利用赤泥制备高强陶粒的试验研究

利用拜耳法赤泥、页岩和粉煤灰等原料制备了高强陶粒。赤泥掺入量为50%时, 陶粒堆积密度840 kg/m³, 筒压强度达到7.5 MPa,强度标号45 MPa, 1 h吸水率7.6%, 表观密度1 000 kg/m³,孔隙率16.0%, 放射性能够满足作为轻集料的活度要求。利用XRD、SEM等分析手段, 对赤泥陶粒烧结机理进行了探讨。     

利用煤矸石、页岩、污泥制备烧结砖的研究

通过X射线荧光(XRF)、X射线衍射(XRD)测试技术,分析煤矸石、页岩、污泥的化学成分和矿物组成。以煤矸石、页岩和污泥为原料制备烧结砖,研究不同配比和烧结温度对烧结砖强度和物相组成的影响。结果表明,原料配比为10%污泥、40%煤矸石、50%页岩,模压成型砖坯,经1 050℃焙烧6 h,可制备出强度达到MU15等级的烧结砖。     

粉煤灰和赤泥的综合利用

讨论了用粉煤灰、赤泥生产烧结砖的可行性 ,介绍了原料主要性质、主要工艺参数、工艺流程。针对不同性质的赤泥 ,采用了不同配方。试验结果表明 :用粉煤灰、赤泥生产的烧结砖达到了MU10级砖的标准     

磷石膏掺量对赤泥抗剪特性的影响

为扩大赤泥资源化、无害化利用途径,研究利用磷石膏改性赤泥应用于矿山充填和路基填筑等实际工程中的可能性。开展了赤泥、磷石膏以及磷石膏掺量分别为15%、30%、45%和60%的赤泥—磷石膏混合材料的直接剪切试验。试验发现:随着磷石膏掺量的增加,赤泥—磷石膏混合材料的剪应力—剪切位移关系曲线由软化逐渐趋于硬化,掺量为60%时变为应变硬化型;磷石膏能在一定程度上增强赤泥的抗剪强度,磷石膏掺量从15%增加到60%,试样的凝聚力逐渐减小,内摩擦角先增大后减小,掺量为15%时试样的凝聚力最大,掺量为30%时试样的内摩擦角最大。磷石膏掺入赤泥后,材料的力学性能得到了一定程度的改善,需开展更深入的研究,以将赤泥和磷石膏协同利用于实际工程中。     

粉煤灰、赤泥烧结砖的研制

讨论了用粉煤灰、赤泥生产烧结砖的可行性，介绍了原料主要性质、主要工艺参数、工艺流程。试验结果表明：用粉煤灰：赤泥=72：28生产的烧结砖达到了MU10级砖的标准。     

考虑含水和多组分气体的页岩气含气量预测模型

基于体积法建立页岩气含气量预测模型,含气量包括吸附气量和游离气量,在计算吸附气量时考虑了页岩矿物组成、温度、压力、水分和非甲烷多组分气体,在计算游离气量时考虑了吸附相体积,最终采用涪陵焦石坝地区焦页1井页岩现场解吸数据验证模型。结果表明,当考虑吸附相体积时,含气量模型计算值与现场解吸数据较吻合,当不考虑吸附相体积时,页岩含气量被高估27%～38%;水分对页岩含气量的影响较小;多组分气体不仅改变页岩含气量,也改变页岩气的赋存状态,不考虑多组分气体将高估目标区域含气量5. 6%～31. 8%。所建含气量模型精确性依赖于室内岩芯实验结果,未来应进一步开展含水页岩对多组分气体吸附实验研究,准确计算页岩气含气量。     

某电解锰渣烧结砖吸水率和饱和系数研究

以电解锰渣为主要原料制备电解锰渣烧结砖,研究了烧结温度、烧结时间、Ca添加量、Si添加量对烧结砖吸水率和饱和系数的影响。结果表明:烧结砖吸水率、饱和系数随烧结温度、烧结时间的增加呈下降的趋势;烧结砖吸水率、饱和系数随Ca添加量的增加呈上升的趋势;烧结砖吸水率、饱和系数随Si添加量的增加呈先降后升的趋势。电解锰渣烧结砖制备的较佳工艺条件:烧结温度为850℃,烧结时间为2.5 h,Ca添加量为0,Si添加量为24%。此时,电解锰渣免烧砖的吸水率为15.81%,饱和系数为1.03,性能较好。      

