/g,微孔体积90%左右,其微孔孔径为10A-40A,具有比表面积大,孔径适中,分布均匀,吸附速度快,杂质少等优点,活性炭的主要原料几乎可以是所有富含碳的有机材料,如煤,木材,果壳,椰壳,核桃壳,杏壳,枣壳等,这些含碳材料在活化炉中,在高温和一定压力下通过热解作用被转换成活性炭,在此活化过程中,巨大的表面积和复杂的孔隙结构逐渐形成,而所谓的吸附过程正是在这些孔隙中和表面上进行的,活性炭中孔隙的大小对吸附质有选择吸附的作用,这是由于大分子不能进入比它孔隙小的活性炭孔径内的缘故,活性炭是由含炭为主的物质作原料,经高温炭化和活化制得的疏水性吸附剂,活性炭含有大量微孔,具有巨大无比的表面积,能有效地去除色度,臭味,可去除二级出水中大多数有机物,包含某些有毒的重金属,影响活性炭吸附的因素有,活性炭污染物和某些无机的特性,被吸附物的特性和浓度,废水的PH值,悬浮固体含量等特性,接触系统及运行方式等,活性炭能有效吸附氯代烃,有机磷和氨基甲酸酯类杀虫剂,还能吸附苯醚,正硝基氯苯,萘,乙烯,二甲苯酚,苯酚,DDT,艾氏剂,烷基苯磺酸及许多酯类和芳烃化合物,二级出水中也含有不被活性炭吸附的有机物,如蛋白质的中间降解物质,比原有的有机物更难被活性炭吸附,活性炭对THMS的去除能力较低,仅达到23-60%,活性炭吸附法与其他处理方法联用,出现了臭氧-活性炭法,混凝吸附活性炭法,Habberer工艺,活性炭-硅藻土法等,使活性炭的吸附周期明显延长,用量减少,处理效果和范围大幅度提高,成型的晶碳,不含有机或无机胶成份,几乎都是碳元素,利用碳元素本身的粘接力定型为块状和蜂窝状,极少含灰份,不造成二次污染,特点是做为设备一部份,方便安装,不需要另外的包装物,可以附载各式催化剂而实现功能化,活性炭过滤原理,活性炭过滤器是将水中悬浮状态的污染物进行截留的过程,被截留的悬浮物充塞于活性炭间的空隙,滤层孔隙尺度以及孔隙率的大小,随活性炭料粒度的加大而增大,即活性炭粒度越粗,可容纳悬浮物的空间越大,其表现为过滤能力增强,纳污能力增加,截污量增大,同时,活性炭滤层孔隙越大,水中悬浮物越能被更深地输送至下一层活性炭滤层,在有足够保护厚度的条件下,悬浮物可以更多地被截留,使中下层滤层更好地发挥截留作用,机组截污量增加从严格的理论上讲,活性炭所具有的对悬浮物的截留能力来自活性炭所提供的表面积,流速低时,机组的过滤能力主要地来自活性炭的筛除作用,而流速快时,过滤能力来自活性炭颗粒表面的吸附作用,在过滤过程中活性炭所提供的颗粒表面积越大,对水中悬浮物的附着力越强,
活性炭吸附原理,根据吸附过程中,活性炭分子和污染物分子之间作用力的不同,可将吸附分为两大类,物理吸附和化学吸附(又称活性吸附),在吸附过程中,当活性炭分子和污染物分子之间的作用力是范德华力(或静电引力)时称为物理吸附,当活性炭分子和污染物分子之间的作用力是化学键时称为化学吸附,物理吸附的吸附强度主要与活性炭的物理性质有关,与活性炭的化学性质基本无关,由于范德华力较弱,对污染物分子的结构影响不大,这种力与分子间内聚力一样,故可把物理吸附类比为凝聚现象,物理吸附时污染物的化学性质仍然保持不变,由于化学键强,对污染物分子的结构影响较大,故可把化学吸附看做化学反应,是污染物与活性炭间化学作用的结果化学吸附一般包含电子对共享或电子不是简单的微扰或弱极化作用,是不可逆的化学反应过程,物理吸附和化学吸附的根本区别在于产生吸附键的作用力,吸附过程是污染物分子被吸附到固体表面的过程,分子的自由能会降低,因此,吸附过程是放热过程,所放出的热称为该污染物在此固体表面上的吸附热,由于物理吸附和化学吸附的作用力不同,它们在吸附热,吸附速率,吸附活化能,吸附温度,选择性,吸附层数和吸附光谱等方面表现出一定的差异,吸附是一种物质附着在另一种物质表面上的缓慢作用过程,吸附是一种界面现象,其与表面张力,表面能的变化有关,引起吸附的推动能力有两种,一种是溶剂水对疏水物质的排斥力,另一种是固体对溶质的亲和吸引力,废水处理中的吸附,多数是这两种力综合作用的结果,活性炭的比表面积和孔隙结构直接影响其吸附能力,在选择活性炭时,应根据废水的水质通过试验确定,对印染废水宜选择过渡孔发达的炭种,此外,灰分也有影响,灰分愈小,吸附性能愈好,吸附质分子的大小与炭孔隙直径愈接近,愈容易被吸附,吸附质浓度对活性炭吸附量也有影响,在一定浓度范围内,吸附量是随吸附质浓度的增大而增加的,另外,水温和pH值也有影响,吸附量随水温的升高而减少,
硅藻土是一种硅质岩石,主要分布在中国,美国,日本,丹麦,法国,罗马尼亚等国,是一种生物成因的硅质沉积岩,它主要由古代硅藻的遗骸所组成,其化学成分以SiO2为主,可用SiO2·nH2O表示,矿物成分为蛋白石及其变种,我国硅藻土储量3.2亿吨,远景储量达20多亿吨,主要集中在华东及东北地区,其中规模较大,储量较多的有吉林(54.8%,其中吉林省临江市探明储量占亚洲第一位),浙江,云南,山东,四川等省,分布虽广,但优质土仅集中于吉林长白山地区,其他矿床大多数为3~4级土,由于杂质含量高,不能直接深加工利用,硅藻土的化学成分主要是SiO2,含有少量的Al2O3,Fe2O3,CaO,MgO等和有机质,硅藻土的密度1.9-
