地质聚合物的制备与应用研究现状

地质聚合物是由硅铝酸盐原料经激发剂激发得到的一种无机非金属材料,具有原料来源广泛、制备简单、碳排放量低、高强耐久等优点,应用前景非常广阔。介绍了地质聚合物及其性能特点,对制备过程中的原料活化、激发剂、外加剂和养护制度等工艺的研究现状进行了总结,列举了地质聚合物在胶凝材料、隔热吸音、催化剂和固封材料等领域的应用实例,并评述了其在制备及应用方面需要进一步探索的问题。     

利用铁尾矿制备硅酸盐水泥熟料

以铁尾矿、石灰石为原料制备硅酸盐水泥熟料,通过XRD、SEM对铁尾矿硅酸盐水泥熟料的烧成过程和水化产物进行分析。结果表明：熟料在1350℃液相烧结, f-CaO含量迅速降低,C3S大量生成,熟料的主要矿相为C3S、C2S、C3A和 C4AF,与硅酸盐水泥熟料的特征矿物一致。水泥浆体水化3 d时水化产物主要是钙矾石、氢氧化钙和C-S-H凝胶,随着硅酸盐矿物的不断水化,孔洞被填充水化产物,水泥浆体结构越来越致密。铁尾矿配料的硅酸盐水泥的物理性能满足42.5强度等级,表明铁尾矿可以作为原料制备硅酸盐水泥熟料。     

电容去离子技术分离石煤酸浸液中的钒和铝

采用一种新兴吸附技术—电容去离子技术(CDI),利用活性炭/离子交换树脂复合电极去除石煤空白焙烧—硫酸浸出液中的铝,考察了各工艺条件对钒、铝分离因数的影响。结果表明,当施加电压为2.0V、进料流量25mL/min、溶液初始pH 0.75、电极间距9mm时,对酸浸液中的铝的吸附量为422.4mg/g,钒、铝分离因数为28.3,钒、铝分离效果显著。     

循环式电渗析器在高盐水体脱盐中的特性研究

利用某国产离子交换膜组装的循环式电渗析器对高盐水体(35 000 mg/L)进行了脱盐试验。在恒定电压条件下,浓、淡水箱中水体的盐度在脱盐开始时变化较快,随着浓、淡水盐度差的增加,脱盐速率逐渐降低。55 V时将盐度为35 000 mg/L的水体脱盐到1 500 mg/L时的平均脱盐速率为20.7 mg/(Ls),而25 V时的平均脱盐速率只有6.8 mg/(Ls)。在不同电压条件下,膜堆电流随时间先上升后降低最后达到一恒定最小值。单位脱盐能耗随膜堆电压的降低而降低,25 V时的单位能耗约为55 V时的1/2。随着隔室流量的上升单次脱盐率下降,当隔室流量从450 L/h上升到900 L/h时,单次脱盐率从14.3%下降到8.7%。     

掺杂对高C3S水泥熟料烧成及C3S形成动力学的影响

利用铁尾矿作为作硅铝质原料进行生料配料(熟料率值KH =0.97,SM =2.5,IM =1.5),其中C3S含量超过70％.在此空白生料的基础上分别掺入氟、硫和氟硫复合阴离子,各试样分别在1300℃,1350℃,1400℃和1450℃下煅烧30 min,然后测定熟料中f-CaO的含量,并计算C3S的形成活化能.通过差热分析和XRD分析,研究高C3S熟料的烧成过程.结果表明:氟、硫的掺入能够显著改善生料的易烧性,大幅降低C3S的活化能,促进熟料的烧成.单掺时硫比氟的效果要好,氟硫复掺比单掺效果好.生料的差热分析表明,氟、硫能够使石灰石的分解温度降低10 ～20℃,同时能促进熟料的液相烧结.在1450℃时复掺氟硫熟料的主要矿相是C3S,还有少量的C2S,C3A和C4AF,表明高C3S水泥熟料已经烧成.     