烧结法赤泥对晋城无烟煤灰熔融特性的影响

本文分别研究了向晋城无烟煤(JC)煤灰中掺入不同比例的烧结法赤泥1~#和烧结法赤泥2~#,对混合灰样熔融特性的影响。结果表明,当向JC煤灰中掺入15%的烧结法赤泥1~#或30%的烧结法赤泥2~#时可以使JC煤灰熔点降到1350℃以下,使JC达到液态排渣的要求。根据对煤灰和赤泥中化学成分以及灰中矿物质演变分析做出以下推测,添加烧结法赤泥能降低JC煤灰熔点的主要原因是高温下生成了低熔点的霞石(Na_2O·Al_2O_3·2SiO_2)和生成了低共熔化合物铁橄榄石(Fe_2SiO_4)与铁尖晶石(Fe_2Al_2O_4)、钙黄长石(Ca_2Al_2Si_2O_7)与钙长石(CaAl_2Si_2O_8)。     

赤泥基混凝土性能及影响因素试验研究

以赤泥部分替代水泥制备混凝土,研究赤泥细度及掺量、半水脱硫石膏掺量、减水剂种类对赤泥基混凝土性能的影响。结果表明,减小赤泥细度可提升胶凝活性,有利于提高赤泥基混凝土抗压强度,赤泥最佳细度为0.6 mm,最佳掺量范围为10%～20%;半水脱硫石膏对赤泥的胶凝活性激发作用显著,明显提升赤泥基混凝土抗压强度,但石膏掺量不宜过大,以3%～4%为宜;三聚氰胺系减水剂可在保证赤泥基混凝土抗压强度的同时显著提升混凝土流动性能。     

利用赤泥研制铁铝酸盐水泥及掺钡活化研究

以粉煤灰、拜尔法赤泥为原料,低温烧制铁铝酸盐水泥,研究不同矿物组成对水泥净浆抗压强度发展的影响,并通过掺入钡泥研究钡对贝利特矿物的活化作用。采用光学显微镜、XRD和SEM分析熟料的矿物形貌、颗粒大小及矿物相对组成。结果表明:制备铁铝酸盐水泥的最佳矿物组成设计为铁铝酸四钙(C4AF)16%,硅酸二钙(C2S)48%,无水硫铝酸钙(C4A3S-)34%,最佳煅烧温度为1 310℃,保温时间为60 min。以钡泥为单一活化剂,掺入钡泥引入Ba2+,结果表明钡泥有活化贝利特相的能力,在试验矿物组成条件下,钡泥最佳掺量为4%。     

烧结温度对河津赤泥物相和物理性能的影响

为了给赤泥的陶瓷化应用提供基础依据,以山西河津某铝厂赤泥为对象,研究了烧结温度对赤泥物相和物理性能的影响。结果表明：试验用赤泥的主要矿物相为钙铝黄长石和石英,有少量钠长石、钙钛榴石和钙铁榴石。在高于1 000 ℃的温度下烧结时,随着烧结温度的提高,赤泥中石英、钠长石和钙钛榴石的含量逐渐减少,钙铝黄长石和钙铁榴石含量逐渐增加。试验赤泥陶瓷化的适宜烧结温度为1 150 ℃,此时烧结赤泥的体积密度为1.82 g/cm³,吸水率为19.9%,气孔率为36.0%,抗压强度为58.8 MPa。高温下赤泥中钙铝黄长石和钙铁榴石含量的增加及玻璃液相的生成是提高烧结赤泥抗压强度,促进赤泥陶瓷化的关键因素。     

赤泥透水砖的制备及性能研究

以山东铝业公司赤泥为主要原料制备透水砖,并对制品性能的主要影响因素进行了考察。试验结果表明：透水砖骨料的合适配方为赤泥55%,粉煤灰35%,膨润土10%;骨料的烧结温度以1 150 ℃为宜。用该条件下所得骨料制备透水砖的适宜条件为：砖的固体原料中骨料占82%,膨润土占8%,玻璃粉占10%;水玻璃按固体原料的8%添加;砖坯成型压力40 MPa;烧结温度1 080 ℃,烧结时间60 min。制得的赤泥透水砖抗压强度为35.32 MPa,透水系数为0.028 cm/s,磨坑长度为27.35 mm。     

生活垃圾焚烧渣制砖的试验研究

介绍了在焚烧后的生活垃圾渣中掺入一定比例的页岩生产烧结多孔砖的试验。通过试验找出生产烧结多孔砖的工艺参数 ,混料粒度应在 2mm以下 ,强力搅拌混合均匀 ,坯料成型水分 16% ,烧成温度 10 35～ 10 95℃ ;并对工业生产工艺提出了建议。     

