风积沙制备水化硅酸钙的工艺研究

利用风积沙和工业废渣水热合成硅酸钙晶体材料,首先擦洗处理风积沙去除杂质,然后加助剂湿磨活化获得氧化硅超细粉体;脱硫石膏经炭热还原处理制备石灰粉体,石灰消化后过滤成为石灰膏参与配料;采用二步活化法合成工艺进行水热反应,原料分段加入,加入激活剂粉煤灰使得最终CaO/SiO_2(摩尔比)达到0.98~1.0;控制工艺参数为:水固比20~40mL/g,合成压力2.0~3.0MPa,合成温度200~220℃,保温时间8h;搅拌速率升温阶段300~350转/min,保温阶段60~80转/min;水热合成反应结束后,料浆成型干燥获得水化硅酸钙制品。     

电石渣制备多孔硅酸钙实验研究

以电石渣、水玻璃为原料,采用水热合成工艺制备多孔硅酸钙,考察了电石渣活化温度、石灰乳的消化时间、水热合成条件等因素对多孔硅酸钙的影响.研究发现,最佳的工艺条件为:电石渣煅烧活化温度950℃,消化时间2 h,按照钙硅比(Ca O/Si O2)1.0、反应温度105℃、搅拌速度800 r/min的进行水热合成反应.利用电石渣制备多孔硅酸钙为电石渣的综合利用开辟了新的思路.     

高温干燥养护时间对铁尾矿基水泥胶砂力学性能的影响

为探究高温干燥养护时间对铁尾矿基水泥胶砂强度的影响,研究了不同铁尾矿粉磨时间下干燥养护时间对试件力学性能的影响,并结合XRD、SEM及EDS等微观手段分析水化产物种类、数量及结构特征。结果表明：①60 ℃干养可激发铁尾矿的火山灰活性,试件的力学性能与养护时间成正比。掺加粉磨时间1 h的铁尾矿,在60 ℃的温度下干养16 h可得到抗折、抗压强度达9.29 MPa、40.46 MPa的铁尾矿基水泥胶砂。②高温干养时长不影响铁尾矿基水泥净浆的水化产物种类,但是对水化产物的结构与数量以及水化产物覆盖程度有影响。随着高温干养时间的延长,净浆内部C—S—H纤维长度增加、数量增多,钙硅摩尔比减小,Ca(OH)2消耗更剧烈,水化产物明显变密实,表面几乎不含有害孔。     

粉煤灰水泥注浆材料的微观结构研究

利用环境扫描电镜ESEM、XRD衍射与MIP孔结构分析技术,对粉煤灰水泥注浆材料的微观结构形成趋势及特征进行了分析。结果表明:粉煤灰-水泥注浆材料体系的早期结构形成主要是水泥水化的结果;随水固比的降低,粉煤灰水泥注浆材料体系中CH的生成量呈增加的趋势;随着水固比的降低,注浆材料中的孔呈现出大孔减少、小孔增加且最可几孔径降低等孔结构细化的趋势。     

孔结构特征对硅基介孔材料调湿性能的影响

以聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物(P123)、正硅酸乙酯(TEOS)及1,3,5-三甲苯(TMB)为主要原料,采用水热模板法,通过控制水热反应温度和时间,制备了具有介孔(2—50 nm)结构的无机硅基微球材料。根据介孔材料孔结构参数与吸、放湿特性关系,探讨了孔结构特征对无机硅基材料调湿性能的调湿机理。结果表明：介孔微球的孔径分布窄,平均孔径为0.7—16.1 nm、孔容为0.19—0.54cm³·g^-1;研究同时还发现,无机硅基介孔材料在特定湿度区间的吸、放湿率,与对应湿度区间内发生毛细凝聚现象孔道的孔容大小密切相关。     

