全固废胶凝材料协同固镉的试验研究

以钢渣、矿渣等固废为原料制备胶凝材料,研究其固镉性能和反应机理。结果表明,在Cd²⁺质量浓度不高于30 mg/kg时,胶凝材料具有较强的固镉性能,30℃养护有助于提高胶凝材料早期固镉能力;Cd²⁺能进入钙矾石(AFt)晶格和弗里德尔(Friedel)盐,再加上水化硅酸钙(C-S-H)对镉的吸附作用,协同促使Cd²⁺实现高效固化。     

垃圾焚烧飞灰-矿渣基胶凝体系和固镉研究

本研究以城市垃圾焚烧飞灰、矿渣及脱硫石膏作为胶凝材料,以尾矿砂为骨料制取高性能胶结充填材料对飞灰中的重金属镉进行固化处理。在满足矿山充填要求及环境无害的前提下,探索飞灰-矿渣基胶凝体系制成的充填材料中飞灰的极限掺量、（胶凝材料之间的配比、飞灰-矿渣基胶凝体系的最佳料浆浓度及）矿渣的最佳比表面积,并运用X射线衍射（XRD）对制成的净浆试块进行分析。此研究为解决飞灰中有色金属镉的污染问题提供解决思路和方案,为含镉地下充填体的长期稳定性提供理论参考。     

垃圾焚烧飞灰-矿渣基胶凝体系及固镉研究

以城市垃圾焚烧飞灰、矿渣及脱硫石膏作为胶凝材料,以尾矿砂为骨料制取高性能胶结充填材料对飞灰中的重金属镉进行固化处理。在满足矿山充填要求及环境无害的前提下,探索飞灰-矿渣基胶凝体系制成的充填材料中飞灰的极限掺量、料浆中胶凝材料间的配比、最佳料浆浓度及矿渣的最佳比表面积,并利用X射线衍射(XRD)对制成的净浆试块进行分析。此研究为解决飞灰中有色金属镉的污染问题提供解决思路和方案,为含镉地下充填体的长期稳定性提供理论参考。     

矿渣基胶凝材料固化垃圾焚烧飞灰中重金属的研究

以矿渣部分或全部替代水泥，与垃圾焚烧飞灰和脱硫石膏组成胶凝材料，研究随矿渣掺量变化，胶凝材料对垃圾焚烧飞灰重金属的固化效果。结果表明：随着矿渣替代水泥量的增大，净浆试块抗压强度呈现先增大后减小的趋势；当飞灰掺量为20%、矿渣掺量为70%、脱硫石膏掺量为10%时制成的净浆试块，在温度为35 ℃、湿度为95%下养护28 d，试块的抗压强度达到47 MPa，重金属元素Cr、Cd、Cu、Hg、Pb、Zn的浸出浓度均低于饮用水标准；对Pb、Cr的固化效果明显优于纯水泥胶凝体系。XRD和FT-IR检测表明：该矿渣基胶凝材料水化生成的主要产物有钙矾石、C-S-H凝胶和水铝钙石，水化产物对重金属离子有良好的包裹作用。矿渣基胶凝体系比水泥基胶凝材料体系在固化垃圾焚烧飞灰重金属方面优越性明显。     

矿渣基胶凝材料固化垃圾焚烧飞灰中重金属的研究

以矿渣部分或全部替代水泥，与垃圾焚烧飞灰和脱硫石膏组成胶凝材料，研究随矿渣掺量变化，胶凝材料对垃圾焚烧飞灰重金属的固化效果。结果表明：随着矿渣替代水泥量的增大，净浆试块抗压强度呈现先增大后减小的趋势；当飞灰掺量为20%、矿渣掺量为70%、脱硫石膏掺量为10%时制成的净浆试块，在温度为35 ℃、湿度为95%下养护28 d，试块的抗压强度达到47 MPa，重金属元素Cr、Cd、Cu、Hg、Pb、Zn的浸出浓度均低于饮用水标准；对Pb、Cr的固化效果明显优于纯水泥胶凝体系。XRD和FT-IR检测表明：该矿渣基胶凝材料水化生成的主要产物有钙矾石、C—S—H凝胶和水铝钙石，水化产物对重金属离子有良好的包裹作用。矿渣基胶凝体系比水泥基胶凝材料体系在固化垃圾焚烧飞灰重金属方面优越性明显。     