2.3g/cm3,堆密度0.34-0.65g/cm3,比表面积40-65m/g,孔体积0.45-0.98m,吸水率是自身体积的2-4倍,熔点1650C-1750℃,在电子显微镜下可以观察到特殊多孔的构,含有少量的Al2O3,Fe2O3,CaO,MgO,K2O,Na2O,P2O5和有机质,SiO2通常占80%以上,最高可达94%,优质硅藻土的氧化铁含量一般为1~1.5%,氧化铝含量为3~6%,硅藻土的矿物成份主要是蛋白石及其变种,其次是粘土矿物-水云母,高岭石和矿物碎屑,矿物碎屑有石英,长石,黑云母及有机质等,有机物含量从微量到30%以上,硅藻土的颜色为白色,灰白色,灰色和浅灰褐色等,有细腻,松散,质轻,多孔,吸水性和渗透性强的性质,硅藻土的氧化硅多数是非晶体,碱中可溶性硅酸含量为50~80%,非晶型SiO2加热到800~1000℃时变为晶型,碱中可溶性硅酸可减少到20~30%,硅藻土由无定形的SiO2组成,并含有少量Fe2O3,CaO,MgO,Al2O3及有机杂质,硅藻土通常呈浅黄色或浅灰色,质软,多孔而轻,显微镜下可观察到天然硅藻土的特殊多孔性构造,这种微孔结构是硅藻土具有特征理化性质的原因,硅藻土作为载体的主要成分是SiO2,例如工业钒催化剂的活性组分是V2O5,助催化剂为碱金属硫酸盐,载体为精制硅藻土,实验表明,SiO2对活性组分起稳定作用,且随K2O或Na2O含量增加而加强,催化剂的活性还与载体的分散度及孔结构有关,硅藻土用酸处理后,氧化物杂质含量降低,SiO2含量增高,比表面积和孔容也增大,所以精制硅藻土的载体效果比天然硅藻土好,硅藻土一般是由统称为硅藻的单细胞藻类死亡以后的硅酸盐遗骸形成的,其本质是含水的非晶质SiO2,硅藻在淡水和咸水中均可生存,种类很多,一般可分为,“中心目”硅藻和“羽纹目”硅藻每一目中,又有许多“属”,相当复杂,天然硅藻土的主要成分是SiO2,优质者色白,SiO2含量常超过70%,单体硅藻无色透明,硅藻土的颜色取决于粘土矿物及有机质等,不同矿源硅藻土的成分不同,硅藻土,是被称之为硅藻的单细胞植物死亡后经过1至2万年左右的堆积期,形成的一种化石性的硅藻堆积土矿床,硅藻是最早在地球上出现的原生生物之一,生存在海水或者湖水中,这种硅藻土是由单细胞水生植物硅藻的遗骸沉积所形成,这种硅藻的独特性能在于能吸收水中的游离硅形成其骨骸,当其生命结束后沉积,在一定的地质条件下形成硅藻土矿床,它具有一些独特的性能,如,多孔性,较低的密度,较大的比表面积,相对的不可压缩性及化学稳定性,在通过对原土的粉碎,分选,煅烧,气流分级,去杂等加工工序改变其粒度的分布状态及表面性藻土提纯方法主要分为,物理、化学和物理化学综合,擦洗法,可适用于涂料油漆添加剂等多种工业要求,擦洗法提纯硅藻土的前提是通过擦洗将原料颗粒打细,尽量使固结,在硅藻壳上的粘土等矿物杂质脱离,为分离提纯创造条件,然后根据各矿物性质和颗粒范围的不同,其中石英泥含铁矿物,砂的颗粒大,因沉降快可先分出,而粘土杂质蒙脱石经搅拌擦洗已经分散成很小的颗粒,并与硅藻土带有相同的负电荷,彼此同性相斥,所以具有良好的悬浮性和分散性,故可以在料浆中加入氧氧化钠等分散剂来强化蒙脱石的悬浮性和分散性,蒙脱石粒子很难沉淀,而硅藻土粒子在料浆中沉降速度比蒙脱石粒子要快很多,把以蒙脱石为主的悬浮液分出,就可获得以硅藻士为主的硅藻精土,通过擦洗法去除部分蒙脱石等粘土矿物和粗粒泥沙,使硅藻土的比表面积和孔容积略增,艾显盛等以内蒙赤峰低品位硅藻土为原料,研究了擦洗浓度,擦洗时间,擦洗次数,分散剂等对其物理提纯效果的影响,擦洗法可去除硅藻壳体外面的杂质,但对清除硅藻微孔内的杂质作用不大,擦洗法提纯硅藻土工艺简单,设备投资少,易于实现工业化生产,但占地面积较大,用水量大,生产周期较长,硅藻精土烘干耗能也较大,酸浸法通过剥片后酸洗,除去了矿浆中大部分铁和铝等杂质,沉降分级第二次得到硅的含量为91.27%的硅藻土精矿,经过粗选,剥,酸浸处理的精矿达到了预期要求,硅含量由71.86%增至91.27%,有效的去除了杂质,提升了比表面积,整个工艺流程产率约为40,Gulling Zhang等研究了酸浸对于硅藻孔结构的修饰作用,认为酸浸法不但提高硅藻土含量,还可以对硅藻孔结构进行修饰,Osman San等研究了酸浸对硅藻土过滤性能及孔隙率的影响,并利用酸浸硅藻土制备硅藻土过滤材料和多孔陶瓷材料,文斐等人通过剥片后酸洗,除去了矿浆中大部分铁和铝等杂质,再经一次沉降分级得到硅含量91.27%的硅藻土精矿,经过粗选,剥片,酸浸处理后的最终精矿达到了预期要求,硅含量由71.86%增至91.27%,杂质得以有效去除,比表面也有很大提升,整个工艺流程产率约为40%。