煤矸石制备环保建筑材料资源化再利用研究进展

煤矸石是煤炭开采过程中所产生的一种固体废渣，一直备受世界各国的关注和重视。煤矸石主要化学成分为氧化铝和二氧化硅，与天然铝硅系原材料组成非常接近，因此大部分煤矸石被用来制备新型建筑材料，已成为煤矸石资源化利用的主要途径。本文综述了利用煤矸石制备环保建筑材料，总结其制备建筑用砖、再生轻骨料、水泥、混凝土及陶瓷等建筑材料的最新研究进展，同时展望了煤矸石材料的应用前景。     

世界煤炭学会重新肯定煤炭地位

长期以来 ,煤炭因其在开发利用中造成环境污染而受到社会特别是环保部门的批评 ,致使煤炭工业的社会价值受到质疑和挑战。为此 ,世界煤炭学会会长罗杰·威克斯等专家著文评论 ,重新肯定煤炭在当今和未来世界经济发展中的重要地位和作用。煤炭是全球储量最丰富的化石燃料。据科学家估算 ,按目前消费水平 ,世界石油只够使用 4 0～ 5 0a ,天然气够使用 6 0多年 ,而煤炭则够使用约 30 0a。就是说 ,大约 70a后 ,地球上的化石燃料就只剩下煤炭一种了。可见 ,在世界经济发展中 ,煤炭占据着十分重要的位置。煤炭易开采利用 ,成本低廉 ,一直是人类发…     

浅谈燃煤过程中二氧化硫的脱除方法

我国是一个以煤为主要能源的国家,而且我国煤炭平均含硫达1.78%,80%以上的煤以各种方式直接燃烧,故每年排入大气的二氧化硫数量相当大。“八五”期间废气中二氧化硫的年排放量平均为1668×104吨,来自煤炭的约占87%,如果不采用控制措施,预计到2010年SO2的排放量将达到3300万吨。     

洁净煤技术发展概况

煤炭是世界一次能源的重要组成部分,煤炭占世界能源的首位。但是煤炭又是不洁净的能源。它在为社会做出具大贡献的同时,在其开采、加工、储运和使用过程中,也产生一系列环境污染问题。必须提高煤炭的利用率,减少燃煤对大气的污染,发展洁净煤技术,以解决中国煤炭在开发利用中效率低和污染严重的问题。     

煤炭在世界经济发展中仍占重要地位

煤炭是世界上储量最多,分布最广的常规能源。当前世界探明的煤炭可采储量约为1．4万亿t,分布于76个国家和地区,60多个国家进行了规模性开采。20世纪90年代以来,世界煤炭产量在44—48亿t之间,在世界一次性能源生产和消费总量中约占30％。是世界经济发展的重要动力支柱。     

征稿简则

《煤炭转化》1978年创刊,原名《煤炭综合利用译丛》,1992年更名为《煤炭转化》,是由太原理工大学主办主管的国内外公开发行的学术期刊,其办刊宗旨是:跟踪世界煤炭转化、煤炭综合利用的最新发展,报道国内外煤炭加工转化的科研开发等成果,促进煤转化科学的发展。     

浅谈煤炭利用与环境保护

浅谈煤炭利用与环境保护前言煤是世界主要能源之一，近３０年来，石油所占比例逐渐增大，但据有关专家预测，未来的世界仍以煤为主要能源，到２０１０年我国煤炭产量将达到２１亿吨。由于煤炭在开采、加工、运输、燃烧等过程中是环境最大的污染源，所以必须合理利用煤炭，...     

《煤炭转化》征稿简则

《煤炭转化》是由国家科技部批准、太原理工大学、中国科学院煤转化国家重点实验室主办的一份向国内外公开发行的学术期刊.1978年创刊,原名为《煤炭综合利用译丛》,1992年更名为《煤炭转化》.办刊宗旨:跟踪世界煤炭转化、煤炭综合利用的最新发展,报道国内外煤炭加工转化的科研开发等成果,促进我国煤转化科学的发展.     

浅析煤矿开采技术对环境的影响

我国是一个以煤炭资源为主的能源生产和消耗大国。2017年世界煤炭产量为75.49亿吨,我国煤炭产量高达34.45亿吨,占世界总产量的45.64%,不仅如此,中国的煤炭消费量也常年居于世界首位。如此大规模的煤炭开采及消费在带来巨大经济利益的同时,也影响着着大范围的环境问题,许多煤矿开采技术已经相对落后,严重破坏了环境,所以,如何提高煤炭开采技术,在注重经济利益的同时兼顾环境利益,是煤矿开采过程中一个极具挑战的课题。本文基于煤炭开采技术的发展方向,研究现阶段出现的弊端和缺陷,以此给出了克服这些弊端的方案,旨在给具体的开发工作带来良好的理论支持。     

煤矿选矿技术的现状与发展

我国是一个富煤贫油的资源大国,煤炭产量位居世界第一,可开采量位居世界第二.煤炭是我国重要的能源存在形式,筛选煤矿的效率在很大程度上影响着煤炭资源的利用率,因此,煤矿开采过程中选矿技术十分重要.我国的煤矿资源大多数属于杂质含量比较高的类型,且煤矿种类比较多,想要筛选出适合的煤矿产品,做出正确的煤炭处理,需要优秀的选矿技术...     