矿渣基胶凝材料固化、稳定化某铅锌重金属尾矿

固化稳定化技术是目前处理重金属最重要的方法，固化材料是该技术的核心。为克服传统固化材料性能、成本等缺陷，以大宗工业固废矿渣为主要原料，制备矿渣基新型胶凝材料，胶结固化某铅锌尾矿中的重金属，考察固结体强度和铅锌离子固化、稳定化效果。研究结果表明：矿渣基胶凝材料胶结铅锌全尾砂28 d和60 d龄期强度达6.40 MPa和6.44 MPa，满足矿山充填采矿对充填体强度的要求；固化后重金属铅的浸出浓度为0.012 mg/L（28 d）和0.010 mg/L（60 d），达到《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）IV类水体中规定的重金属标准限值。矿渣基胶凝材料固化稳定化重金属尾矿，实现了“以废治废”，应用前景广阔。     

正长石去除镉离子的试验研究

将正长石与含镉溶液混合,分别在不同时间和不同pH值条件下反应,生成了含镉长石。水溶液中镉浓度随着反应时间的延长而降低,120h后去除率达到96%。在pH值为6的近中性条件下,长石对Cd2+离子的去除率达到78.40%,且基本达到了平衡。XRD分析表明反应后的长石生成了含镉的硅酸盐相。XPS分析表明Cd 3d5/2的结合能为406.12eV,说明Cd2+与长石矿物形成了较强的离子键,表明有离子交换反应的发生。长石去除水溶液中的Cd2+既存在有吸附作用,也存在有离子交换作用,表明长石矿物具有一定的修复水体中镉离子污染的功能和效果。     

矿渣-钢渣基胶凝材料固化某含砷尾砂试验

为了解矿渣-钢渣基胶凝材料(MSC胶凝材料)固化含砷尾矿的可能性,以含砷0.11%、砷浸出浓度为0.66 mg/L的广西某选矿厂铅锌矿尾矿为研究对象,进行了制备膏体充填料试验,探讨了胶凝材料配方对膏体充填料流动度、固化体抗压强度和砷浸出浓度及浸出液pH的影响。结果表明:在试验矿渣、钢渣、脱硫石膏和Ca(OH)_2掺量分别为51%、25.5%、8.5%、15%,胶砂比为1∶4,减水剂掺量为1%,料浆浓度为86%情况下,充填料浆流动度为300 mm,满足膏体充填自流输送的要求;固化体在40℃下养护28 d的抗压强度为20.19 MPa,满足胶结充填采矿对充填体抗压强度的要求,且砷浸出浓度低于检测限(0.004 mg/L)。Ca(OH)_2强化了矿渣-钢渣基胶凝材料对砷的固化,主要体现在Ca(OH)_2可与砷离子反应生成溶解度较低的Ca-As-O盐,并被胶凝材料水化产物C—S(A)—H凝胶等包裹,以及Ca(OH)_2使得浸出液的pH值和Ca²⁺浓度较高,Ca²⁺与AsO_4^3-、AsO_3^3-生成Ca-As难溶沉淀从而降低砷的浸出浓度。     

电气石净化处理含Pb~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)废水的研究

主要探讨了电气石对含Pb2+、Cu2+、Cd2+废水净化处理的适宜条件。研究了电气石颗粒的粒径、电气石用量、吸附时间以及pH值对吸附率的影响。实验结果表明,随着电气石粒径的减小其吸附重金属离子的效果增强,电气石吸附铅、铜、镉离子的最佳条件为:电气石粒径500 nm;对处理含Pb2+、Cu2+、Cd2+浓度为50μg/mL的工业废水,电气石用量分别为0.5 g、0.8 g、1.0 g;吸附时间为60~70 min;pH值为6.5;吸附容量的顺序为Pb>Cu>Cd。     

磷化工业固废中铅镉离子的固化试验

为了固化某磷矿分解车间产生的含铅镉离子工业固废中的重金属离子,本文以该工业固废为研究对象,通过室内试验从6种固化剂中选定最优固化剂,研究在不同掺量、试样含水率和粒径条件下固化剂对固废中铅镉离子的固化稳定效果。结果表明:对磷化固废中的铅、镉离子固化效果最优的固化剂为CF(氧化钙+粉煤灰)和SCM(二氧化硅+氧化钙+氧化镁):当固废粒径大于5 mm时,固化剂处理效果较差,故在原位施工时需先将大颗粒固废进行破碎处理;将固化剂与水按质量比为1∶2.5配置成悬浮液,可增强固化剂的固化稳定效果。     

