拜耳法赤泥的活性研究

论文通过XRF对拜耳赤泥元素及氧化物含量进行分析;对拜耳赤泥的比表面积、吸水率、粒度和密度等物理性能进行测试;以活性粉煤灰作为参考,通过取代水泥法和氧化钙法,对比分析了拜耳赤泥和粉煤灰的活性.结果为:拜耳赤泥中的氧化铝含量较粉煤灰高,氧化钙含量低于粉煤灰;比表面积为粉煤灰比表面积的1.63倍,吸水率也高于粉煤灰;随着取代量的增加,赤泥和粉煤灰试件7d和28 d的抗压和抗折强度呈下降趋势;经过高温养护2h后,赤泥/氧化钙系列试件的抗压强度均明显高于粉煤灰/氧化钙试件的抗压强度.试验用拜耳赤泥的活性高于Ⅰ级粉煤灰的活性.     

赤泥中钇浸出行为及动力学研究

采用盐酸浸出提取赤泥中的钇,考察了盐酸浓度、浸出温度、液固比和反应时间对钇浸出率的影响.分析了赤泥盐酸浸出提钇过程的物相变化和表面形貌变化.根据钇浸出动力学参数,确定了关键控制步骤和表观活化能.结果表明:在盐酸体积浓度30％,浸出温度为80℃,液固比为7 mL/g,反应时间为60 min的条件下,钇的浸出率为82.57％.酸浸过程赤泥中钙霞石和方解石全部溶解,赤铁矿和钙钛矿部分溶解,酸浸渣的粒度变小,颗粒粘结现象消失.在低浓度盐酸介质中,钇的浸出过程主要受化学反应控制,在高浓度盐酸介质中,主要受内扩散控制.不同浸出温度条件下,赤泥酸浸提钇过程均主要受内扩散模型控制,浸出提钇过程的表观活化能为19.8 kJ·mol-1.     

赤泥强磁尾矿制备水处理陶粒滤料的研究

以广西某赤泥强磁选尾矿为主要原料,掺加适量粉煤灰、石英和造孔剂,研制水处理陶粒滤料.研究了原料配比和烧成制度对产品性能的影响,利用比表面积分析仪和电子显微镜分析陶粒样品微观结构及形貌.结果表明,赤泥掺量55％,烧结温度1130℃,保温时间30 min,制备的陶粒样品最佳,试样表观密度1.98g/cm3,堆积密度1.06 g/cm3,吸水率22.41％、空隙率46.46％、盐酸可溶率0.61％、比表面积0.51×104 m2/g,破损率与磨损率之和0.53％,孔隙均匀,三维连通,达到水处理用人工陶粒滤料标准要求.     

基于LabVIEW的GMT振动阻尼性能实验研究

采用基于Lab VIEW的悬臂梁自由振动衰减实验研究了轻质玻纤增强热塑性复合材料(GMT)的密度及悬臂梁长度对其阻尼比、固有频率及动弹性模量的影响。实验结果表明,GMT的阻尼比和固有频率随GMT材料密度、悬臂梁长度的减小而增加,动弹性模量随GMT材料密度、悬臂梁长度的减小而减小。     

改性赤泥颗粒吸附剂的性质及机理研究

采用焙烧法对赤泥进行活化处理,将其与粉煤灰、碳酸氢钠和膨润土按照质量比为16∶2∶1∶3制成改性赤泥颗粒,该改性赤泥颗粒破碎率与磨损率之和为0.2%。将其作为吸附剂,采用静态吸附试验方法研究了该改性赤泥颗粒吸附剂对模拟含磷废水除磷的一般规律,在磷的质量浓度为3~100 mg/L条件下,考察了反应时间、初始磷浓度、投加量等因素对改性赤泥颗粒吸附效果的影响,经过计算得出其饱和吸附量。结果表明,改性赤泥颗粒对磷的去除效果在反应8 h后趋于稳定,其最佳投加量为5 g/L,改性赤泥颗粒的饱和吸附量为56.2 mg/g。     