Guilong Zhang等人研究了酸浸对于硅藻孔结构的修饰作用,认为酸浸法不仅可以提高硅藻含量,还可以对硅藻孔结构进行修,Osman San等人研究了酸浸对硅藻土过滤性能及孔隙率的影响,并利用酸浸硅藻土制备硅藻土,过滤材料与多孔陶瓷材料,但常规酸浸法提纯时间长,酸用量大,成本高,污染环境等,不利于工业生产,大大影响了其应用前景,微波强化硅藻土酸浸提纯工艺研究不仅能较好地缩短浸取时间,而且能使浸出率提高,日本北见工业大学的研究成果表明,用硅藻土生产的室内外涂料,装修材料除了不会散发出对人体有害的化学物质外,还有改善居住环境的作用,首先,可以自动调节室内湿度,硅藻土的主要成分是硅酸质,用它生产的室内外涂料,壁材具有超纤维,多孔质等特性,其超微细孔比木炭还要多出5000到6000倍,在室内的湿度上升时,硅藻土壁材上的超微细孔能够自动吸收空气中的水份,将其储存起来,如果室内空气中的水份减少,湿度下降,硅藻土壁材就能够将储存在超微细孔中的水份释放出,其次,硅藻土壁材还具有消除异味的功能,保持室内清洁,研究和实验结果表明,硅藻土能起到除臭剂的作用,如果在硅藻土中添加氧化钛制成复合材料,能够长时间消除异味和吸收,分解有害化学物质,并能够长期保持室内墙面清洁,即使家中有吸烟者,墙壁也不会发黄,第三,研究报告认为,硅藻土装修材料还能够吸收和分解引起人过敏的物质,产生医疗效果,硅藻土壁材对水分的吸收和释放能够产生瀑布效果,将水分子分解成正负离,由于水分子被包裹,形成正负离子群,然后以水分子为载体,在空气中四处浮游,拥有杀菌能,在空气中到处浮游的正负离子群遇到了过敏物质以及其他细菌,霉菌等有害物质,就能立即将其进行包围和隔,然后,正负离子群中性能最活跃的氢氧根离子与这些有害物质进行剧烈的化学反应,最后将它们彻底分解成水分子等无害,硅藻土的主要矿物成分为蛋白石,并含有粘土(高岭石类、水分母类及少量胶岭石类),炭质(有机质),铁质(褐铁矿,赤铁矿,黄铁矿),碳酸盐矿物(方解石,白云石,少量菱铁矿),石英,白云母,海绿石,长石,蛋白石本身无色,呈半透明状的产生一种乳光,由于吸附带色的杂质及离子,使蛋白石呈显各种色调,如铁质混染使蛋白石里黄褐,褐色,炭质混染呈灰黑,蛋白石常成致密块状,钟乳状,瘤状团块,结核状和球粒结构及各类沉积岩中的次生充填物,当蛋白石脱水及陈化作用或应力作用,则产生电裂纹和角砾状外貌,转化为变胶体矿物石英,石髓,或蛋白石在偏光作用下显示局部不均一的非均质,粘土矿物,炭质粘土矿物及炭质是硅藻土中主要伴生矿物,粘土矿物呈显微鳞片状分布于硅藻粒四周,当粘土矿物含量为主要成分时,则起着胶结硅藻的作用,炭质成质点状,块状或成层状与硅藻土共生,炭质均为变质程度很低的,硅仍保留植物结构的泥炭及褐煤,藻土是一种具有生物结构的岩石,主要由80~90%,有的达90%以上的硅藻壳组成,海水,湖水中的氧化硅的主要消耗者就是硅藻,构成硅藻软泥,在成岩过程中经石化阶段形成硅藻土,硅藻壳由蛋白石组成,硅藻在生长繁衍过程中,吸取水中胶态二氧化硅,并逐步转变为蛋白石,硅藻土中硅藻含量越多,杂质越少,则颜色越白,质越轻,比重一般在0.4-0.9g/cm3,由于硅藻体具有众多的壳体孔洞,使硅藻土具多孔质构造,硅藻土的孔隙度达90-
92%,吸水性强烈,粘舌,由于硅藻颗粒细小,使硅藻土细腻,滑润,硅藻土在酸中(HCl、H2SO4、HNO3)不溶解,但溶于HF和KOH,硅藻土是一种生物成因的硅质沉积岩,主要由古代硅藻遗体组成,其化学成份主要是SiO2,含有少量Al2O3,Fe2O3,CaO,MgO,K2O,Na2O,P2O5和有机质,硅藻土中的硅藻有许多不同的形状,如圆盘状,针状,筒状,羽状等,松散密度为0.3-
0.5g/cm3,莫氏硬度为1~1.5(硅藻骨骼微粒为4.5-5mm),孔隙率达80-90%,能吸收其本身重量1.5-4倍的水,是热,电,声的不良导体,熔点1650-1750℃,化学稳定性高,除溶于氢氟酸以外,不溶于任何强酸,但能溶于强碱溶液中,有吸附性质的煤颗粒与活性氧化铝(氧化铁,氧化猛)混合,降解工业废气及汽车尾气排放所产生的雾霾,氧化铝指的是氧化铝的水合物加热脱水而形成的多孔物质,氧化铝可以吸附极性分子,氧化铝依据制备工艺不同,通常比表面积可在每克达150-300米,并且可以在高温条件下再生,氧化铝品相结构中能起吸附作用的主要是Y-型,这种Y-型氧化铝(也称活性氧化铝)常用作石油气的脱硫及含氟废气的净化,有吸附性质一上材料与沸石混合,1932年,McBain提出了“分子筛”的概念,表示可以在分子水平上筛分物质的多孔材料,虽然沸石只是分子筛的一种,但是沸石在其中最具代表性,因此“沸石”和“分子筛”这两个词经常被混用,人造沸石是,磺酸化聚苯乙烯,天然沸石,铝硅酸钠,沸石族矿物常见于喷出岩,特别是玄武岩的孔隙中,也见于沉积岩、变质岩及热液矿床和某些近代温泉沉积中,河北省围场县为目前我国境内已发现的