以黄河淤泥、煤矸石、工业尾矿等废弃物制作新型墙体材料

1　技术水平、现状及发展趋势1 1　国外相关产品与技术发展的现状制砖工业是有悠久历史的传统行业 ,随着世界经济和建筑业的迅速发展 ,在发达国家实心黏土砖已被限制使用 ,而空心砖、多孔砖逐渐成为墙体材料的支柱。目前世界发达国家空心砖生产的发展速度快、水平高 ,空心砖产     

菱镁矿浮选尾矿直接合成同时制备镁橄榄石和镁砂研究

为了有效利用菱镁矿浮选尾矿废弃物,提出以其为原料,在不添加任何物质、不经过高压压制成型的条件下直接烧制同时制备优质镁橄榄石和烧结镁砂的技术路线,并在高温管式炉中对其可行性进行了实验研究。通过对不同反应温度和时间条件下制备的样品进行XRD和SEM-EDS表征和分析,确认新技术路线不仅可行,并且还具有反应速度快、产品质量优等优势。当反应温度为1400℃及以上时,原料中的SiO₂在数分钟之内全部转化,产物镁橄榄石和烧结镁砂晶体发育良好。研究结果对进一步开发菱镁矿浮选尾矿废弃物高效利用新技术提供有力支持。     

硫酸盐-冻融循环下自感应水泥砂浆的耐久及压敏性能

为提升寒冷地区建筑结构的实时损伤监测效果,研究了硫酸盐-冻融循环作用下采用短切碳纤维与铁尾矿作为导电材料制备的自感应水泥砂浆的耐久与压敏性能。利用质量损失、相对动弹性模量及抗压强度损失为依据探讨耐久性能变化规律,以电阻率变化率-压应力的相关关系反映硫酸盐-冻融循环作用下压敏性能发展规律并解释其导电机理,并采用平均应力敏感系数评价硫酸盐-冻融循环作用下压敏性能稳定性。结果表明,碳纤维体积掺量为0.4%、铁尾矿替代率为30%(质量分数)组合掺入水泥砂浆时,其耐久性能与压敏性能均达到较高水平,但硫酸盐-冻融循环造成的孔洞与裂缝会导致铁尾矿碳纤维水泥砂浆电阻率变化率-压应力呈一阶指数衰减关系,可采用Plane模型来反映平均应力敏感系数衰减程度与冻融循环次数、铁尾矿替代率之间良好的相关关系。     

热活化铅锌尾矿基碱激发胶凝材料的制备及性能

以铅锌尾矿为主要原料,添加由矿渣、钢渣、氟石膏混合而成的辅助胶凝材料,以水玻璃和氢氧化钠为碱激发剂制备铅锌尾矿基碱激发胶凝材料。通过正交试验,探讨了水玻璃模数、水玻璃掺量及尾矿与辅助胶凝材料质量比对胶凝材料抗压强度的影响,并得出最佳原料配比。通过800 ℃、1 000 ℃、1 200 ℃的热处理,制备热活化铅锌尾矿基碱激发胶凝材料,并测试其性能。采用X射线衍射谱、傅里叶红外光谱和扫描电子显微镜对热活化前后尾矿和胶凝材料进行分析表征。结果表明,当水玻璃模数为1.8,水玻璃质量掺比为0.15,尾矿与辅助胶凝材料质量比为7 ∶3时,胶凝材料28 d抗压强度可达到20.68 MPa。胶凝材料内部形成大量水化硅酸钙(C-S-H)与硅铝多聚物构成三维网状结构,覆盖在尾矿晶体表面形成致密整体。当热活化温度为1 000 ℃时,胶凝材料28 d抗压强度达到28.05 MPa。热活化后的尾矿内部结构疏松,利于硅铝质在碱性条件下解聚,同时使得反应体系中生成了更多硅铝多聚体,取代了二聚体为主的C-S-H凝胶,为胶凝材料提供了更优良的抗压强度和早硬特性。此外胶凝材料对Pb、Zn重金属的固定作用极好,大幅降低了尾矿重金属Pb、Zn的毒性浸出浓度,有效解决了尾矿中重金属对周围环境的危害问题。     

