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第6年
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来源：广州华科检验检测技术有限公司 时间：2024-07-03 02:28:21 [举报]
煤矿是人类在富含煤炭的矿区开采煤炭资源的区域，一般分为井工煤矿和露天煤矿。当煤层离地表远时，一般选择向地下开掘巷道采掘煤炭，此为井工煤矿。当煤层距地表的距离很近时，一般选择直接剥离地表土层挖掘煤炭，此为露天煤矿。我国绝大部分煤矿属于井工煤矿。煤矿范围包括地上地下以及相关设施的很大区域。煤矿是人类在开掘富含有煤炭的地质层时所挖掘的合理空间，通常包括巷道、井硐和采掘面等等。煤是主要的固体燃料，是可燃性有机岩的一种。它是由一定地质年代生长的繁茂植物，在适宜的地质环境中，逐渐堆积成厚层，并埋没在水底或泥沙中，经过漫长地质年代的天然煤化作用而形成的。在世界上各地质时期中，以石炭纪、二叠纪、侏罗纪和第三纪的地层中产煤多，是重要的成煤时代。煤的含碳量一般为46～97%，呈褐色至黑色，具有暗淡至金属光泽。根据煤化程度的不同，煤可分为泥炭、褐煤、烟煤和无烟煤四类。
石灰（或消石灰）的有效钙含量是表征石灰质量的重要指标，石灰的主要成分为氧化钙，还含有镁、硅、铁、铝等的氧化物及盐。石灰是通过石灰石高温煅烧而成，不可能完全转化为氧化钙，即含有生烧；另外，煅烧时间太长或煅烧温度太高，氧化钙晶粒长大，令其反应活性大大降低，即含有过烧。 石灰的有效钙指的是处于游离态的氧化钙，活性强。与总钙有很大的区别，总钙是包含碳酸钙、硅酸钙、等其他含有钙元素的原料中钙的含量。石灰有效钙指标是指活性强的钙含量，是从总钙中除生烧、过烧、杂质钙之外的钙含量。
石灰块的特点： 1、石灰块含有许多侵蚀性物质都不能侵蚀或只能缓慢侵蚀石灰石。石灰块抗酸的性状石灰石与所有的强酸都发生反应，可以生成钙盐和放出二氧化碳，反应速度取决于石灰石所含杂质及它们的晶休大小。杂质的含量越高、晶体越大，反应速度越小。 2、石灰块反应速度要慢于石灰石。白云石、石灰石的判定方法用10%盐酸滴在白云石上有少量的气泡产生，滴在石灰块上则剧烈地产生无味气泡，产生的气体能使澄清的石灰水变浑浊。 3、石灰块抗各种气体的性状氯和在干燥状态和常温下与CaCO3的反应慢，直到高温后才开始加快，生成CaCl2；二氧化硫在常温下无论是气态还是液态对CaCO3都没有明显作用。 石灰石烧加工制成较纯的粉状碳酸钙，用做橡胶、塑料、纸张、牙膏、化妆品等的填充料。石灰与烧碱制成的碱石灰，用作二氧化碳的吸收剂。土壤中施用熟石灰可中和土壤的酸性、改善土壤的结构、供给植物所需的钙素。用石灰浆刷树干，可保护树木。 炼铁用石灰石作熔剂，除去脉石。炼钢用生石灰做造渣材料，除去硫、磷等有害杂质。电石是生石灰与焦碳在电炉里反应制得。纯碱是用石灰石、食盐、氨等原料经过多步反应制得，利用消石灰和纯碱反应制成烧碱，利用纯净的消石灰和反应制得漂白的，利用石灰石的化学加工制成氯化钙等重要钙盐。
生石灰(CaO)与水反应生成氢氧化钙的过程，称为石灰的熟化或消化。反应生成的产物氢氧化钙称为熟石灰或消石灰。石灰熟化时放出大量的热，体积1—2．0倍。煅烧良好、氧化钙含量高的石灰熟化较快，放热量和体积也较多。工地上熟化石灰常用两种方法：消石灰浆法和消石灰粉法。生石灰熟化后形成的石灰浆中，石灰粒子形成氢氧化钙胶体结构，颗粒细(粒径约为1μm)，比表面积很大(达10～30m2/g)，其表面吸附一层较厚的水膜，可吸附大量的水，因而有较强保持水分的能力，即保水性好好。将它掺入水泥砂浆中，配成混合砂浆，可显著提高砂浆的和易性。石灰依靠干燥结晶以及碳化作用而硬化，由于空气中的二氧化碳含量低，且碳化后形成的碳酸钙硬壳阻止二氧化碳向内部渗透，也妨碍水分向外蒸发，因而硬化缓慢，硬化后的强度也不高，1：3的石灰砂浆28d的抗压强度只有0.2～0.5MPa。在处于潮湿环境时，石灰中的水分不蒸发，二氧化碳也无法渗入，硬化将停止；加上氢氧化钙微溶于水，已硬化的石灰遇水还会溶解溃散。因此，石灰不宜在长期潮湿和受水浸泡的环境中使用。石灰在硬化过程中，要蒸发掉大量的水分，引起体积显著收缩，易出现干缩裂缝。所以，石灰不宜单使用，一般要掺人砂、纸筋、麻刀等材料，以减少收缩，增加抗拉强度，并能节约石灰。石灰具有较强的碱性，在常温下，能与玻璃态的活性氧化硅或活性氧化铝反应，生成有水硬性的产物，产生胶结。因此，石灰还是建筑行业中重要的原材料。1.可作填充剂，例如：用作环氧胶黏剂的填充剂；2.用作分析试剂，气体分析时用作二氧化碳、二氧化硫吸收剂，光谱分析试剂，高纯试剂用于半导体生产中的外延、扩散工序，实验室氨气的干燥及醇类脱l水等；3.用作原料，可制造电石、纯碱、漂等，也用于制革、废水净化，氢氧化钙及各种钙化合物；4.可用作建筑材料、冶金助熔剂，水泥速凝剂，荧光粉的助熔剂。5.用作植物油脱色剂，载体，土壤改良剂和钙肥；6.还可用于耐火材料、干燥剂；7.可配制农机1、2号胶和水下环氧胶黏剂，还用作与2402树脂预反应的反应剂；8.用于酸性废水处理及污泥调质
