活化钼尾矿制备地聚物胶凝材料的研究

以活化钼尾矿为主要原料,在碱激发作用下制备地聚物胶凝材料.考察了激发剂模数、硅铝摩尔比、液固比等因素对钼尾矿地聚物胶凝材料力学性能的影响.通过X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)等检测手段对样品进行表征.结果表明,钼尾矿地聚物胶凝材料的最佳制备条件为:激发剂模数1.6,硅铝摩尔比2.8,...     

磷尾矿、磷石膏和黄磷渣的地质聚合反应资源化利用研究进展

随着磷矿开采量的增大,磷矿固废的库存量也逐年增加,对自然环境造成了严重的危害。概述了磷尾矿、磷石膏和黄磷渣固废资源的利用现状,以及碱激发地质聚合反应机理,对比了碱激发地质聚合物混凝土和普通硅酸盐水泥混凝土,阐述了通过碱激发地质聚合反应资源化综合利用磷尾矿、磷石膏和黄磷渣的现状。     

激发剂的性质对页岩提钒尾渣基地聚物性能的影响

为研究地聚物的弱碱性激发技术,以湖北某地的页岩提钒尾渣为原料,进行了地聚物碱激发研究。主要研究了不同偏高岭土掺量、激发剂模数和激发剂用量对地聚物抗压强度的影响。最终确定在m（提钒尾渣）:m（偏高岭土）=9:1,弱碱性激发剂Na₂SiO₃的模数为3.0,Na₂SiO₃的掺量为14%的激发制度下,地聚物试样3 d的抗压强度即可达到27.55 MPa,极大地提高了地聚物的抗压性能。对不同模数的硅酸钠下制备的地聚物进行物相转变、化学键变化和微观形貌分析,发现在液体硅酸钠的作用下,页岩提钒尾渣中的石英被进一步溶解;溶解的无定形硅铝物质与液体硅酸钠中的硅酸根反应逐渐生成硅铝凝胶相;液体硅酸钠中的硅酸根起一个诱导作用,液体硅酸钠的模数越高,其硅酸根含量越高,与页岩提钒尾渣中的无定形硅铝物质反应也越迅速,从而生成更多的硅铝凝胶相,促进了地聚物抗压强度的提高,实现了地聚物的安全制备。      

硅钙渣复合地聚物水化机理研究

为实现硅钙渣、粉煤灰及矿渣三种固废的协同利用,本文通过开展不同粉煤灰、矿渣比(灰渣比)下的硅钙渣复合地聚物制备实验,对硅钙渣复合地聚物的水化机理进行了研究。结果表明,硅钙渣复合地聚物是由β-硅酸二钙自身水化和碱激发水化共同形成的一种以C—S—H和C(N)—A—S—H为主的二元复合胶凝材料;相较于晶相矿物,玻璃相矿物更易发生碱激发水化反应,导致灰渣比在0.5以上时7 d水化物中残存大量未反应的莫来石,但随养护时间的延长莫来石会继续进行水化,并在28 d时生成蠕虫状四方钠沸石和条状贝德石。同时在灰渣比为1.0时,硅钙渣地聚物微观形貌最均匀致密,28 d抗压强度最高,达到37.9 MPa,说明此时能够发挥出粉煤灰、矿渣、硅钙渣之间最佳的协同效应。     