用于煤矸石山覆盖层的赤泥基密封材料性能及微观结构研究

以赤泥、粉煤灰为主要原材料,通过掺入石灰、脱硫石膏改性,制备了用于煤矸石山覆盖层的赤泥基密封材料.研究了石灰、脱硫石膏对其力学性能与干燥收缩性能的影响.同时采用XRD、FTIR、TG-DSC、SEM等测试方法,建立了微观特性与宏观性能的联系.结果表明:石灰的加入可以提高赤泥基密封材料的水化程度、促进生成更多水化产物,优化孔结构;加入脱硫石膏可以形成钙矾石晶体,降低孔隙率,补偿收缩;复掺石灰与脱硫石膏可以得到力学性能与干燥收缩性能优良的赤泥基密封材料.     

拜耳法赤泥的湿法碳化脱碱工艺研究

利用二氧化碳对具有强碱性的拜耳法赤泥进行湿法碳化脱碱实验,研究了在CO2气流量为0.3 L/min条件下,液固比、反应温度、反应时间、CO2压力对拜耳法赤泥脱碱效果的影响并确定了适宜的脱碱条件.研究表明,在反应温度50℃,液固比为7,CO2压力为4 MPa,反应时间2h条件下,拜耳法赤泥的脱碱率达到50％以上.脱碱后赤泥碱含量大幅降低,有助于减轻对土壤及地下水源的危害.     

赤泥基低温红油滴釉的研究

为降低制备成本,有效利用工业废弃物,以赤泥作为氧化铁主要来源,在1120℃左右烧成,制备出了较为理想的低温红油滴釉。探讨了釉组成中ZnO、B2 O3、CaO、MgO、Fe2 O3、Al2 O3等氧化物含量对釉面光泽度、油滴形成的影响。研究发现,低温油滴釉的形成主要基于釉的分相;B2 O3、ZnO的引入不仅可促使釉分相,并能降低釉的熔融温度增加基础相的透明度,从而得到光泽度良好的低温油滴釉;调整CaO、Al2 O3等的含量可以控制分相的产生及分相的结构;Fe2 O3会富集在油滴状的微相中;ZnO、MgO对油滴釉的颜色有较大影响,增加ZnO的含量则油滴釉由黑色变为棕红色,增加MgO的含量则油滴釉由棕色变为黑色。研究了釉层厚度对油滴形成的影响,釉层厚度为1~1.5 mm时形成的油滴效果最好。     

拜耳法赤泥固化CO2反应特征的研究

以拜耳法赤泥为CO2固化剂,研究了不同压力下赤泥对CO2的固化封存能力,以及固化CO2过程中矿物物相的化学转化行为.探讨了温度、液固比、粒径、时间等因素对赤泥固化CO2效率的影响以及赤泥固化CO2过程Na、K的浸出特性变化.结果表明,CO2压力为0.6 MPa、1 MPa、1.6 MPa时,赤泥固化CO2的饱和增重率分别达到2.36％、2.70％、3.07％.随反应时间的变化,赤泥浆液的pH值不断下降,最后稳定在6.40左右.液固比减小,赤泥粒径减小,在2060℃之间温度升高,有助于赤泥固化CO2效率的提高.赤泥固化CO2后Na、K的浸出量增加.XRD和红外光谱分析显示赤泥固化CO2后主要形成的矿物相是钙霞石(cancrinite)和方解石(CaCO3).不同压力下赤泥对CO2的固化反应符合准一级动力学方程.     

硅酸盐细菌对赤泥中钾的浸出研究

为评价硅酸盐细菌对赤泥中钾元素的浸出影响,在赤泥中接种经纯化、驯化的硅酸盐细菌,选择浸出时间、摇床转速、实验温度和赤泥投加量进行单因素实验,研究赤泥中钾元素的浸溶效果并通过正交实验得出最佳浸溶条件.结果表明,当赤泥投加量为1g·L-1,实验温度为32.5℃,浸出时间为3d,摇床转速为150 r·min-1时,硅酸盐细菌对赤泥中含钾矿物中钾元素的浸溶效果最好,其浸出率为84.63％.实验为赤泥提钾的综合利用提供一定参考依据.     