熟石灰在水处理药剂种类中，它不是高分子聚合物，但在实际使用中却比其更为广泛。下面，我们一起来看一看它在废水处理中有些什么样的作用呢？ 1、废水调碱应用 在进行废水处理中，大部分废水需要行中和调节，使水中pH值达到后续处理要求。而酸性废水调碱一般以投加熟石灰、片碱等碱性药剂为主。碱性废水调酸中和则以硫酸、盐酸等酸性药剂为主。当然，在条件允许的情况下，可以使两种废水混合进行中和调节。 2、废水混凝吸附应用 熟石灰对水中悬浮物都有一定的吸附作用。熟石灰与硅藻土作为其混合型药剂，具有这些材料的共性，并难使之同时发挥作用，使其综用更强。其混凝吸附作用对水中磷、氟、COD等都有很好的去除作用。 3、破络应用 与其它混凝剂相比，在废水处理中，熟石灰还具有对废水中的络合物进行破除，破坏氨基磺酸根与金属离子的结合，抑制金属离子与过氧化氢及次氯酸根进行催化分解反应，适用于提高络合废水的处理达标率。 4、重金属处理应用 对于水中重金属物质，使用熟石灰可使水中大部分重金属悬浮物互斥力并在其强有力的吸附作用下形成沉淀。再通过固液分离进行处理。 5、其它应用 熟石灰在废水处理中还可以降低生化需氧量，对水体中的及病菌进行杀灭作用，因此，也常用于环境中的处理。还可对废水中的氨氮进行去除，对乳化液废水进行脱稳破乳作用等。
石灰中产生胶结性的成分是有效氧化钙和氧化镁，其含量是评价石灰质量的主要指标。石灰中的有效氧化钙和氧化镁的含量可以直接测定，也可以通与氧化镁的总量和二氧化碳的含量反映，生石灰还有未消化渣含量的要求；生石灰粉有细度的要求；消石灰粉则还有体积性、细度和游离水含量的要求。 建材行业将建筑生石灰、建筑生石灰粉和建筑消石灰粉分为优等品和合格品三个等级。但在交通部门，JTJ 034—2000《公路路面基层施工技术规范》仍按原标准(GB1594—79)将生石灰和消石灰划分为三个等级。 溶解度解析 大多数固体物质溶于水时吸收热量，根据平衡原理，当温度升高时，平衡有利于向吸热的方向，所以，这些物质的溶解度随温度升高而，例如KNO3、NH4NO3等。有少数物质，溶解时有放热现象，一般地说，它们的溶解度随着温度的升高而降低，例如氢氧化钙等。 对氢氧化钙的溶解度随着温度升高而降低的问题，还有一种解释，氢氧化钙有两种水合物〔Ca(OH)2·2H2O和Ca(OH)2·12H2O〕。这两种水合物的溶解度较大，无水氢氧化钙的溶解度很小。随着温度的升高，这些结晶水合物逐渐变为无水氢氧化钙，所以，氢氧化钙的溶解度随着温度的升高而减小。 系统解释氢氧化钙的溶解度将在很大程度上超出初中课程的知识范围。离子化合物的溶解可大致分为两个过程。先固体离子化合物与水亲和发生溶剂化作用（可简单的认为离子化合物先以“分子”的形式进入溶剂中），然后这些已进入溶剂的“分子”发生电离作用形成离子。 过程1（即电离过程）只能是一个吸热过程（可从系统的电势能的角度分析而知）。而过程2（即溶剂化过程）的热效应却不一定。 我们以固体Ca(OH)2溶于水为例。溶解前的体系是氢氧化钙固体和纯水。 对于过程2：Ca(OH)2（固体）+nH2O → Ca(OH)2.nH2O（溶液）的热效应主要取决于氢氧化钙是否与水作用形成配合物即Ca(OH)2.nH2O的形式（n的值取决于钙元素的空电子轨道数目和其他外部条件如温度条件等）。事实上氢氧化钙是能和水形成配和物的。而形成配合物的过程是一个放热过程。形成的配合可以发生过程2（即电离过程）： Ca(OH)2.nH2O → Ca（H2O）n2+ + 2 OH- 由于钙元素与水分子的配合过程的放热效应很大，它包含于过程1中，超过了过程1与过程2中其它有热效应的过程的影响，故氢氧化钙的溶解过程总的热效应是放热。温度升高将会使溶解平衡过程向相反方向，故而氢氧化钙的溶解度随温度升高而减小。体系在溶解前后总的能量比较是溶解前大于溶解后。多余的能量以热能的形式放出。
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