纳米氧化镁的制备及对Cd2+吸附性能研究

以无水MgSO4为原料，十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为结构导向剂，采用直接沉淀法在NH4HCO3溶液中合成纳米片状氧化镁，用于吸附含镉废水。采用TGA、XRD、SEM、BET和FT-IR等分析手段对其进行表征，考察了其对水溶液中Cd2+的吸附机理。研究结果表明，该方法制得的氧化镁具有不规则片层堆叠而成的孔隙结构，且活性位点较多，纯度较高。该氧化镁对水溶液中Cd2+具有良好的吸附性能，在平衡状态下，氧化镁对Cd2+的最大吸附量达到801.16 mg/g。动力学拟合分析符合伪二级动力学模型，说明该过程以化学吸附为主。FT-IR分析揭示了Cd2+在氧化镁上的吸附机理，这主要是由于Cd2+在氧化镁表面发生沉淀。该纳米材料对水溶液中Cd2+有较好的去除效果，未来可广泛应用于工业废水的污染控制和处理。     

不同无机早强剂对钢渣胶凝材料早期强度的影响

研究了不同无机早强剂对新余钢铁公司热泼钢渣早期强度的影响。结果表明:硫酸盐激发剂、碱激发剂均能提高钢渣胶凝材料的早期强度;复掺激发剂比单掺激发剂效果更好;碱激发和硫酸盐激发共同作用时,比单独的碱激发或硫酸盐激发更能提高钢渣胶凝材料的早期强度。效果最好的是CaSO4.1/2H2O和NaOH以1%∶0.4%的比例复掺,使钢渣胶凝材料的3d抗压强度比不掺早强剂时提高54.5%,7d强度提高15.2%。     

磷石膏—磷渣基复合胶凝材料强度和水化特性研究

为实现磷石膏、磷渣固废材料的再生利用,提高工业固废的利用率,以磷石膏、磷渣作为主要原料,采用水玻璃、水泥熟料和磷石膏共同激发磷渣活性制备磷石膏—磷渣基复合胶凝材料。 分别探讨磷石膏掺量、水玻璃掺量和磷渣粉磨制度对磷石膏—磷渣基复合胶凝材料强度的影响;并运用 SEM、XRD 分析磷石膏—磷渣基胶凝材料硬化体的微观结构及组成形貌。结果表明:磷石膏掺量低于 50%时,复合胶凝材料各龄期强度与磷石膏掺量成反比;当 m(磷石膏) ∶ m(磷渣) ∶m(熟料)= 20 ∶72 ∶8,水玻璃掺量为 1. 5%时,胶凝材料 28 d 抗压、抗折强度均达到最大值,分别为 43、6. 3 MPa; 较单独粉磨磷渣与水泥熟料而言,混合粉磨制度会产生“微介质效应”,有利于提高复合胶凝材料强度;复合胶凝材料主要水化产物为 C—S—H 凝胶与钙矾石,钙矾石与未溶解的磷石膏作为骨架被生成的 C—S—H 凝胶包裹、充填、交织在一起,形成致密结构;复合胶凝材料用于替代水泥作为矿区充填材料时推荐磷石膏掺量为 20% ~ 40%。     

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。     

镉在蒙脱石上的吸附解吸动力学与热力学研究

摘要:通过模拟自然环境特征,研究了不同温度下镉在蒙脱石上长时间的吸附和模拟酸雨对蒙脱石吸附的镉的解吸动力学及热力学行为,结果表明:30、40、50℃时,蒙脱石对镉的吸附及模拟酸雨对镉的解吸均能很好地符合Lagergren二级动力学方程,相关系数R均在0.98以上;不同温度下的蒙脱石对镉的吸附量随时间的增加均呈上升-下降-平衡的趋势,酸雨对蒙脱石吸附镉的解吸量则随时间的增加表现为先上升后趋于平衡;蒙脱石对镉的吸附是一个自发的吸热过程,受温度影响较小,而模拟酸雨对镉的解吸过程与吸附过程相反,是一个非自发的放热过程,温度对它的影响较大。      

利用工业废渣制备充填胶凝材料的研究

为了降低矿山充填成本,以钢渣、矿渣等工业废渣为主要胶凝组分制备充填胶凝材料,研究了电石渣对其性能的影响。借助XRD、SEM测试手段分析了胶凝材料化产物的矿物组成和微观形貌。实验结果表明向充填胶凝材料中单掺15%的电石渣时,充填胶凝材料3、28 d抗压强度分别达到了16.3、38.6 MPa,与未掺电石渣的试样相比,3、28 d抗压强度分别提高了34.7%、26.3%;用25%的矿渣等量取代钢渣时,充填胶凝材料3、28 d抗压强度分别达到了26.4、48.3 MPa,与未掺矿渣的试样相比,3、28 d抗压强度分别提高了63.9%、28.5%,凝结时间缩短。