水玻璃对地质聚合物抗压强度及孔结构的影响

采用正交试验研究了水固比、碱激发剂的固含量与模数对地质聚合物抗压强度和孔结构的影响。结果表明:水固比在0.48~0.68、碱激发剂固含量在36%~40%范围内的调整将对地质聚合物的孔结构(孔隙率、孔径分布)和抗压强度产生明显影响。降低水固比有利于减少有害孔和多害孔,适当提高碱激发剂的固含量有利于颗粒中铝硅玻璃相的溶解,促进凝胶相的生成,使得微观结构均匀而致密,抗压强度得以提高。地质聚合物的抗压强度与孔隙率符合Y=844.27·exp-8.06X的指数关系。当水固比、碱激发剂的固含量和模数分别为0.48、40%和1.4时,地质聚合物的孔隙率最低,为34.37%,28 d抗压强度最高,为53.13 MPa。     

钙硅比对铅锌尾矿微晶玻璃性能及重金属浸出毒性的影响

为用铅锌尾矿合成微晶玻璃,研究了钙硅比(mCaO/mSiO2)对基础玻璃析晶温度、微晶玻璃结构、性能的影响,并采用TCLP法研究了其对重金属浸出毒性的影响.结果表明,随着钙硅比增大,基础玻璃的玻璃化转变温度和结晶温度先降后升.微晶玻璃的主要晶相为钠长石,钙硅比的增加阻碍了钠长石的晶体生长,但有利于透辉石、钙铝黄长石和霞...     

孔隙结构对褐煤干燥动力学的影响

研究了胜利和昭通褐煤在低温(60～140℃)干燥过程中孔隙结构的演变,计算了2种不同结构褐煤脱水过程的有效水分扩散系数(D_(eff)),讨论了褐煤孔隙结构参数和水分扩散特性参数的关系。结果表明,胜利褐煤的孔隙结构以开放的圆柱形孔隙、平行壁状狭缝孔和尖劈型毛细孔为主;而昭通褐煤以一端封闭的不透气性孔为主。随着干燥时间增加,2种褐煤比表面积均减小,平均孔径变化趋势与孔容变化相反。随着干燥温度升高,2种褐煤比表面积、孔容、平均孔径均增大,平均孔径变化趋势与孔容变化相同。关联动力学参数表明,煤样的孔容比及比表面积都与D_(eff)有较好关联度,2种褐煤的孔容比与比表面积呈正相关;水分扩散系数更是与比表面积呈线性关系。胜利褐煤在孔径小于7 nm时孔容比随温度的升高而增大;而孔径区间介于7～10 nm的孔容比随温度的升高而减小。昭通褐煤在孔径小于10 nm的孔容比随温度的升高而增大;而孔径区间介于10～20 nm的孔容比随温度的升高而减小。2种褐煤的D_(eff)均受微孔及较小孔径的中孔控制。同时,计算得出低温干燥过程胜利褐煤的活化能(16.95 kJ/mol)低于昭通褐煤(21.84 kJ/mol),这说明相同条件下胜利褐煤脱水所克服的能垒更低。     

富钾岩石静态水热法制取钾-硅复合肥的初步实验研究

通过静态水热法利用富钾岩石制取了钾-硅复合肥.同国内大多敷研究小组单独从富钾岩石中提取钾需要分离等繁琐手段不同,我们采取了一种只需把反应物加热到一定温度,然后保温一定的时间后即可实现高提取率的方法,无须单独提取钾;水热合成的产物中不仅仅合钾和硅,而且也台有钙、镁、铁等元素.采用正交实验确定了不同温度区间内和同一温度条件下的最优化条件;通过正交结果分析表明,影响富钾岩石中钾和硅的溶出率最主要的因素是温度,其次是时间,石灰富钾岩石比以及水固比的影响相对较小.     

氢氧化钠浓度对水热法合成介孔材料的影响

以F68(聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯)为模板剂,铝酸钠和水玻璃为铝源和硅源,按物质的量比为1∶120∶1233,采用水热法合成介孔材料.通过X射线衍射仪(XRD)、比表面积测定仪(N2吸附/脱附)、扫描电镜(SEM)对样品进行表征分析,研究了氢氧化钠浓度对水热法合成介孔材料的孔径、比表面积、孔容和形貌的影响.结果表明:氢氧化钠浓度增大,合成的介孔材料比表面积和孔容增大,孔径分布逐渐均匀.氢氧化钠浓度为11 mol/L时合成的介孔材料性能最佳,此时比表面积为165.42 m2/g,平均孔径23.03 nm,孔容0.85 cm3/g.     