粉煤灰合成地聚物及工艺参数的神经网络优化

合成地聚物是循环流化床锅炉粉煤灰高值化利用的有效途径,力学性能是地聚物作为建筑材料使用的重要性能指标,受粉煤灰原料和合成工艺过程诸多因素影响。采用山西朔州王坪电厂循环流化床粉煤灰,利用高分辨率扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和固体核磁共振仪(NMR)探究粉煤灰形成地聚物的演化历程和地聚反应机理,在此基础上考察主要工艺参数对地聚物力学性能的影响,并借助多层前馈神经网络对制备条件进行优化。结果表明,粉煤灰中无定形的硅铝化合物在激发剂的作用下形成硅、铝单体,单体再经水解、缩聚及凝胶化反应聚合为地聚物凝胶,凝胶间相互结合形成更大的凝胶体,此后向凝胶失水、硬化阶段转变,最终生成地聚物,构成地聚物的主要化学键为Si—O—Al。增加激发剂模数、减少液固比、提高激发剂中Na₂O质量分数、降低养护温度等能够增加地聚物凝胶质量分数,从而提升力学性能;养护时间和搅拌时间过长,不利于产物力学性能的提升。基于脱模后常温养护7 d的地聚物实验数据,构建了结构为6-8-1的力学性能预测模型、进行神经网络优化,模型具有较好的训练精度和泛化能力,训练误差和测试误差分别为0.98...     

铁尾矿-偏高岭土基地聚物配方优化及机理

以铁尾矿为主要原料,并添加偏高岭土作为校正材料,以NaOH溶液和水玻璃作为碱激发剂制备地聚物,通过正交试验研究原料配比对地聚物性能的影响。研究结果表明,在原料n(SiO₂):n(Al₂O₃)为3.0、液固比0.35、碱激发剂模数1.2的条件下,所制得试样28 d的抗压强度最大,为59.0 MPa。采用X射线衍射分析（XRD）、傅里叶红外光谱仪分析（FTIR）和扫描电子显微镜分析（SEM）对最佳条件制备的试样微观结构进行表征表明,试样具有地聚物的微观结构特征,主要物相组成为无定形的硅铝酸盐、半结晶的CSH（I）和α-C₂SH,随着龄期的增长,生成了更多凝胶状物质将细颗粒物胶结在一起,导致试样结构密实,抗压强度提高。     

地聚物胶凝材料制备及应用研究现状

本文主要概述了地聚物胶凝材料的定义,结构及其性能优点,并总结了其制备方法及应用情况。地聚物是具一类新型建筑胶凝材料,在建筑行业得到了广泛关注,且在其它领域也得到了一定应用。地聚物可由含有硅铝酸盐的原料加入适量碱激发剂制备得到。它具有三维网状结构,能够固定工业废水废渣中的重金属离子,而且胶凝迅速,早期强度高。地聚物是一种具有良好应用前景的胶凝材料,不久的将来将会取代水泥,成为建筑行业主要原料。     

高岭石晶粒表面的电荷分布及其工业意义

从高岭石的晶体结构出发,根据分散剂使用的量及其比表面积计算,得出了1：1型高岭石与其他2：1型粘土矿物所具有的表面电荷结构不同的认识。在pH=3.5-8.5范围内,高岭石层状结构中的硅氧四面体层一侧带负电荷,而铝氧八面体层一侧带正电荷,端面则是正负电荷相间分布。本研究结果对指导选矿及对高岭土应用于造纸、陶瓷及橡胶、塑料等工业很有意义。     

煤矸石基地质聚合物的制备与性能优化研究

煤矸石的不合理处置会给生态系统带来巨大的压力和威胁，为了解决煤矸石再利用困难和利用率低的问题，提出利用煤矸石生产地质聚合物的高附加值策略。以未煅烧的煤矸石为原材料，采用单因素实验设计法，研究了高炉矿渣掺入量、水玻璃模数、碱激发剂添加量、液固比和初始24 h养护温度等因素对地质聚合物基体抗压强度的影响。结果表明，初始24 h养护温度、碱激发剂添加量和水玻璃模数对煤矸石-高炉矿渣基复合地质聚合物的性能有显著影响。通过X射线衍射分析和扫描电镜分析发现，在碱激发剂的作用下，未煅烧的煤矸石结构被破坏，与高炉矿渣协同生成水化铝硅酸钠(N-A-S-H)、水化铝硅酸钙(C-A-S-H)和水化硅酸钙(C-S-H)凝胶，从而形成了致密的微观结构。这为煤矸石的大规模资源化利用提供了合理的依据。     

煅烧制度对偏高岭土胶凝活性的影响

高岭土经适当温度煅烧后,具有较高火山灰活性,经碱激发可制得较高强度的地聚物.实验结果表明,高岭土经900 ℃煅烧6 h后,反应活性最高,在高液固比(1.14)下经碱激发后生成的地聚物抗压强度最高,80 ℃下养护3 d和7 d抗压强度分别达到28.4和31.8 MPa.对原料和煅烧产物的分析结果证实,高岭土煅烧后生成了高活性的偏高岭土,其晶体结构由晶态转变为非晶态,Al的配位数由6配位转变为以5配位为主.     