沸石储量最高的地区,沸石储量20亿吨以上,沸石的一般化学式为,AmBpO2p·nH2O,结构式为A(x/q)[(AlO2)x(SiO2)y]n(H2O)其中,A为Ca,Na,K,Ba,Sr等阳离子,B为Al和Si,p为阳离子化合价,m为阳离子数,n为水分子数,x为Al原子数,y为Si原子数,(y/x)通常在1~5之间,(x+y)是单位晶胞中四面体的个数,分子量,218.247238EINECS号215-283-8自然界已发现的沸石有80多种,较常见的有方沸石,菱沸石,钙沸石,片沸石钠沸石,丝光沸石,辉沸石等,都以含钙,钠为主,它们含水量的多少随外界温度和湿度的变化而变化,晶体所属晶系随矿物种的不同而异,以单斜晶系和正交晶系(斜方晶系)的占多数,方沸石,菱沸石常呈等轴状晶形,片沸石,辉沸石呈板状,毛沸石、丝光沸石呈针状或纤维状,钙十字沸石和辉沸石双晶常见,纯净的各种沸石均为无色或白色,但可因混入杂质而呈各种浅色,玻璃光泽,解理随晶体结构而异,莫氏硬度中等,比重介于2.0~2.3,含钡的则可达2.5~2.8,沸石主要形成于低温热液阶段,常见于喷出岩气孔中,也见于热液矿床和近代温泉沉积中,沸石可以借水的渗滤作用,以进行阳离子的交换,其成分中的钠,钙离子可与水溶液中的钾,镁等离子交换,工业上用以软化硬水,沸石的晶体结构是由硅(铝)氧四面体连成三维的格架,格架中有各种大小不同的空穴和通道,具有很大的开放性,碱金属或碱士金属离子和水分子均分布在空穴和通道中,与格架的联系较弱,不同的离子交换对沸石结构影响很小,但使沸石的性质发生变化,晶格中存在的大小不同空腔,可以吸取或过滤大小不同的其他物质的分子,工业上常将其作为分子筛,以净化或分离混合成分的物质,如气体分离,石油净化,处理工业污染等,沸石有很多种,已经发现的就有36种,它们的共同特点就是具有架状结构,就是说在它们的晶体内,分子像搭架子似地连在一起,中间形成很多空腔,因为在这些空腔里还存在很多水分子,因此它们是含水矿物,这些水分在遇到高温时会排出来,比如用火焰去烧时,大多数沸石便会膨胀发泡,像是沸腾一般,沸石的名字就是因此而来,不同的沸石具有不同的形态,如方沸石和菱沸石一般为轴状晶体,片沸石和辉沸石则呈板状,丝光沸石又成了针状或纤维状等等,各种沸石如果内部纯净的话,它们应该是无色或白色,但是如果内部混入了其他杂质,便会显出各种浅浅的颜色来,沸石还具有玻璃样的光泽,我们知道沸石中的水分可以跑出来,但这并不会破坏沸石内部的晶体结构,因此,它还可以再重新吸收水或其他液体,于是,这也成了人们利用沸石的一个特点,我们可以用沸石来分离炼油时产生的一些物质,可以让它使空气变得干燥,可以让它吸附某些污染物,净化和干燥酒精等等,沸石矿物有布,特别多见于由火山碎屑形成的沉积岩石中,在土壤中也,有发现,沸石的晶体构造可分为三种组分,(1)铝硅酸盐骨架,(2)骨架很广的分内含可交换阳离子M的孔道和空洞,(3)潜在相的水分子,即沸石水,沸石的构造与石英,长石的骨架有些不同,石英,长石的骨架构造比较严紧,比重2.6~2.7,而沸石的骨架构造比较空疏,比重2.0~2.2,其脱水后的空腔可大至47%,如菱沸石,甚至50%,如合成沸石,在长石构造中,金属阳离子都限制在O离子构成的晶体骨架的空隙间,除非晶体被破坏,这些金属阳离子是很难自由活动的,Na或K被Ca交换,必须与Si,Al的置换同时进行,比的改变,在似长石构造中,金属阳离子位于比较开阔的相互通连的空隙间,即成对置换,必然引起Si/Al比重2.14~2.45,阳离子可以通过构造的通路互相交换,而不破坏其晶体骨架,水方钠石和水霞石曾被认为是沸石族矿物在沸石构造中,金属阳离子位于晶体构造较大并相互通连的孔道或空洞间因此,阳离子可自由地通过孔道发生交换作用,而不能影响其晶体骨架,像2(Na,K)(Ca2+)这样的交换,在沸石中是容易发生的,而在长石中是不能的,这种形式的交换作用,可能是离子交换的极端形式,只限于沸石及类似的矿物,沸石的水分子与骨架离子和可交换金属阳离子的联系,一般都是松弛而微弱的,这些水分子比阳离子更自由地可以移动和出入孔道,在有热力的趋使下,可自由地脱,附而不影响其骨架构造,是沸石族矿物的总称,是一种含水的碱金属或碱土金属的铝硅酸矿物,按沸石矿物特征分为架状,片状,纤维状及未分类四种,按孔道体系特征分为一维,二维,三维体系,任何沸石都由硅氧四面体和铝氧四面体组成,四面体只能以顶点相连,即共用一个氧原子,而不能“边”或“面”相连,铝氧四面体本身不能相连,其间至少有一个硅氧四面体,而硅氧四面体可以直接相连,硅氧四面体中的硅,可被铝原子置换而构成铝氧四面体,但铝原子是三价的,所以在铝氧四面体中,有一个氧原子的电价没有得到中和,而产生电荷不平衡,使整个铝氧四面体带负电,为了保持中性,必须有带正电的离子来抵消,一般是由碱金属和碱土金属离子来补偿,如Na,Ca及Sr,Ba,K,Mg等金属离子,由于沸石具有独特的内部结构和结晶化学性质,因而使沸石拥有多种可供工农业利用的特性,世界上已发现的天然沸石一般为浅灰色,有时为肉红色,拿在手上明显感到比一般石头轻,这是因为沸石内部充满了细微的孔穴和通道,比蜂房要复杂得多,假如把沸石比作旅馆,那么