用电容去离子技术去除含钒酸浸液中的磷

石煤提钒酸浸液中含有的大量磷会直接影响后续钒的净化富集,从而影响五氧化二钒的产品纯度,甚至使产品质量不达标。采用环境友好型吸附技术--电容去离子技术（CDI）对石煤酸浸液中磷的去除条件进行了研究,并研究了电极材料对磷的吸附机理。结果表明,当施加电压为2.0 V,进料流量为25 mL/min,溶液初始pH=0.75,电极间距为9 mm时,对酸浸液中磷、钒的去除率分别为63.28%和1.30%,较好地去除了含钒酸浸液中的磷。Medusa软件模拟和红外光谱分析表明,石煤酸浸液中的磷主要以H₂PO^-₄和PO^3-₄形式被电极吸附,吸附过程既有物理吸附又有化学吸附。     

湖北某低品质磷石膏浮选增白试验研究

磷石膏是湿法制磷酸工艺产生的固废,针对磷石膏品质差、白度低、难以资源化利用的问题,以湖北某磷石膏为例,运用XRD、SEM、显微镜等手段,系统地研究了其化学组成、矿物组成、微观形貌、嵌布粒度等工艺矿物学性质,并进行了提纯除杂试验。结果表明,试验用磷石膏中的主要矿物为二水硫酸钙,主要脉石矿物为石英,同时存在少量碳粒、有机质、水溶性磷氟。在煤油用量800 g/t、松醇油用量10 g/t条件下脱碳,1231用量100 g/t、MIBC用量300 g/t条件下脱硅,通过双反浮选—再磨再选流程处理,获得的磷石膏精矿纯度为97.28%、白度为58.15%,指标良好,品质满足国标一级品质量标准。该试验的成功为大宗、高附加值利用磷石膏固废指明了方向。     

湖北某高钙低品位含钒石煤钠化焙烧研究

对湖北某高钙低品位含钒石煤进行了NaCl、Na₂SO₄和两者复配焙烧及水浸-稀酸浸试验。添加单一NaCl焙烧时,过多的游离氧化钙容易与钒结合生成不溶于水的钒酸钙,影响钒的水浸率;添加单一Na₂SO₄焙烧时,虽然可以固定钙离子,但Na₂SO₄用量过大,经济和环境成本较高;当NaCl和Na₂SO₄添加量分别为7%和16%,焙烧温度为850 ℃,焙烧时间为3 h,水浸率可提高到51.47%,总浸率可达79.81%。在复合添加剂用量较低情况下取得了较好的浸出效果,一方面源于Na₂SO₄对较高含量钙离子的固定作用,抑制了难溶性钒酸钙的形成;另一方面,NaCl焙烧生成了氧化性较强的气体HCl、Cl₂,既有助于破坏云母晶格结构,又有助于钒的氧化转价。     

石煤焙烧过程中矿相与钒价态的变化及对钒浸出的影响

湖北某地云母型含钒石煤中的钒主要以V(Ⅲ)类质同象取代铝而赋存于白云母、伊利石等云母类矿物晶格中,很难直接被浸出.焙烧过程中,云母类矿物结构随着温度上升而被破坏得越来越彻底,因此钒的酸浸率也随着焙烧温度的升高而上升.在900℃时,云母类矿物结构完全被破坏,钒的酸浸率也达到最大.1000℃时,石煤发生烧结同时有斜辉石和钙长石等矿物生成,钒被包裹导致其浸出率急剧降低.焙烧过程中,V(V)所占比例也随着温度上升而增加,但是价态不是影响钒酸浸率的主要因素,钒的酸浸率主要受含钒矿物结构的破坏和钒的释放的控制.     

全球钒的生产、消费及市场分析

钒作为一种重要的战略资源,广泛应用于钢铁、航天和化工等领域.本文介绍了世界主要钒生产国钒的生产情况,阐述了当前钒的应用状况和消费特点,分析了近几年来国际市场钒的价格变化特点及其影响因素,并展望了钒产业的发展.预计世界钒的供需在未来几年将保持平衡,五氧化二钒和钒铁的价格将保持相对稳定,估计与2005年和2006年的水平相当.