流化床锅炉温度条件下钙基工业废弃物的固硫反应性能

在流化床锅炉温度条件下研究了赤泥、电石渣等钙基工业废弃物煅烧后的固硫特性,并与石灰石比较,同时研究了吸收剂在反应过程中的物相变化、微观结构特性。结果表明,在相同反应条件下,随反应时间增加,赤泥的钙转化率高于电石渣和石灰石,石灰石的钙转化率最小。赤泥和电石渣的最佳固硫温度分别为850～900℃和950～1000℃。随SO2浓度增加,在相同反应时间内赤泥的钙转化率和硫化反应速率也相应增大。粒径对赤泥的固硫性能影响不大。赤泥和电石渣中钙的主要化合物分别为Ca2SiO4和Ca(OH)2。它们煅烧后孔径主要分布在5～20nm内,这正是最有利于固硫的孔径区域,石灰石煅烧后孔径主要分布于45～420nm。钙基废弃物具有优良的孔隙结构,因而它们在流化床锅炉温度条件下具有良好的固硫性能。     

拜耳法赤泥不同脱碱工艺的对比分析

赤泥是氧化铝冶炼工业中排放的强碱性固体废弃物,为了降低赤泥中碱的含量,实现赤泥综合利用,对二氧化碳浸出法、酸中和法、钙离子置换法等脱碱工艺进行了初步的对比研究。结果表明,二氧化碳浸出法能够降低赤泥浆的pH,并有效去除赤泥中的钠（I）;盐酸的加入可以大幅度降低赤泥浆的pH,进一步水洗虽然能基本去除赤泥中的钠（I）,但pH会增加;钙化合物的添加能有效置换出赤泥中的结合碱,但对赤泥浆pH的影响不大。     

煤矸石/粉煤灰对赤泥钠化还原焙烧反应的影响机制

煤矸石或粉煤灰与赤泥协同钠化还原焙烧均可实现其所含铁、铝、硅等元素的形态转化,使其易于分离回收;但对于它们分别与赤泥协同钠化还原焙烧反应差异性及机制的研究目前尚未见报道。采用X射线衍射分析方法,分别考察了煤矸石-赤泥、粉煤灰-赤泥体系钠化还原焙烧过程中,气氛类型、钠助剂添加量、焙烧温度、焙烧时间对还原焙烧产物物相组成的影响规律,并对两个反应体系中铁磁化效果及铝硅活化效果的差异性进行分析。结果表明：在钠化还原焙烧过程中,煤矸石-赤泥、粉煤灰-赤泥体系均可同步实现含铁物相的磁化和铝硅物相的活化,且随着钠助剂添加量、焙烧温度、焙烧时间的变化,含铁物相和铝硅物相呈现规律性变化;在相同铁磁化和铝硅活化效果前提下,煤矸石-赤泥体系所需钠助剂添加量、焙烧温度和焙烧时间均略低于粉煤灰-赤泥体系,这主要与煤矸石、粉煤灰中所含还原性物质和铝硅矿物的赋存形态、含量及微观结构有关。研究将为煤矸石、粉煤灰等煤基固废与赤泥协同钠化还原焙烧回收有价元素的原料筛选提供理论指导。     

Catalytic applications of red mud, an aluminium industry waste: A review

Red mud is a by-product of bauxite processing through Bayer process. The amount of red mud generated depends largely on the type of ore used and the processing. Use of red mud as a catalyst can be a good alternative to the existing commercial catalysts. Its properties such as iron content in form of ferric oxide (Fe₂O₃), high surface area, sintering resistance_, resistance to poisoning and low cost make it an attractive potential catalyst for many reactions. Besides red mud, ferric ion sludge from wastewater treatment plant has also been studied for its catalytic properties, mainly due to its ferric oxide constituent. This paper reviews the studies on red mud as a catalyst. The catalyst characteristics, reaction mechanisms involved and performance are examined and compared with iron oxide catalyst and commercial catalysts.     