1立方微米的这种“超级旅馆”内竟有100万个“房间”,的这些房间能根据“旅客”(分子和离子)的性,别、高矮,胖瘦,嗜好的不同自动开门或挡驾,绝对不会让“胖子”到“瘦子”的房间去,也不会使高个子与矮个子同住一室,根据沸石的这一特性,人们用它来筛选分子,获得很好的效果,这对在工业废液中回收铜,铅,镉,镍,钼等金属微粒具有特别重要的意义,沸石具有吸附性,离子交换性,催化和耐酸耐热等性能,因此被广泛用作吸附剂,离子交换剂和催化剂,也可用于气体的干燥,净化和污水处理等方面,沸石还具有“营养”价值,在饲料中添加5%的沸石粉,能使禽畜生长加快,体壮肉鲜,产蛋率高,由于沸石的多孔性硅酸盐性质,小孔中存有一定量的空气,常被用于防暴沸,在加热时,小孔内的空气逸出,起到了气化核的作用,小气泡很容易在其边角上形成。
5.岩浆岩,沉积岩,变质岩,花岗岩,石灰岩,石英岩,闪长岩,玄武岩,石英砂岩,硅质砾岩,花岗片麻岩,页岩,泥岩,绿泥石片岩,云母片岩其中的两种或两种以上先混合,所得到的混合物再于白土,硅胶,活性炭,硅藻土,活性氧化铝,沸石,其它特殊类型的分子筛,胶原纤维固化铁,胶原纤维固化锆,胶原纤维固化铝其中的两种或两种以上混合物相混合,混合物粒径可大于10微米,也可小于10微米,可将岩浆岩,沉积岩,变质岩,花岗岩,石灰岩,石英岩,闪长岩,玄武岩,石英砂岩,硅质砾岩,花岗片麻岩,页岩,泥岩,绿泥石片岩,云母片岩,白土,硅胶,活性炭,硅藻土,活性氧化铝,沸石,胶原纤维固化铁,胶原纤维固化锆,胶原纤维固化,其它特殊类型的分子筛中的壹种或壹种以上制成颗粒,颗粒粒径可大于10微米,也可小于10微米,也可制成粉粒或纳米级颗粒,见权利要求1.有关内容。
6.在煤矿掘巷时,利用正在掘进的巷道或已掘进好的巷道所处岩层的岩石作为降尘及吸尘材料,利用露天煤矿各地层岩石及矿石底板岩石作为降尘及吸尘材料,这些岩石有,玄武岩,石英质砂岩,奥陶纪灰岩,茅口灰岩,大冶厚层灰岩,砂岩,砾岩,灰岩,砂质页岩,粉砂岩,石灰岩,硬质凝灰岩,页岩,泥岩,胶结不好的砂岩,硬煤,碳质页岩,花班泥岩,软质凝灰岩,煤,破碎的各类岩石,将这些岩石中的壹种与白土,硅胶,活性炭,硅藻土,活性氧化铝,沸石,胶原纤维固化铁,胶原纤维固化锆,胶原纤维固化,其它特殊类型的分子筛中的壹种相混合,将玄武岩,石英质砂岩,奥陶纪灰岩,茅口灰岩,大冶厚层灰岩,砂岩,砾岩,灰岩,砂质页岩,粉砂岩,石灰岩,硬质凝灰岩,页岩,泥岩,胶结不好的砂岩,硬煤,碳质页岩,花班泥岩,软质凝灰岩,煤,破碎的各类岩石,将这些岩石中的两种或两种以上相混合,此混合物与白土,硅胶,活性炭,硅藻土,活性氧化铝,沸石,胶原纤维固化铁,胶原纤维固化锆,胶原纤维固化,其它特殊类型的分子筛中的两种或两种以上相混合后的混合物再混合,玄武岩,石英质砂岩,奥陶纪灰岩,茅口灰岩,大冶厚层灰岩,砂岩,砾岩,灰岩,砂质页岩,粉砂岩,石灰岩,硬质凝灰岩,页岩,泥岩,胶结不好的砂岩,硬煤,碳质页岩,花班泥岩,软质凝灰岩,煤,破碎的各类岩石,白土,硅胶,活性炭,硅藻土,活性氧化铝,沸石,胶原纤维固化铁,胶原纤维固化锆,胶原纤维固化,其它特殊类型的分子筛可制成颗粒,颗粒粒径可大于10微米,也可小于10微米,也可制成粉粒或纳米级颗粒,混合后的混合物可制成颗粒,颗粒粒径可大于
10微米,也可小于10微米,也可制成粉粒或纳米级颗粒,见权利要求1.有关内容。
7.岩浆岩,沉积岩,变质岩,花岗岩,石灰岩,石英岩,闪长岩,玄武岩,石英砂岩,硅质砾岩,花岗片麻岩,页岩,泥岩,绿泥石片岩,云母片岩,玄武岩,石英质砂岩,奥陶纪灰岩,茅口灰岩,大冶厚层灰岩,砂岩,砾岩,灰岩,砂质页岩,粉砂岩,石灰岩,硬质凝灰岩,页岩,泥岩,胶结不好的砂岩,硬煤,碳质页岩,花班泥岩,软质凝灰岩,煤,破碎的各类岩石,煤可用无烟煤、烟煤、褐煤,与多空材料混合,制造出复合多孔吸附及降尘材料,岩浆岩,沉积岩,变质岩,花岗岩,石灰岩,石英岩,闪长岩,玄武岩,石英砂岩,硅质砾岩,花岗片麻岩,页岩,泥岩,绿泥石片岩,云母片岩,玄武岩,石英质砂岩,奥陶纪灰岩,茅口灰岩,大冶厚层灰岩,砂岩,砾岩,灰岩,砂质页岩,粉砂岩,石灰岩,硬质凝灰岩,页岩,泥岩,胶结不好的砂岩,硬煤,碳质页岩,花班泥岩,软质凝灰岩,煤,破碎的各类岩石,煤可用无烟煤、烟煤、褐煤中的壹种或两种以上也可与白土,硅胶,活性炭,硅藻土,活性氧化铝,沸石,胶原纤维固化铁,胶原纤维固化锆,胶原纤维固化,其它特殊类型的分子筛中的壹种或两种以上相混合,制造出复合多孔吸附及降尘材料,复合多孔吸附及降尘材料颗粒粒径可大于10微米,也可小于10微米,也可制成粉粒或纳米级颗粒,见权利要求1.