工业固废地质聚合物的制备工艺及其应用研究

地质聚合物作为一种新型碱激发材料,兼具强度高、抗渗性好、耐腐蚀、凝结速度快等优点.从工业固废资源高效化和绿色化利用角度出发,总结了以采选尾矿、冶金炼渣、粉煤灰等工业固废为原料的地质聚合物的制备工艺和性能分析,阐述了其在新型建筑材料、重金属离子固封材料、环境多孔材料等领域的应用研究进展,并对未来地质聚合物的应用发展方向进...     

工业固废开发充填胶凝材料概述与应用展望

从材料和研究方法角度总结了利用固废开发充填胶凝材料的研究现状,将工业固废划分为潜在活性材料及惰性激发材料两个部分;固废应用于矿山充填,主要机理是以矿渣为基本组分,通过添加其他固废材料或激发剂,促使其水化反应,生成主要胶凝物质钙矾石与凝胶;选取不同工业副产石膏,开展了钢渣-矿渣-石膏全固废超细全尾充填胶结体强度试验,结果表明,石膏种类对充填体强度及体积膨胀率影响不大,钢渣掺量40%,石膏掺量12%以上时,充填胶结体强度均达到2.5 MPa以上,钢渣-矿渣-石膏全固废胶凝材料可应用于超细全尾砂胶结充填。     

单分枝杆菌在矿物絮凝浮选的应用探讨

介绍了草分枝杆菌的结构和性能，综述了草分枝杆菌的应用研究现状，探索了草分枝杆菌在环保净化、固废利用等领域的可能性，为草分枝杆菌的应用研究指明了方向。     

利用黏土质渣土制备酸激发地聚物的研究

由于城市化的推进，我国南方地区产生大量富含黏土矿物的工程渣土，亟待高效利用。本研究通过酸激发反应制备渣土基地聚物，考察了煅烧温度对酸激发渣土基地聚物力学性能的影响及机理。结果表明，渣土活化的最佳温度为700℃，制备的酸激发地聚物7 d抗压强度可由未煅烧时的2.02 MPa提升至29.04 MPa。矿物成分及微观结构分析表明，煅烧使渣土中高岭石转变为偏高岭石，提升了地聚反应活性，使渣土能够更好地与磷酸反应形成结构更密实的基质，进而提高地聚物的抗压强度。     

矿渣掺量对偏高岭土碱激发过程和产物性能的影响

为改善偏高岭土基地聚物的性能,在偏高跨土中加入不同掺量的矿渣(10%～50%),分析不同矿渣掺量对地聚物碱激发反应放热量、抗压强度和孔径结构的影响结果表明:偏高岭土中加入矿渣后,有利于碱激发反应的充分进行和地聚物抗压强度、致密度的提高随着矿渣掺量的增加,碱激发反应速率提高,总放热量增大,生成地聚物的抗压强度提高,地聚物孔隙率显著减小,且孔径分布逐渐向微孔方向移动.当矿渣掺量为50%时,80℃养护3d和7d抗压强分别达到73.4MPa和74.4MPa,3d龄期试块的孔隙率仅为446%,孔径尺寸小于20nm.     