硅钙渣复合地聚物水化机理研究

为实现硅钙渣、粉煤灰及矿渣三种固废的协同利用,本文通过开展不同粉煤灰、矿渣比(灰渣比)下的硅钙渣复合地聚物制备实验,对硅钙渣复合地聚物的水化机理进行了研究。结果表明,硅钙渣复合地聚物是由β-硅酸二钙自身水化和碱激发水化共同形成的一种以C—S—H和C(N)—A—S—H为主的二元复合胶凝材料;相较于晶相矿物,玻璃相矿物更易发生碱激发水化反应,导致灰渣比在0.5以上时7 d水化物中残存大量未反应的莫来石,但随养护时间的延长莫来石会继续进行水化,并在28 d时生成蠕虫状四方钠沸石和条状贝德石。同时在灰渣比为1.0时,硅钙渣地聚物微观形貌最均匀致密,28 d抗压强度最高,达到37.9 MPa,说明此时能够发挥出粉煤灰、矿渣、硅钙渣之间最佳的协同效应。     

贵州某铝土矿石灰拜耳法溶出试验研究

贵州某高硅中低品位铝土矿石Al₂O₃品位为57.62%、SiO₂含量为9.54%，铝硅比为6.04。为实现氧化铝高效溶出，进行了铝土矿石灰拜耳法溶出氧化铝工艺试验。结果表明：在溶出温度为265 ℃，溶出时间为65 min，磨矿粒度为-0.074 mm含量90%，石灰添加量为1.4，矿浆液固比为4，搅拌转速为500 r/min条件下，可以获得氧化铝溶出率83%以上，赤泥平均铝硅比为1.33的溶出指标。试验结果可为该类铝硅比较低的铝土矿资源的合理开发利用提供借鉴。     

矿渣基地质聚合物的吸水性能与孔结构分形特征研究

为了研究矿渣基地质聚合物多孔材料在不同孔隙率、孔径分布情况下的吸水性能及改善机理,以高炉矿渣、粉煤灰、水玻璃为主要原料,以过氧化氢为发泡剂进行矿渣基地质聚合物的吸水、释水性能实验,并结合图像分析软件和分形理论分析其微观形貌及孔结构分形特征.实验结果表明,随着发泡剂使用量的增加,多孔材料的孔隙率、最可几孔径和吸水率相应增...     

石棉尾矿加碱焙烧去非金属氧化物作用研究

以石棉尾矿为原料,将其与氢氧化钠经混合焙烧、水浸得到焙烧水浸产物。考察主要工艺条件NaOH与SiO2摩尔比、焙烧反应温度和焙烧反应时间等对焙烧产物及焙烧水浸产物的影响,结合物相、结构变化等探讨去非金属氧化物作用过程和作用机制。结果表明,加碱焙烧的优化工艺条件为:n(NaOH)∶n(SiO₂)摩尔比为4.0,反应温度为600℃,反应时间为2 h,此条件下加碱焙烧去非金属氧化物作用明显,水浸渣中主晶相均为氧化镁。当焙烧温度大于255℃时,随焙烧温度的升高,镁氧八面体片发生脱水,硅氧四面体结构破坏,形成可溶的硅酸镁钠;当焙烧温度为830℃时,硅酸镁钠由可溶物质转变为难溶物质。     

脱镍硅渣的理化特性及调湿与甲醛吸附性能

脱镍硅渣是红土镍矿经酸浸法提取镍及其它金属后剩余的固体废弃物。本文研究了国内进口的印尼红土镍矿脱镍硅渣的理化特性及调湿与甲醛吸附性能。结果表明,红土镍矿脱镍硅渣的主要矿物成分为非晶质二氧化硅,化学成分除氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化铁等外,还含有少量的重金属;多孔结构,孔径主要为介孔,平均孔径7.661 nm,孔体积0.18 cm3/g,比表面积84.196 m2/g;具有良好吸/放湿性能和甲醛吸附性能;可以用于开发高性能调湿和空气净化材料。      