有关内容,在金属矿,非金属矿及煤矿掘巷,露天矿开采时,利用正在掘进的巷道或已掘进好的巷道所处岩层的岩石作为降尘及吸尘材料,利用露天矿各地层岩石及矿石底板岩石作为降尘及吸尘材料,这些岩石有,岩浆岩,沉积岩,变质岩,花岗岩,石灰岩,石英岩,闪长岩,玄武岩,石英砂岩,硅质砾岩,花岗片麻岩,页岩,泥岩,绿泥石片岩,云母片岩,玄武岩,石英质砂岩,奥陶纪灰岩,茅口灰岩,大冶厚层灰岩,砂岩,砾岩,灰岩,砂质页岩,粉砂岩,石灰岩,硬质凝灰岩,页岩,泥岩,胶结不好的砂岩,硬煤,碳质页岩,花班泥岩,软质凝灰岩,煤,破碎的各类岩石,煤可用无烟煤、烟煤、褐煤,在这些岩石中的一种或两种以上加入硅胶,活性炭,硅藻土,活性氧化铝,沸石,其它特殊类型的分子筛中的一种以上的混合材料,制成多孔材料,多孔材料所带电正负性与矿尘或煤尘带电正负性相反,多孔材料矿尘或煤尘所带磁性相反,这样便可达到吸附及降尘作用,含一定数量孔洞的固体叫多孔材料,是一种由相互贯通或封闭的孔洞构成网络结构的材料,孔洞的边界或表面由支柱或平板构成,典型的孔结构有一种是由大量多边形孔在平面上聚集形成的二维结构,由于其形状类似于蜂房的六边形结构而被称为“蜂窝”材料更为普遍的是由大量多面体形状的孔洞在空间聚集形成的三维结构,通常称之为“泡沫”材料,有的文献把孔隙率充分的叫多孔材料,大于的叫泡沫材料,而从大量的国内外文献来看,称为泡沫材料的孔隙率并未大于,如熟知的泡沫铝,其孔隙率往往低于,有的文献把孔隙率从一的叫泡沫材料,还有的文献则认为,由于该材料最初采用发泡法制备,曾称之为发泡材料,以后发展了渗流等制备法,称之为通气性材料,更合适的名称应为多孔泡沫材料,简称多孔材料或泡沫材料,总之,没有一个统一,严格,公认的定义,多数学者将多孔材料和泡沫材料视为等同概念,多孔材料在自然界中普遍存在如木材,软木,海绵和珊瑚等
(“cellulose”这个词就来源于意为“充满小孔的”拉丁小词“cellula”),
千百年来,这些天然的多孔材料被人们广泛利用,在多年前的古埃及金字塔中就已经使用了木制建材在罗马时代软木就被用作酒瓶的瓶塞,近代人们开始自己制造多孔材料,其中最简单的是由大量相似的棱形孔洞组成的蜂窝状材料,可用作轻质构件,更常见的是高分子泡沫材料,其用途广泛,可用于小到随处可见的咖啡杯,大到飞机坐舱的减震垫,现代技术的发展使得金属,陶瓷,玻璃等材料也能像聚合物那样发泡,这些新型泡沫材料正逐渐地被用作绝缘,缓冲,吸收冲击能量的材料,从而发挥了其由多孔结构决定的独特的综合性能,
上面按孔径尺寸分类的方法源国际纯化学及应用化学组织,为推动多孔材料的研究,推荐了上述专门术语,按照孔径大小的不同,多孔材料又可以分为微孔(孔径小于2nm)材料,介孔(孔径2-50nm)材料和大孔(孔径大于50nm)材料,相对连续介质材料而言,多孔材料一般具有相对密度低,比强度高,比表面积高,重量轻,隔音,隔热,渗透性好等优点,具体来说多孔材料一般有如下六种特性,
渗透性
由于人们已经能制造出规则孔型而且排列规律的多孔材料,并且,孔的尺寸和方向已经可以控制,利用这种性能可以制成分子筛,比如高效气体分离膜,可重复使用的特殊过滤装置等,
多孔材料吸附性
由于每种气体或液体分子的直径不同,其运动的自由程度不同,所以不同孔径的多孔材料对不同气体或液体的吸附能力就不同,可以利用这种性质制作出用于空气或水净化的高效气体或液体分离膜,这种分离膜甚至还可重复使用,
多孔材料化学性能
多孔材料由于密度的变小,一般材料的活性都将增加,基于具有分子识别功能的多孔材料而产生的造人酶,能大大提高催化反应速度,烧结多孔材料虽然力学性能和耐腐蚀性能等因存在孔隙而不如致密金属,但有些性能如热交换能力,电化学活性,催化作用等却因比表面增大而比致密金属好得多,多孔材料还具有一系列致密金属所没有的功能,如孔隙能透过气,液介质,能吸收能量,或起缓冲作用,烧结多孔材料因用途不同而各具特殊性能,如对过滤材料要求过滤精度,透过性和再生性,对某些多孔材料要求热交换效率,电化学活性,声阻性,电子发射能力等,表征多孔结构的主要参数是,孔隙度,平均孔径,最大孔径,孔径分布,孔形和比表面,除材质外,材料的多孔结构参数对材料的力学性能和各种使用性能有决定性的影响,由于孔隙是由粉末颗粒堆积,压紧,烧结形成的,因此,原料粉末的物理和化学性能,尤其是粉末颗粒的大小,分布和形状,是决定多孔结构乃至最终使用性能的主要因素,多孔结构参数和某些使用性能(如透过性等)都有多种测定原理和方法,孔径常用气泡法,气体透过法,吸附法和汞压法等来测定,比表面常用低温氮吸附法和流体透过法来测定,选择测定方法时应尽量选用与使用条件相近的方法,流体透过多孔体的运动在层流条件下服从达西公式,即流速与压力梯度成正比,与流体粘度成反比,其比例常数即透过系数为反映材料透过能力的特征参数,当贯通孔隙度,孔径增大时,或多孔体厚度,流体粘度减小时,烧结多孔材料的透过能力随之增大,烧结多孔材料的力学性能不仅随孔隙度,孔径