天然硬石膏基粉刷石膏激发剂的优选与性能研究

采用结晶水法测定掺加不同种类激发剂硬石膏的水化率以表征激发效果,并通过XRD和SEM对水化产物的相组成和形貌进行表征,优选出适合天然硬石膏基粉刷石膏的激发剂。在此基础上以天然硬石膏为基材制备出粉刷石膏,并对其工作性能、水化硬化性能等进行检测。结果表明,激发剂可显著改善硬石膏活性,不同种类和掺量影响差别较大。单掺5%煅烧明矾28 d水化率可达75%,单掺2%硫酸亚铁和2%草酸钠28 d水化率可达60%;复合激发剂激发效果优于单掺,28 d水化率超过85%;制备的硬石膏基粉刷石膏水化率大于等于80%、初凝时间为1~2 h、抗压强度超过20 MPa且无返霜现象,其他性能符合JC 517-2004。     

硫酸盐对石膏复合胶凝材料水化进程的激发作用研究

采用KAl(SO4)2·12H2O和Al2(SO4)3·18H2O为激发剂,研究硫酸盐激发剂对石膏复合胶凝材料(GCB)凝结时间、力学性能和耐水性的影响,用SEM和XRD分析硫酸盐在GCB中的作用及其影响机理。结果表明,GCB的主要水化产物是钙矾石和C-S-H凝胶,硫酸盐有利于钙矾石和C-S-H凝胶的生成。两种硫酸盐都能显著提高GCB的早期强度,改善其泌水和耐水性能;达到最佳掺量1%时,KAl(SO4)2·12H2O的激发效果更好,GCB试样7 d抗压强度为24.7 MPa,软化系数大于0.9。     

利用亚硫酸钙型脱硫石膏制备胶凝材料的研究

以亚硫酸钙型脱硫石膏(CSDG)为原料,通过煅烧和添加改性剂(粉煤灰、明矾和无水Na2SO4)制备石膏基胶凝材料。研究了CSDG煅烧氧化过程,利用正交实验研究了改性剂加入方式、改性剂掺量、煅烧温度对胶凝材料强度的影响,并通过DTA-TG、SEM和XRD分析了影响胶凝材料强度的机理。结果表明,Ca SO3在空气中488℃可被氧化为Ca SO4;CSDG与改性剂混合后煅烧制备的胶凝材料,比CSDG单独煅烧再掺入改性剂的胶凝材料各龄期强度明显提高;粉煤灰掺入量是影响强度的关键因素;CSDG与改性剂混合煅烧制备胶凝材料的适宜工艺参数为煅烧温度700℃,粉煤灰掺入量30%,明矾3%,无水Na2SO4 1%。CSDG与改性剂混合煅烧,Ca(OH)2和硫酸盐在高温下活化了掺入的粉煤灰,因而使胶凝材料的强度明显提高。     

氧化亚铁硫杆菌发酵的研究

通过对氧化亚铁硫杆菌进行单因素发酵试验,确定其优化培养基成份为(NH4)2SO40.2%,K2HPO40.07%,MgSO4·7H2O 0.07%,KCl 0.014%,Ca(NO3)2 0.001%,FeSO4·7H2O 4.44%,pH=2～3.并对发酵过程中生成的沉淀物质进行X粉末衍射分析,得出沉淀物的主要成分是NH4Fe3(SO4)2(OH)6.     

加碱低温煅烧玻屑凝灰岩制备无熟料水泥

加碱低温煅烧玻屑凝灰岩制备无熟料水泥,初步优化了制备工艺并通过SEM和XRD分析探讨了胶凝机理。通过在该凝灰岩中掺加烧碱或纯碱低温煅烧,然后掺入占煅烧料15%的Ca(OH)2和30%的Ca SO4·2H2O,制得具有适当强度且抗水性良好的无熟料水泥。石膏的加入能有效提高水泥强度,加碱可降低煅烧温度,从无碱煅烧时的700℃降低至加碱煅烧时的300℃并提高胶凝活性,烧碱比纯碱更为有效。随着Na OH增加至凝灰岩的8%,水泥抗压强度增加至基本稳定。SEM与XRD分析均表明,水泥水化时并未生成结晶水化物。     

硫酸钠与硫酸氢钠对天然硬石膏水化激发研究

采用扫描电镜、X射线衍射、红外光谱、热重-差热分析以及3d水化率的测定技术,研究硫酸钠和硫酸氢钠两种不同激发剂对天然硬石膏水化的激发效果以及水化机理.结果表明:硫酸氢钠对天然硬石膏水化的激发效果明显优于硫酸钠;当硫酸钠加入量达到5％时,3d水化率值最大,为32.7％,而硫酸氢钠加入量为3％时,3d水化率高达41.8％....     