基于压汞、低温N_2吸附和CO_2吸附的构造煤孔隙结构表征

我国煤层受多期次构造运动影响构造煤普遍发育,构造煤孔隙大小分布尺度较广(毫米～纳米级),孔隙结构较为复杂。不同尺度的孔隙结构控制着煤层气的吸附-解吸(孔隙表面)、扩散(纳米级孔隙)与渗流(微米～毫米级孔隙)等过程,是影响煤层气储存与运移的重要因素。为研究构造煤不同尺度孔隙结构的分布特征与演化规律,在潞安矿区采集4种破坏类型煤样,利用压汞法、低温N_2吸附法及CO_2吸附法分别测试了煤样的孔隙分布特征,对比分析了各测试方法的优势孔径段,提出利用CO_2吸附法表征构造煤微孔(2 nm)、低温N_2吸附法表征介孔(2～50 nm)、压汞法表征大孔结构(50 nm)的孔隙结构多尺度联合表征方法。实验结果表明所采煤样的孔容和孔比表面积均主要分布在微孔阶段,在0. 6 nm左右时的孔隙孔容量和孔比表面积达到最大,其中微孔容占总孔容的70%以上,微孔孔比表面积占总孔比表面积的99%以上,煤中孔容和孔比表面积分布存在微孔大孔介孔的规律。分析构造煤孔隙特征与煤体破坏类型的关系,随煤破坏程度增加,孔容和孔比表面积逐渐增高,大孔孔容比及介孔孔容比逐渐增大,微孔孔容比逐渐减小;孔容增幅主要体现在大孔阶段,比表面积增幅则主要体现在微孔阶段。其中大孔演化主要受控于角砾孔、碎粒孔及摩擦孔等外生孔,介孔演化受控于煤的大分子堆叠结构及分子间距,微孔演化主要受控于煤中芳香层片大小及排列方式。     

微波辐照对锡盟褐煤成浆性能的影响

对微波辐照锡盟褐煤提高其成浆特性进行了研究,考虑了不同辐照时间和微波功率的影响,从煤质特性、粒度分布、表面形貌和微观孔隙结构对改性前后褐煤进行分析。结果表明：随着辐照时间的延长和微波功率的增加,煤样的最终温度增加;煤样的含水量不断下降,由原煤的17.13%降至900 W/6 min时的1.07%,使得褐煤固水能力显著减弱;煤粉颗粒表面逐渐变得平整和规则化,煤粉粒度容易形成双峰分布;煤粉颗粒的BET比表面积有不同程度的减小,平均孔直径和孔容积有不同程度的增加。经过微波处理后,褐煤的成浆性能得到较大改善,定黏浓度可从原煤的50.13%提高到900 W/6 min时的54.68%;脱水单位能耗先减小后增加,最低脱水单位能耗为800 W/3 min时的1.82 kW·h/(kg moisture);而浆体浓度提升1%单位能耗则不断增加,最低单位能耗为800 W/1 min时的0.023 kW·h/(kg coal)。     

不同热破裂温度下煤岩的孔裂隙演化特征研究

为了研究不同温度下煤页岩的细观孔隙结构,对经过20、100、300、500℃热破裂温度下的煤岩试样进行微米CT扫描试验,基于阈值分割算法得到了三维孔隙重构模型,并分析了孔隙率、孔喉尺寸参数和孔隙连通度的量化指标随温度变化的关系。结果表明,利用CT扫描技术获得煤岩的二维切片,经过重构可得到三维孔隙结构模型;表征孔隙含量的孔隙率与温度呈指数型函数关系;最大孔喉长度L和平均孔喉半径R随温度上升的增速呈先慢后快的特点;煤页岩的孔隙连通度随环境温度的升高保持初期迅速上升,在中期缓慢上升,到后期有所下降的变化。     

活性炭孔隙结构和表面化学性质对吸附氧化NO的影响

采用5种粉末活性炭,在间歇式流化床实验台上研究流态化活性炭低温吸附氧化NO的动力学过程。通过N2吸附、元素分析、Boehm滴定、pH测量表征活性炭的孔隙结构和表面化学性质。结果表明：由于活性炭的原料和活化方法不同,活性炭具有不同的孔隙结构和表面化学性质,呈现不同的吸附氧化NO的动力学过程;关联稳定阶段NO氧化成NO2的...