钛白废酸浸出赤泥脱碱实验研究与动力学分析

依据赤泥强碱性和钛白废酸呈酸性的特点,利用钛白废酸浸出赤泥脱碱。考察了搅拌速率、液固比、浸出温度和浸出时间对赤泥脱碱效果的影响,同时对赤泥脱碱过程进行了理论分析和动力学研究。结果表明:在浸出温度为70 ℃,搅拌速率为400 r/min,液固比为5 mL/g和反应时间为60 min的条件下,赤泥脱碱率大于99%,脱碱液pH值为6.2。利用钛白废酸浸出赤泥,赤泥脱碱率高,脱碱渣中铁品位也得到了富集,可以作为提取回收铁的二次矿产资源。钛白废酸能够显著破坏赤泥中钙霞石的晶体结构,使得结构碱几乎全部溶解,脱碱渣中出现硬石膏衍射峰,赤铁矿衍射峰也可明显分辨。该脱碱过程受未反应核收缩模型(USCM)中的内扩散关键步骤控制,线性相关系数大于0.99,脱碱反应速率常数随着温度升高而增加,表观活化能(E_a)为13.12 kJ/mol。     

造纸白泥的分解和碳酸盐化特性

造纸白泥作为一种碱性工业废弃物占据了大量的土地资源,其资源化利用是一个有待解决的问题。白泥用于工业烟气中CO2的回收是一种有效的资源化利用方式,然而其中还存在一些机理问题有待研究。本文利用热重分析（TGA）技术对造纸白泥和天然石灰石的煅烧分解特性和碳酸盐化特性进行了对比研究。结果表明,在相同煅烧条件下,白泥的分解速率较石灰石快得多,因此完全煅烧所需时间更短。经过相同的煅烧过程后（850℃,纯N2,15min）,白泥煅烧产物的碳酸盐化转化率低于石灰石煅烧产物,可能原因在于白泥煅烧产物较石灰石煅烧产物具有更低的比表面积。碳酸盐化温度（600～700℃）对白泥和石灰石煅烧产物碳酸盐化的影响规律相似,升高温度对快速碳酸盐化阶段的反应速率没有明显影响,但是延长了快速反应阶段的持续时间,提高了碳酸盐化转化率。     

电石渣烧结法从赤泥回收氧化铝

拜耳法赤泥中含有一定数量的氧化铝,从赤泥中回收氧化铝对于节约资源、改善环境、实现可持续发展都具有重要的意义。实验以电石渣为助剂活化赤泥,并考察了活化条件和浸出条件对赤泥中氧化铝浸出率的影响。实验得到最佳活化条件：电石渣与赤泥质量比为2.5、烧成温度为1 250 ℃、烧成时间为120 min。最佳浸出条件：浸出温度为85 ℃、浸出时间为120 min、Na2CO3质量分数为8%、液固比为3.0。在此条件下,赤泥中氧化铝的浸出率高达88.1%,得到的浸出残渣是一种良好的水泥混合材料。     

常压石灰法处理烧结法赤泥脱碱及其机理研究

采用石灰（CaO）作为脱碱剂处理烧结法赤泥,研究了反应温度、反应时间、脱碱剂添加量、液固比等因素对赤泥中钾、钠溶出率等碱脱除效果的影响,分析了石灰处理赤泥的脱碱机理。结果表明：温度升高、反应时间延长、石灰掺量增加以及液固比增大均能提高赤泥的脱碱效果,其中尤以反应时间和石灰掺量的影响效果更显著。添加石灰处理烧结法赤泥的脱碱机理是部分方钠石（Na₈Al₆Si₆O₂₄CO₃）中的2个Na⁺被1个Ca²⁺置换出,生成了更难溶的钙霞石［Na₆CaAl₆Si₆（CO₃）O₂₄·2H₂O］。     

Enrichment of iron from bauxite waste in chemical looping combustion

This work reports a method and findings related to the enrichment of iron from bauxite waste (red mud) using chemical looping combustion (CLC). According to the results from X-ray Diffraction, X-ray Fluorescence, and scanning electron microscope–energy-dispersive X-ray spectroscopy, uniformly distributed iron in the red mud particles migrated outward to the surface during the 148 redox cycles in a bubbling fluidized bed reactor, in which the size-reduced iron-oxide particles due to attrition are concentrated in filters. The concentrations of iron oxide in raw particles and attrition fines are 43 wt.% and 83–87 wt.%, respectively. Since the attrition in CLC is inevitable, this recycled iron oxide can be a valuable by-product to compensate for the cost of CLC, whereas the bed materials continue to participate in the CLC process. Moreover, the abundant bauxite waste can be processed in an eco-friendly manner for integrated power generation, carbon capture, and iron recovery by the proposed strategy in this work.     

贵州铝厂拜耳赤泥综合利用探讨

赤泥是氧化铝生产过程中排出的固体废渣,随着铝工业的发展,如何有效地综合利用赤泥已迫在眉睫。对贵州铝厂拜耳赤泥物理特性、化学成分、矿物组成进行了研究。并从建筑材料整体利用、提取有价元素、环境材料 3个方面系统地分析了国内外赤泥利用方面的研究进展,在此基础上,重点分析了贵州铝厂拜耳赤泥综合利用的技术难点和限制因子。最后,针对贵州铝厂拜耳赤泥的物化特性,深入探讨对其综合利用的理想模式,并提出了具体的工艺技术流程。