锗废渣作为水泥掺和料活性激发机理研究

锗废渣作为矿产资源开发利用过程中的固体废弃物,长期堆存不仅造成资源浪费,而且严重影响周边环境。对锗废渣的物化性质进行了研究,结果表明,锗废渣可以作为水泥掺和料,Na2CO3、AlCl3·6H2O、Ca(OH)2、NaAlO2均可以作为激发剂,增强试件的抗压强度,其中,NaAlO2的化学激发效果最佳,NaAlO2是通过与水化产物Ca(OH)2反应生成八面体[Al(OH)6]2-,与石膏在碱性环境中生成钙矾石,增强试件强度。     

钢渣—矿渣复合胶凝材料的制备及胶凝活性激发试验研究

为了提高钢渣和矿渣的高附加值利用率以及钢渣在胶凝材料中的掺量,研究了钢渣与矿渣掺量、质量比和胶凝活性激发方式对复合胶凝材料抗折、抗压强度的影响,并采用X射线衍射、扫描电镜和热重分析等检测手段探究了钢渣—矿渣复合胶凝材料的水化机理。结果表明：钢渣矿渣掺量为80%、钢渣矿渣质量比为5∶5、钢渣粉磨时间为80 min（比表面积为509 m2/kg）时,钢渣—矿渣复合胶凝材料的28 d抗折强度为7.3 MPa、抗压强度为31.3 MPa;选取NaOH、Na2CO3、Na2SO4和水玻璃为激发剂对胶凝材料活性进行激发,只有水玻璃提高了复合胶凝材料的活性,且当水玻璃模数为2、Na2O当量为4%时,其28 d抗折强度为8.4 MPa、抗压强度为43.0 MPa。分析水玻璃激发胶凝材料的水化产物发现：其微观形貌紧实致密,生成的C—S—H凝胶、Ca(OH)2和Aft相互交织,提高了胶凝材料的强度。     

天然硬石膏的水化研究

本文以天然硬石膏为原料,用硫酸钠、硫酸氢钠、碳酸钾、硫酸钾、氧化钙和复合激发剂FG为激发剂,分别测试硬石膏的3d水化率。结果表明:硫酸氢钠激发水化效果好于硫酸钠;硫酸钾的激发水化效果好于碳酸钾;在这几种激发剂中,复合激发剂FG的激发水化效果最好,FG加入3%时,3d水化率达到63.8%。     

氟石膏对高水充填材料性能的影响

充填开采是实现矿山绿色开发的重要途径，其中高水充填材料由于凝结时间短等优点，得到了广泛应用。该材料中40%的原料是天然硬石膏，主要组成是无水硫酸钙（CaSO4）。氟石膏是生产氢氟酸产生的工业固废，其主要组成是II型CaSO4，为探究氟石膏（F1，石灰掺量3%;F2，石灰掺量5%）对高水充填材料性能的影响，研究在不同试验水温下水胶比（质量比）为3∶1时，氟石膏掺量对高水充填材料凝结时间及1、7和28 d抗压强度的影响，同时通过XRD、SEM和TG-DTA研究其水化机理。结果表明在不同试验水温下，随着氟石膏掺量的增加，高水充填材料的凝结时间逐渐增加。随着F1掺量的增加，低掺量对高水充填材料不同龄期的抗压强度影响较小，其掺量高于20%时，高水充填材料1、7和28 d的抗压强度是逐渐减小的；随着F2掺量的增加，高水充填材料1、7和28 d的抗压强度是逐渐增加的，在不同龄期，与空白组相比，F2掺量80%，其抗压强度最大增长率为29.7%。微观分析得出高水充填材料的水化产物主要有AFt,Al(OH)3(gel)和CaSO4·2H2O，水化1 d后，F2组（F2掺量80%）的水化速率快、AFt生成量...     