的增大而下降,还对孔形非常敏感,即与“缺口”效应有关,孔隙度不变时,孔径小的材料透过性小,但因颗粒间接触点多,故强度大,过滤精度即阻截能力是指透过多孔体的流体中的最大粒子尺寸,一般与最大孔径值有关,孔径分布是多孔结构均匀性的判据,对于过滤材料要求在有足够强度的前提下,尽可能增大透过性与过滤精度的比值,根据这些原理,发展出用分级的球形粉末为原料,制成均匀的多孔结构,用粉末轧制法制造多孔的薄带和焊接薄壁管,发展出粗孔层与细孔层复合的双层多孔材料,多孔材料可由多种金属和合金以及难熔金属的碳化物,氮化物,硼化物和硅化物等制成,但常用的是青铜,不锈钢,镍及钛等,多孔材料的孔隙度一般在15%以上,最高可达90%以上,孔径从几百埃到毫米级,多孔材料的孔隙度一般粗分为低孔隙度(<30%),中孔隙度(30~60%),高孔隙度(>60%)三类,孔径分为粗孔(>50nm),中等孔(2~50nm)和微孔(<2nm)三种,低孔隙度的多孔材料主要是含油轴承,高孔隙度的还包括金属纤维多孔材料和泡沫金属,主要用于电池极板,绝热,消音,防震等,大量使用的过滤材料和发汗冷却材料(见金属发汗材料)多为中等孔隙度,过滤用的多孔材料可按过滤精度和流量分成等级系列,制造多孔材料的粉末原料,可根据用途和性能要求,选用球形和不规则形状的粉末或金属纤维,用球形粉末易于获得流体阻力小,结构均匀,再生性好的过滤和流态控制用的多孔材料,但这种粉末制品的力学性能不如不规则形状粉末的制品,不规则形状粉末或纤维用于制造孔隙度高的材料,为了获得由粉末颗粒叠排造成的多孔结构,制造多孔材料的成形压力和烧结温度一般低于制造烧结致密材料,多孔材料的孔径,强度等性能在很大程度上取决于所选用粉末的平均粒度,粒度分布,颗粒形状等,为了制出预定性能的材料,通常要对粉末进行预处理,如退火,粒度分级,球化和球选以及加入各种添加剂(造孔剂,润滑剂,增塑剂)等,成形工艺除一般的冷模压-烧结工艺外,还可根据制品的形状尺寸等,选用松装烧结(简单异形制品),粉末轧制(厚度0.1~
3mm的板,带,管),挤压(异形长制品),等静压制(异形大制品)和粉浆浇注(复杂异形制品)等工艺(见粉末冶金烧结,粉末冶金成形),如以金属纤维作原料,常用在液体中沉积的方法制备均匀分布的纤维毡,然后再压制,烧结成金属纤维多孔材料,用粉末制造泡沫金属,要将发泡剂和固化剂同粉末均匀混合成形,并在加热过程中经发泡固化和烧结,这类泡沫金属的孔隙度可高达90%以上,为改善综合性能,还可用不同粒度的粉末制作不同孔径的双层或多层结构的材料,或将粉末与金属网或纤维一起成形,制成纤维增强材料,
在众多的多孔材料中,制备角度,无序孔多孔材料的制备较易,成本较低,易于大量推广和使用,例如泡沫金属,常见的方法有五种:(1)粉末冶金法,它又可分为松散烧结和反应烧结两种(2)渗流法(3)喷射沉积法(4)熔体发泡法(5)共晶定向凝固法,将一定粒径的可溶性盐粒装填在模具中压实,并随模具一起放入炉内加热,同时在电阻式坩埚炉内配制所需的合金,待合金熔化完毕,出炉浇入模具中,通过在金属液表面施加一定的压力使其渗透到粒子之间的缝隙之中,当金属液凝固后便可得到金属合金与粒子的复合体,用水将复合体中的盐粒溶去,即可制得具有三维连通泡孔的泡沫合金,但是这种方法生产的材料性能不均匀,质量很难控制,这些方法也可用于非金属材料及松散体材料制作多孔材料。
8.露天条件下开采的金属矿,露天条件下开采的煤矿,进行采矿及采煤作业时,用炸药进行爆破作业,在炸药中放入降尘及吸尘材料,进行爆破时,炸药与降尘及吸尘材料同时爆炸,或炸药放在一卷里,降尘及吸尘材料放在一卷里,放炸药的一卷与放吸尘及降尘材料的一卷同时放在一大卷里,进行爆破时,炸药与降尘及吸尘材料同时爆炸,炸药有,(1)铵梯炸药(由硝酸铵,梯恩梯,木粉三种成分组成),(2)硝甘炸药(硝化甘油类炸药),(3)铵油炸药(硝酸铵类炸药,不含梯恩梯),(4)高威力硝酸铵类炸药(猛度大于16mm,爆速高于每秒4000米,4000m/s,的炸药),在硝酸铵类炸药中加入铝粉或猛炸药,增大密度(5)水胶炸药,由氧化剂水溶液,敏化剂,胶凝剂和交联剂组成,有时加入少量延迟剂,抗冻剂,表面活性剂和安定剂(6)乳化炸药,它是一种含水炸药,它由硝酸铵和硝酸纳的过饱和水溶液,燃料油,乳化剂及敏化剂四种成分组成,中国煤矿用许用炸药按瓦斯安全性进行分级,分级规定在原煤炭工业部颁标准MT-61-82中表明,以上炸药的基本成分是①硝酸铵(NH4NO3),代号AN,它是白色或略带黄色的结晶,含氮量高达35%,起爆后,爆速高于2000-3000米每秒,做功能力为
