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XRD全谱拟合精修对贵州煤中矿物质的定量研究

作　者: 李建欣
导　师: 宋党育
学　校: 河南理工大学
专　业: 矿产普查与勘探
关键词: X射线衍射 全谱拟合精修 煤 矿物质 定性定量分析
分类号: TQ533.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 200次
引　用: 2次
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内容摘要


中国是煤炭生产和消耗大国,煤炭在我国能源生产和消费构成中占主导地位,我国的资源现状和经济水平使煤炭作为主要能源的能源利用格局在短期内不会有大的改变。然而煤炭在开发、加工、利用、运输及存放过程中会释放出大量的有害物质,对环境造成不同程度的污染和破坏。煤是一种由多种无机矿物和有机质组成的复杂矿物,在燃烧和其他利用过程中我们利用的只是其中的有机物,然而与燃煤有关的污染问题绝大多数和煤中的无机矿物有关。煤中矿物质是引起锅炉受热面玷污、结渣、磨损及腐蚀的根本原因,燃煤锅炉排放的颗粒物以及煤中有害微量元素Hg、As等的赋存几乎都与煤中的无机矿物有着直接或间接的联系。因而对煤中矿物质的定性和定量研究具有特别重要的现实意义。由于煤中矿物质种类的多样性和分布的复杂性,其定量研究多年来都是一个难题。本次研究借鉴结晶学和材料科学领域通过XRD全谱拟合精修晶体结构的方法,通过对贵州典型煤样的低温灰样品的XRD测试,应用基于Rietveld技术的XRD全谱拟合精修,对煤中的主要矿物组分进行了定量,建立了矿物质定量的流程;应用结构分析系统——GSAS完成对煤中无机矿物的全谱拟合定量分析,建立了针对煤中多种复杂矿物质的XRD全谱拟合精修策略。利用Rietveld方法对煤中无机矿物质的定量研究包括了样品采集与处理→煤中无机组分的分离→XRD测试与数据采集→矿物质的定性研究→矿物质空间结构数据的获取→精修策略的制订→XRD数据精修→矿物质的定量等一系列环节。通过研究分析了影响XRD定量结果的主要因素,确定了煤中矿物质的组成和比例。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
1 引言  7-19
  1.1 研究背景  7-15
    1.1.1 研究煤中矿物质的意义  7-8
    1.1.2 煤中矿物质基础知识  8-11
    1.1.3 国内外研究现状  11-15
  1.2 研究内容及方法  15-19
2 X 射线衍射全谱拟合精修方法  19-34
  2.1 X 射线衍射技术基础  19-28
    2.1.1 X 射线衍射物理学基础  19-25
    2.1.2 X 射线衍射晶体学基础  25-28
  2.2 X 射线衍射技术的应用  28-30
  2.3 X 射线衍射Rietveld 定量分析方法  30-34
    2.3.1 Rietveld 定量分析方法的起源及发展  30-31
    2.3.2 Rietveld 方法主要应用  31-34
3 煤样品的采集处理及实验测试  34-44
  3.1 煤样品的采集和前期处理  34-36
    3.1.1 煤样品的采集  34-35
    3.1.2 煤样品的前期处理  35-36
    3.1.3 煤样品的主要特征  36
  3.2 XRD 实验测试数据的采集  36-44
    3.2.1 实验样品的制备  37-38
    3.2.2 衍射仪参数的设定  38-42
    3.2.3 测试数据的采集  42-44
4 XRD 全谱拟合精修对煤中矿物质的定量  44-78
  4.1 XRD 实验测试数据的定性分析  44-55
    4.1.1 物相定性分析原理  44-49
    4.1.2 物相定性分析软件介绍  49-52
    4.1.3 实验测试数据定性分析结果  52-54
    4.1.4 物相定性分析应注意的问题  54-55
  4.2 XRD 实验测试数据的定量分析  55-75
    4.2.1 物相定量分析原理  55-57
    4.2.2 物相定量分析软件介绍  57-58
    4.2.3 实验测试数据定量分析结果  58-75
  4.3 XRD 实验测试数据分析结果检验  75-78
5 结论  78-80
  5.1 研究结论  78-79
  5.2 问题与展望  79-80
参考文献  80-85

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 煤化学及煤的加工利用 > 煤的分析与检验 > 元素分析
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