高碱灰渣烧结熔融过程中的物相变化

为了掌握高碱灰渣烧结熔融过程中的物相变化规律，选取黑液煤浆灰渣展开研究.试验中采用经低温灰化后，粒径为38.5~74.0 μm的灰样，在不同温度下测出烧结率.然后对烧结灰进行XRD物相分析和SEM微区结构分析.结果表明：高碱灰渣具有很强的烧结熔融特性，这主要是因为大量较低熔点的黝方石、蓝方石、霞石、无水芒硝等物相生成.高碱灰渣钠基化合物的物相变化过程为黝方石（Na₈Al₆Si₆O₂₄SO₄）、无水芒硝（Na₂SO₄)黝方石、霞石（Na₆KAl₇Si₉O₃₂)蓝方石（K_1.6Ca_2.4Na_4.32(Al₆Si₆O₂₄)(SO₄)_1.52）、霞石（NaAlSiO₄）.     

阴离子对磷灰石和白云石表面性质影响的第一性原理研究

结合密度泛函理论（DFT）计算,研究磷矿反浮选脱镁过程中,三种主要阴离子（油酸根离子、SO42-和H2PO4-）在氟磷灰石和白云石吸附特性的差异。结果显示,油酸根离子、SO42-和H2PO4-均能在氟磷灰石和白云石表面发生化学吸附。氟磷灰石表面暴露的Ca原子位于磷酸根之上,表面Ca原子活性强,SO42-和H2PO4-在Ca位点的吸附能分别为-818.74~-1058.30 kJ/mol和-572.78~-709.02 kJ/mol。白云石表面暴露Ca、Mg和O原子,但O原子活性较强,不利于阴离子在白云石表面的吸附,SO42-和H2PO4-在白云石表面Ca\Mg位点的吸附能分别为-135.92 kJ/mol \ -156.30 kJ/mol和-127.03 kJ/mol \ 146.95 kJ/mol。因此,SO42-和H2PO4-更容易吸附在氟磷灰石表面形成不溶性钙盐,屏蔽了氟磷灰石表面的活性位点,导致磷灰石被抑制;白云石表面Ca、Mg原子位点密度大于氟磷灰石,存在更多的吸附位点与捕收剂结合。     

高浓度盐酸体系下叔胺N235三相萃取钒试验

含钒石煤经盐酸浸出后所得浸出液通常酸度较高,p H较低。为在不调节浸出液p H的条件下,以叔胺N235为萃取剂从高浓度盐酸—钒体系中萃取钒的最佳工艺,考察了萃取剂的组成、萃原液盐酸浓度、萃取相比(O/A)、萃取时间对钒萃取率的影响,并通过FT-IR分析探讨了在不同盐酸浓度下N235萃取钒形成的萃合物结构。试验结果表明:对盐酸浓度为2 mol/L,钒浓度为1.82 g/L的模拟酸浸液,在有机相N235体积浓度为20%,萃取时间为2min,萃取温度为25℃,相比(O/A)为0.5情况下的钒单级萃取率为83.93%,三级逆流萃取钒总萃取率为98.37%。利用叔胺N235从盐酸介质中萃取钒时,均会出现三相。在萃原液盐酸浓度≥3.1 mol/L时,萃合物结构为(R_3NH)_4·(H_2O)_n·H_2V_(10)O_(28·)(HCl)x;萃原液盐酸浓度3.1 mol/L时,萃合物结构为(R_3NH)_4·(H_2O)_n·H_2V_(10)O_(28)。     

室温下用氨性硫代硫酸盐从含铜金矿中浸出金

本研究确定室温下用含铜的氨性硫代硫酸盐溶解金的重要参数,包括Ｓ２Ｏ２－３ 、Ｃｕ２＋ 、ＮＨ３·Ｈ２Ｏ、ＳＯ２－３ 、ｐＨ 和浸出时间等。其中Ｓ２Ｏ２－３ 、Ｃｕ２＋ 、ＮＨ３·Ｈ２Ｏ、ｐＨ对金的浸出十分敏感。实验结果表明,在０．３—０．４ＭＳ２Ｏ２－３ 、０．０２ＭＣｕ２＋ 、０．４５ＭＮＨ３·Ｈ２Ｏ、０．２％ ＳＯ２－３ 、ｐＨ９—１０ 的条件下浸取含铜金矿１２—２４ｈ,金的浸出率可达到９５％ 左右     