160-230mL,②梯恩梯(TNT),即三硝基甲苯C6H2(NO2)3CH3,简称TNT,TNT的热安定性好,常温下不自行分解,但遇火能燃烧,大量燃烧或在密闭条件下燃烧时,可转为爆炸,梯恩梯爆热每千克4229千焦耳,爆速每秒6850米,做功能力285-300mL,猛度19.9mm,③黑索金,即环三次甲基三硝酸铵C3H6N3(NO2)3,简称RDX,常作导爆索药芯和雷管的加强药,黑索金为白色晶体,不吸湿,几乎不溶于水,含水不失其爆炸作用,不与金属作用,50℃以下,长期储存不分解,当密度为每立方厘米1.66克,黑索金的做功能力为520mL,猛度16mm,爆速每秒8300米,(7)二硝基重氮酚,(8)胶质炸药,(9)雷汞,(10)特屈儿(CN),(11)硝化甘油,(12)太恩(PETN),(13)黑素今,(14)梯恩梯(TNT),(15)硝铵类炸药,(16)叠氮化铅,(17)硝化乙二醇,(18)奥克托金(HNX),(19)二硝基甲苯(DNT),(20)二硝基重氧酚,降尘及吸尘材料有,岩浆岩,沉积岩,变质岩,花岗岩,石灰岩,石英岩,闪长岩,玄武岩,石英砂岩,硅质砾岩,花岗片麻岩,页岩,泥岩,绿泥石片岩,云母片岩,玄武岩,石英质砂岩,奥陶纪灰岩,茅口灰岩,大冶厚层灰岩,砂岩,砾岩,灰岩,砂质页岩,粉砂岩,石灰岩,硬质凝灰岩,页岩,泥岩,胶结不好的砂岩,硬煤,碳质页岩,花班泥岩,软质凝灰岩,煤,破碎的各类岩石制成的吸尘及降尘材料可吸附或降解雾霾,治理大气污染,可在露天采矿中,用岩浆岩,沉积岩,变质岩,花岗岩,石灰岩,石英岩,闪长岩,玄武岩,石英砂岩,硅质砾岩,花岗片麻岩,页岩,泥岩,绿泥石片岩,云母片岩,玄武岩,石英质砂岩,奥陶纪灰岩,茅口灰岩,大冶厚层灰岩,砂岩,砾岩,灰岩,砂质页岩,粉砂岩,石灰岩,硬质凝灰岩,页岩,泥岩,胶结不好的砂岩,硬煤,碳质页岩,花班泥岩,软质凝灰岩,煤,破碎的各类岩石制成的吸尘及降尘材料,吸尘及降尘材料还有白土,硅胶,活性炭,硅藻土,活性氧化铝,沸石,胶原纤维固化铁,胶原纤维固化锆,胶原纤维固化,其它特殊类型的分子筛,降尘及吸尘材料还有岩浆岩,沉积岩,变质岩,花岗岩,石灰岩,石英岩,闪长岩,玄武岩,石英砂岩,硅质砾岩,花岗片麻岩,页岩,泥岩,绿泥石片岩,云母片岩,玄武岩,石英质砂岩,奥陶纪灰岩,茅口灰岩,大冶厚层灰岩,砂岩,砾岩,灰岩,砂质页岩,粉砂岩,石灰岩,硬质凝灰岩,页岩,泥岩,胶结不好的砂岩,硬煤,碳质页岩,花班泥岩,软质凝灰岩,煤,破碎的各类岩石,煤可用无烟煤、烟煤、褐煤,白土,硅胶,活性炭,硅藻土,活性氧化铝,沸石,胶原纤维固化铁,胶原纤维固化锆,胶原纤维固化,其它特殊类型的分子筛中的两种及两种以上相混合,制造出复合多孔吸附及降尘材料,
岩浆岩,沉积岩,变质岩,花岗岩,石灰岩,石英岩,闪长岩,玄武岩,石英砂岩,硅质砾岩,花岗片麻岩,页岩,泥岩,绿泥石片岩,云母片岩,玄武岩,石英质砂岩,奥陶纪灰岩,茅口灰岩,大冶厚层灰岩,砂岩,砾岩,灰岩,砂质页岩,粉砂岩,石灰岩,硬质凝灰岩,页岩,泥岩,胶结不好的砂岩,硬煤,碳质页岩,花班泥岩,软质凝灰岩,煤,破碎的各类岩石制成的吸尘及降尘材料可吸附或降解雾霾,治理大气污染,可在露天采矿中,用岩浆岩,沉积岩,变质岩,花岗岩,石灰岩,石英岩,闪长岩,玄武岩,石英砂岩,硅质砾岩,花岗片麻岩,页岩,泥岩,绿泥石片岩,云母片岩,玄武岩,石英质砂岩,奥陶纪灰岩,茅口灰岩,大冶厚层灰岩,砂岩,砾岩,灰岩,砂质页岩,粉砂岩,石灰岩,硬质凝灰岩,页岩,泥岩,胶结不好的砂岩,硬煤,碳质页岩,花班泥岩,软质凝灰岩,煤,破碎的各类岩石制成的吸尘及降尘材料可吸附或降解露天采矿过程中产生的矿尘或煤尘,岩浆岩,沉积岩,变质岩,花岗岩,石灰岩,石英岩,闪长岩,玄武岩,石英砂岩,硅质砾岩,花岗片麻岩,页岩,泥岩,绿泥石片岩,云母片岩,玄武岩,石英质砂岩,奥陶纪灰岩,茅口灰岩,大冶厚层灰岩,砂岩,砾岩,灰岩,砂质页岩,粉砂岩,石灰岩,硬质凝灰岩,页岩,泥岩,胶结不好的砂岩,硬煤,碳质页岩,花班泥岩,软质凝灰岩,煤,破碎的各类岩石制成的复合多孔吸附及降尘材料可吸附或降解雾霾,治理大气污染,可在露天采矿中,用岩浆岩,沉积岩,变质岩,花岗岩,石灰岩,石英岩,闪长岩,玄武岩,石英砂岩,硅质砾岩,花岗片麻岩,页岩,泥岩,绿泥石片岩,云母片岩,玄武岩,石英质砂岩,奥陶纪灰岩,茅口灰岩,大冶厚层灰岩,砂岩,砾岩,灰岩,砂质页岩,粉砂岩,石灰岩,硬质凝灰岩,页岩,泥岩,胶结不好的砂岩,硬煤,碳质页岩,花班泥岩,软质凝灰岩,煤,破碎的各类岩石制成的复合多孔吸附及降尘材料可吸附或降解露天采矿过程中产生的矿尘或煤尘,黑色金属矿产:铁、锰、铬、钒、钛等,有色金属矿产包括,铜、锡、锌、镍、钴、钨、钼、汞等,贵金属包括:铂、铑、金、银等,轻金属矿产包括:铝、镁等,稀有金属矿产包括:锂、铍、稀土等,多数金属矿产的共同特点主要表现在质地比较坚硬、有光泽等方面,金属矿产按其物质成份、性质和用途可分为5种:黑色金属矿产、有色金属矿产、贵金属矿产、称有分散元素矿产、半金属矿产,露天矿是生产上述金属的,在露天条件下开采的矿,露天矿也包括生产煤的露天矿。
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