Fe2O3对铜尾矿基CaO-MgO-Al2O3-SiO2微晶玻璃析晶行为的影响

以铜尾矿为主要原料,通过熔融法制备CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂(CMAS)微晶玻璃,并外掺Fe₂O₃晶核剂对细粒级铜尾矿基CMAS微晶玻璃析晶行为进行优化。利用DSC、XRD和SEM等手段研究了晶核剂用量对细粒级铜尾矿基CMAS微晶玻璃析晶行为和物理性能的影响,借助Ozawa-Chen法拟合计算了析晶动力学参数。结果表明,外掺Fe₂O₃晶核剂用量大于3.72%(质量分数)时,细粒级铜尾矿制备的微晶玻璃可以实现整体析晶。辉石相的析出是玻璃相中的Fe、Mg元素进入[Si(Al)O₄] 四面体晶格配位的结果,Fe³⁺的增加有利于辉石相的析出并降低了析晶活化能,外掺Fe₂O₃晶核剂能够较好地优化细粒级铜尾矿基微晶玻璃的析晶行为和力学性能。     

磷化工"双废"联用工艺研究

以磷化工"双废"——磷石膏、磷尾矿为原料,通过硫酸循环酸浸磷尾矿,经盐酸分解磷尾矿、碳化磷石膏、转晶、酸化、析钙、析磷、浓缩、析镁等过程,得到了转化率为96.94％ 的CaCO 3,CaO质量分数为23.38％ 的二水石膏,MgO质量分数为8.27％、P2O5质量分数为23.89％、氮质量分数为6.83％ 的氮镁磷肥,氮质量分数为23.76％ 的氯化铵以及M g O质量分数为30.04％ 的碳酸镁等,所得产品均符合工业应用要求.讨论了循环酸浸过程中离子浓度的变化情况,为联合处理磷石膏、磷尾矿提供了新思路.     

电动力联合可渗透反应墙修复铀污染土壤试验研究

以铀浓度为80 mg/kg的铀污染土壤作为研究对象,分别采用电动(EK)和电动-可渗透反应墙(EK-PRB)联合修复技术对铀污染土壤进行了修复对比试验,并重点考察了电流强度、pH、铀残余量和去除率等因素的变化,以及分别对两种方法修复效果的影响。结果表明,在初始pH为4.35,电压梯度1 V/cm的条件下,铀离子随着电渗流往阴极迁移效果明显。经过168 h的修复后,EK-PRB修复技术对铀的去除率最大,要比EK修复技术提高46.5%。研究表明,EK-PRB联合修复技术比单独EK修复技术有明显的优势,在修复铀污染土壤方面具有良好的发展应用前景。     

水稳定性金属有机骨架材料对铀吸附研究进展

以水稳定性MOFs为研究对象,综述了国内外吸附处理含铀废水的研究现状,重点阐述了不同类型和结构的水稳定性MOFs有效吸附含铀废水的最新进展,特别是改性、复合MOFs可以提高MOFs的吸附性能。最后,我们提出了对开发水稳定性MOFs的个人见解和未来展望。     

高岭土尾矿对铬(Ⅵ)离子的吸附行为研究

研究了高岭土尾矿对Cr(Ⅵ)的吸附性行为,探索了Cr(Ⅵ)离子初始浓度、pH值、高岭土尾矿的综合用量、吸附综合时间及溶液吸附综合温度等多种因素对Cr(Ⅵ)溶液吸附综合性能的影响。研究分析结果表明,随初始Cr(Ⅵ)浓度不断增大,高岭土矿岩尾矿对Cr(Ⅵ)浓度吸附的比率逐渐减小;高岭土矿岩尾矿对Cr(Ⅵ)浓度吸附的比率随着高岭土矿石尾矿用量的不断增加而逐渐增大;高岭土尾矿对Cr(Ⅵ)的吸附可在40 min达到平衡;高岭土尾矿的最佳吸附温度为30℃;高岭土尾矿在酸性环境下对Cr(Ⅵ)表现出良好的吸附性能。高岭土尾矿对六价铬的等温吸附符合Freundlich吸附等温方程。结果表明,高岭土尾矿是较为理想的铬离子吸附材料。