山西省域石炭二叠纪煤系泥页岩气储层评价指标体系

针对煤系泥页岩气地质资源量估算偏大的问题,选择山西省域石炭二叠纪煤系泥页岩气储层,通过页岩气日均产气量衰减率和经济下限产气量分析,提出了独立储层和组合储层的概念;基于492件实测泥页岩样品,评价了煤系泥页岩干酪根类型和TOC含量;通过泥页岩单位TOC含量吸附量和实测泥页岩含气量评价了泥页岩有机质成熟度和含气量的关系;基于与海相页岩气剖面资源量等量原则评价了煤系泥页岩厚度;基于煤层Ro、含气饱和度与埋深的正相关趋势,将煤系泥页岩埋深划分为1 000,1 000~1 500和1 500 m三种类别;基于128件实测泥页岩样品,将煤系泥页岩脆性矿物含量划分为30%,30%~40%和40%三个类别。基于煤系泥页岩有机质成熟度、总有机碳含量、含气量、埋深、厚度及脆性矿物含量6个参数,将山西省域石炭二叠纪海陆交互相煤系泥页岩储层划分为组合有利储层、组合较有利储层和组合不利储层。     

多元固废制备高强烧结透水砖及其性能研究

为充分利用尾矿资源,以多元固废（钒钛铁尾矿、金尾矿、页岩和水库底泥）为原料制备高强烧结透水砖,采用XRF、XRD及SEM研究了原料的物化特性,通过钒钛铁尾矿烧结产品的指标分析了其烧结特性,讨论了钒钛铁尾矿级配及粘结剂配比对透水砖性能的影响,确定了适宜的透水砖制备工艺参数。结果表明：①钒钛铁尾矿主要化学组成为SiO2、CaO、MgO,有利于形成辉石体系,促进结构的致密性,应用于烧结材料较为理想。颗粒表面粗糙,用作透水砖骨料时能够形成骨架结构,并在颗粒间形成一定孔隙,有利于砖体的透水性。②钒钛铁尾矿在不同烧结温度下颜色变化较大,随着烧结温度的升高,颜色由黄色逐渐转变为褐色,线膨胀率持续降低,质量损失率逐渐升高,堆积密度不断增大。③试验确定钒钛铁尾矿的适宜级配为1.18~4.75 mm占20%、0.60~1.18 mm占50%、0.15~0.60 mm占30%,适宜掺量78%;粘结剂的适宜配比为w（金尾矿）∶w（页岩）∶w（水库底泥）=2∶1∶1。④以钒钛铁尾矿为骨料制备透水砖,适宜的成型压力为25 MPa、烧结温度为1 080 °C、保温时间为90 min,此时透水砖抗压强度达到64 MPa,透水系数为0.062 cm/s,保水性为0.62 g/cm2,满足《透水路面砖和透水路面板》（GB/T 25993—2010）和《透水砖》（JCT 945—2005）的要求。     

Ca/Si比对赤泥-固硫灰基免烧砖性能的影响研究

针对赤泥、固硫灰成分复杂、产量大等限制其难以有效利用的关键问题，本研究提出以赤泥、固硫灰等固体废弃物为主要原料制备赤泥-固硫灰基免烧砖的技术研究。通过改变赤泥和固硫灰用量调节免烧砖的Ca/Si比，对其力学性能，耐久性能和微观结构进行分析。结果表明，随着Ca/Si比的增加，免烧砖的强度呈现先增加后减小的趋势，当Ca/Si比为1.20时，免烧砖强度达到最高值26.63MPa，达到MU25标准，具有较好的力学性能；经过耐水测试和抗冻测试后强度损失较小，具有较好耐久性；免烧砖的水化产物为C-S-H凝胶、C-A-S-H凝胶和钙矾石，对强度的发展起积极地促进作用，促进了力学性能和耐久性能的提升。该研究为赤泥、固硫灰等固废的综合利用提供了新的思路。     

赤铁矿尾矿免烧免蒸砖的制备研究

以鄂西硅质页岩为骨料,采用压制成型方法制备鄂西高磷赤铁矿尾矿免烧免蒸砖,对赤铁矿尾矿与页岩的用量进行了配比试验,并考察了成型水分、成型压力对制品抗压强度的影响。试验结果表明,在尾矿掺量为78%、页岩10%、水泥10%和石膏2%的配比下,成型水分15%、成型压力20MPa的最佳条件下,制作的免烧免蒸砖制品抗压强度达到15.15MPa,且密度小于1600kg/m3,可满足JC/T422-2007建筑材料强度要求。