大宗工业固废高值建材化利用研究现状与展望

当前我国已经迈入了工业大国的行列,带动了我国社会经济的快速发展。新时期,在制定工业发展计划的同时,更需要将生态环境保护放在首要位置。在工业化发展的历史进程中,遗留了很多生态污染问题,其中工业固体废弃物的长期堆积对生态环境造成了严重地破坏。主要论述了典型大宗工业固废(铁尾矿、粉煤灰、煤矸石、冶炼废渣、炉渣及脱硫石膏)高值建材化用的研究现状,对6种典型工业固废未来发展趋势进行了分析,并提出了高值建材化利用的可行性措施。大宗工业固废的高值建材化利用是确保我国工业可持续发展的一项长远战略方针,要想提高大宗工业固废综合利用水平,人们需要因地制宜地选择适当的工业固废处置和利用方式。在现有的政策基础上,科研单位和相关企业要进一步加强技术创新和模式创新,探索工业固废跨行业的协同处置和利用方法,为进一步提高我国大宗工业固废综合利用水平提供合理参考。     

响应面法设计与优化稀土尾矿基地聚物

稀土提取过程中会产生大量的稀土尾矿，长期堆存会带来严重的环境问题。地聚物是一种新型的硅铝 酸盐无机聚合物，因其优异的性能而受到广泛关注。以稀土尾矿为原料，采用响应面法中的中心复合设计对 n（Si）︰n （Al）、碱激发剂 NaOH 溶液浓度和稀土尾矿掺入量 3 个因素进行了建模，设计和优化了稀土尾矿基地聚物原料配 比。通过方差分析对试验数据进行了统计分析，并利用曲面图研究了参数之间的相互作用及对抗压强度的影响规 律。结果表明，优化后的因素值为 n（Si）︰n（Al）=2.5、NaOH 溶液浓度为 25 mol/L、稀土尾矿掺入量为 38.22%，地聚物 试样 3 d 的抗压强度可达到 58.84 MPa。采用 XRD、XRF、FTIR、SEM 和 XPS 等分析对原料和地聚物试样进行了表 征，发现偏高岭土和硅灰作为铝硅酸盐前驱体，稀土尾矿作为骨料，通过溶解、缩聚重组和固化等地聚合反应过程 成功生成稀土尾矿基地聚物。在此过程中，稀土尾矿以凝胶包裹的形式存在，作为骨料起到骨架和填充作用增强 了地聚物的抗压强度。     

利用分析电子显微术对东胜高岭土精矿中铁、钛赋存状态的探讨

本文以分析电子显微术为主要技术手段辅以穆斯堡尔谱，对东胜高岭土精矿中铁、钛的赋存状态进行了详细探讨。研究表明，东胜高岭土精矿中的铁、钛矿物相主要是锐钛矿，还有少量的针铁矿和铁—钛物相；结构铁是铁、钛在高岭石晶格中的主要存在形式，也含有微量结构钛。四次配位于硅氧四面体中的Fe3 和存在于铝氧八面体中六配位的Fe3 、Fe2 是结构铁的3种形式。     

水厂铁矿某排土场固废资源综合利用工艺研究

为研究水厂铁矿某排土场矿产资源综合利用项目工艺特点,通过分析固废资源物料性质、产品方案和主体工艺设备,研究了工艺流程对产线运行稳定性及产品质量的影响,同时与传统建材生产线工艺流程进行了对比.研究结果表明:该工艺流程具有除土效果优、建材生产线运行稳定、产品质量优、铁矿物回收充分的特点;该研究对利用排土场固废资源生产建材产...     

水玻璃对地质聚合物抗压强度及孔结构的影响

采用正交试验研究了水固比、碱激发剂的固含量与模数对地质聚合物抗压强度和孔结构的影响。结果表明:水固比在0.48~0.68、碱激发剂固含量在36%~40%范围内的调整将对地质聚合物的孔结构(孔隙率、孔径分布)和抗压强度产生明显影响。降低水固比有利于减少有害孔和多害孔,适当提高碱激发剂的固含量有利于颗粒中铝硅玻璃相的溶解,促进凝胶相的生成,使得微观结构均匀而致密,抗压强度得以提高。地质聚合物的抗压强度与孔隙率符合Y=844.27·exp-8.06X的指数关系。当水固比、碱激发剂的固含量和模数分别为0.48、40%和1.4时,地质聚合物的孔隙率最低,为34.37%,28 d抗压强度最高,为53.13 MPa。