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煤矿酸性矿井水特征、机理实验及防治研究

作　者: 蒋群
导　师: 许光泉；岳梅
学　校: 安徽理工大学
专　业: 环境工程
关键词: 地质背景 酸性矿井水 黄铁矿 氧化溶解反应速率 防治措施
分类号: X752
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 239次
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内容摘要


在查阅国内外大量文献和对四台煤矿酸性矿井水（AMD）形成地质背景（地层、水文地质条件、煤中硫分含量特征）分析基础上,研究该矿井酸性水的水化学特征,并做了实验模拟分析,提出防治措施,其内容为:（1）酸性矿井水pH值在2.99～3.7之间,水化学类型多为Ca-Mg-Na-SO4型,具有低pH值、高SO42-、高电导率、高硬度、高TDS特征,运用主成分和聚类分析对水样数据进行分类。治理后其水质pH值介于7.08～7.95之间,水化学类型为Ca-Mg-SO4,具有高Ca2+、低Fe3+特征;（2）为了研究产酸机理,采用间歇式反应器在不同条件下进行黄铁矿氧化溶解反应实验,定时监测pH、Eh和EC的变化值,选择SO42-为反应进程变量,计算出黄铁矿氧化的反应速率,实验表明随着温度升高,有利于增加黄铁矿氧化反应速率,同时温度的升高也加快了黄铁矿的溶解反应。反应结束后,测试总铁和Fe2+,计算出Fe元素的溶出率和溶出速率,并得出反应后总铁的浓度小于反应起始的Fe3+的结果;（3）最后针对四台煤矿酸性实际情况,结合国內、外防治酸性矿井水研究方法,提出具体防治措施,为我国类似矿区酸性水的防治提供参考。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-7
目录  7-10
Contents  10-12
1 绪论  12-19
  1.1 研究意义  12
  1.2 国内外研究现状及存在问题  12-16
    1.2.1 国内研究现状  12-14
    1.2.2 国外研究现状  14-16
    1.2.3 存在问题  16
  1.3 研究内容及研究路线  16-19
    1.3.1 研究内容  16-17
    1.3.2 研究路线  17-19
2 四台矿区水文地质条件  19-31
  2.1 自然地理条件  19-21
  2.2 地层与构造  21-26
    2.2.1 地层岩性  21-23
    2.2.2 构造条件  23-26
  2.3 矿井水文地质  26-31
    2.3.1 含水层及特征  26-27
    2.3.2 采空区积水  27
    2.3.3 地下水动态  27-31
3 四台煤矿酸性矿井水形成背景及其特征  31-51
  3.1 四台矿酸性水形成背景  31-41
    3.1.1 煤层顶底板岩性特征  31-32
    3.1.2 煤质特征  32-33
    3.1.3 各煤层硫分特征  33-37
    3.1.4 煤中元素测试及相关分析  37-41
  3.2 酸性矿井水分布  41-45
    3.2.1 酸性矿井水的产生  41
    3.2.2 四台矿酸性矿井水分布  41-45
  3.3 四台煤矿酸性矿井水的水化学特征  45-51
    3.3.1 酸性矿井水水化学特征  45-49
    3.3.2 非酸性矿井水水化学特征  49-51
4 酸性水形成及机理实验分析  51-65
  4.1 酸性水形成  51
  4.2 黄铁矿氧化溶解反应机理  51-53
  4.3 实验常见反应器  53-55
  4.4 黄铁矿氧化溶解实验  55-57
    4.4.1 实验仪器及设备  55
    4.4.2 实验参数确定  55-56
    4.4.3 黄铁矿样品特征及样品预处理  56
    4.4.4 黄铁矿氧化溶解反应  56-57
  4.5 实验结果与讨论  57-65
    4.5.1 pH、Eh及EC值的变化趋势  57-58
    4.5.2 温度对黄铁矿氧化溶解速率影响  58-61
    4.5.3 酸性水中元素释放  61-63
    4.5.4 Fe元素的溶出率及释放速率  63-65
5 酸性矿井水防治  65-74
  5.1 酸性矿井水的危害  65-66
  5.2 酸性矿井水预防措施  66-67
    5.2.1 矿坑封闭  66
    5.2.2 矿坑水补给源的控制  66-67
    5.2.3 地下水疏干系统  67
  5.3 酸性矿井水的治理与修复  67-72
    5.3.1 中和法  67-69
    5.3.2 人工湿地法  69-72
  5.4 四台煤矿酸性水治理方法探讨  72-74
6 结论  74-76
  6.1 主要结论  74
  6.2 存在的问题  74-76
参考文献  76-79
致谢  79-80
作者简介  80

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 废物处理与综合利用 > 矿业、冶金工业废物处理与综合利用 > 煤矿
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