全尾砂膏体充填粉煤灰活性效应研究

为降低膏体充填成本,提高粉煤灰利用率,以粉煤灰替代部分水泥作为膏体胶凝剂。通过化学方法激发粉煤灰活性,设计了激发剂选型实验和优化配比实验,研究了化学激发下掺粉煤灰膏体强度的变化规律,旨在解决掺粉煤灰膏体早期强度低的问题。结果表明:三乙醇胺、NaOH、CaO能有效提高粉煤灰活性,而Ca(OH)2、Na_2SO_4、CaSO_4·2H_2O和CaCl_2对粉煤灰活性激发效果不明显。不同龄期三乙醇胺的最佳掺量一致,为粉煤灰质量的1.2%;Na OH激发时掺粉煤灰膏体不同龄期的强度随其掺量增加不断提高,掺量超过3%时,强度增长速度逐渐降低;不同龄期的CaO最佳掺量不一致,3 d最佳掺量为4%、7 d为2%、14 d和28 d为6%,CaO激发膏体后期强度不显著。     

复合型氯氧镁水泥的水化相及其显微特征研究

利用苛性苦土与苛性白云石按一定比例混合而成的复合型镁质胶凝材料与氯化镁水溶液按摩尔比MgO/MgCl2=5拌和后,采用XRD和IR测试方法证明形成的硬化体为5相结晶体,其显微特征主要是大量的凝胶体形貌而非针(棒)状结晶结构.呈放射状的针(棒)状晶体仅在孔洞中存在.认为凝胶体是复合型镁质胶凝材料硬化体具有很高强度的来源.     

水分子与白云石(104)表面相互作用的第一性原理研究

为了研究白云石(104)表面吸附水分子的水化结构,利用密度泛函理论(DFT)模拟了单个及多层水分子在白云石表面的吸附。结果表明,白云石表面的Ca、Mg位点可以与水形成(Ca/Mg)—O_w键,主要是Ca3s3d轨道、Mg3s2p轨道及与O2p轨道作用,水分子在白云石表面Ca位点的吸附作用强于Mg位点。多层水分子在白云石表面吸附时,水分子层结构发生了明显分层,最靠近白云石表面的水分子层中,水分子在Ca、Mg位点上有序排列,平均吸附能为-74.35kJ/mol;随着距离的增加,矿物表面与水分子间相互作用逐渐减弱,水分子吸附能减小。     

矿渣微粉对细尾砂胶结充填体力学性能及微观结构影响

研究了不同矿渣微粉掺量对充填体早期、长龄期强度以及充填料浆流动性、泌水率的影响规律,通过采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）等技术手段对特定龄期下充填体水化产物进行了微观表征并揭示其强度发展机制。结果表明：充填体养护早期（3d）,矿渣微粉的掺入不利于其强度的发展,且掺量越高充填体强度降低幅度越大;养护龄期超7d后,矿渣微粉对充填体强度提升作用开始显现,且充填体养护龄期越长,相同掺量下抗压强度提升效果越明显。充填浓度70%,灰砂比1:6,矿渣微粉掺量80%时,充填体养护28d、90d后抗压强度分别为5.02MPa和6.53MPa,相较养护7d充填体强度分别提高211.80%和305.59%。少量矿渣微粉的掺入在一定程度上会降低充填料浆流动性和泌水率,但当矿渣微粉掺量较高时,充填料浆流动性和泌水率均有一定程度的提高。矿渣微粉掺入后充填体内部水化硅酸钙（C-S-H）、钙矾石（3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O）等水化产物生成数量的增加,是导致其强度高于纯水泥充填体的重要原因。     

甘肃早子沟金矿石选矿试验

甘肃早子沟金矿石金品位为4.09 g/t,铜、铅、锌、铁、锑等含量较低,不具有回收价值。矿石金属矿物主要为黄铁矿、毒砂、辉锑矿和褐铁矿等。为回收有价元素金,采用浮选—浮选尾矿硫代硫酸钠浸出工艺进行试验。结果表明:在磨矿细度为-0.074 mm占90%时,以Na_2CO_3为p H调整剂、异戊基黄药+丁胺黑药为捕收剂、2#油为起泡剂,经1粗2精2扫闭路浮选,获得的浮选精矿金品位为56.78 g/t,回收率为71.27%,且影响金浸出的FeS_2、FeAsS、Sb_2S_3被富集到了浮选精矿中;浮选尾矿在液固比为4、Na_2S_2O_3·5H_2O用量为0.20 mol/L、CuSO_4用量为0.018 75mol/L、(NH_4)_2SO_4用量为0.05 mol/L、NH_3·H_2O用量为1.0 mol/L、矿浆pH=9.5、搅拌转速为450 r/min、反应时间为3 h条件下浸出,获得了金浸出率为67.05%,金总回收率为90.52%的指标。试验结果可以为早子沟金矿石的合理利用提供技术依据。