赤泥对水泥固化体性能的影响

研究了赤泥对碱矿渣水泥固化体(AASS)以及硅酸盐水泥固化体(PCS)在力学性能、Cs+浸出性能、抗冻融性能、抗冲击性能以及干燥收缩性能方面的影响.试验结果表明:赤泥对碱矿渣水泥的流动性影响不大,而赤泥严重影响PCS的流动性,掺入30％时流动度降低51.9％.10％赤泥掺量有利于PCS和AASS的力学性能,继续提高掺量则不利于固化体的力学性能.当赤泥掺量低于30％时可降低AASS中Cs+的浸出性,PCS的浸出性随赤泥掺量的增加而提高.AASS的抗冻融性能及抗冲击性能均满足相关标准要求.赤泥提高了AASS的干燥收缩率.将赤泥用于碱矿渣水泥固化体具有可行性.     

赤泥水泥水化过程放射性变化规律研究

以脱碱拜耳法赤泥、熟料和石膏为原料进行赤泥水泥的制备,得出脱碱赤泥的合适掺量为15％.研究了赤泥水泥水化过程中赤泥掺量和水化龄期对232 Th、226 Ra、40K放射性比活度的影响.结果表明:赤泥水泥水化后相较于水化前,232Th、226Ra和40K的放射性比活度均出现了下降;水化28 d龄期,随着赤泥掺量的增加,赤泥水泥232Th、226Ra、40K的放射性比活度均有所增加;同赤泥掺量条件下,226Ra的放射性比活度随着水化龄期的延长而增加,232Th的放射性比活度随着水化龄期的延长基本保持不变,40K的放射性比活度随着水化龄期的延长一直减小.     

龄期对电阻率法检测赤泥改良黄土抗剪强度的影响

随着我国氧化铝产能的不断增大,在生产时排放出的污染性废渣赤泥给环境带来多方面的影响,所以合理地利用并消纳赤泥就显得尤为重要.本文利用赤泥配制5种固化剂对黄土进行改良,将赤泥改良后的黄土用于路基材料.试验测试了改良黄土在直剪过程中电阻率的变化,分析了龄期对赤泥路基材料的电阻率和抗剪强度的影响.通过击实试验确定试样的最优含水量,在最优含水量下制样并养护3 d、7 d、14 d、28 d.结果表明:不同龄期下电阻率随剪切位移的增大呈现上升趋势;电阻率和抗剪强度分别与龄期的对数相关性较好,二者都随养护龄期的增大而增大;随着赤泥掺入量的增大,导电离子增多,电阻率减小;相同赤泥含量下,垂直压力越大,抗剪强度越大;得到抗剪强度与电阻率的线性关系式.     

用脱碱赤泥替代生料制备水泥熟料试验研究

以蒙古大唐高铝煤碳研发中心赤泥为原料,通过碳化脱钠法将赤泥中碱含量降至小于1％,部分替代生料制备水泥熟料,研究表明:赤泥掺量小于15％时,掺入后基本不改变生料的化学组成、矿物组成,可以使熟料中晶粒和液相微观结构更加均匀,烧成温度低.后期熟料的基本性能都符合要求,28 d抗压强度能达到525R水泥强度,符合要求.     

粉煤灰掺量对赤泥墙砖性能影响的研究

以赤泥为主要原料,添加适量的粉煤灰、黏土等制备墙砖,研究粉煤灰掺量对墙砖性能的影响.结果表明:在赤泥掺量较高的情况下,随着粉煤灰掺量的增加,试样气孔率和吸水率逐渐增大而抗折强度逐渐降低;当粉煤灰掺量大于15％时,试样的吸水率较高且抗折强度小于15 MPa,生成的液相和晶相少,气孔较多,达不到BⅢ类陶质砖的国标要求(GB/T 4100-2006《陶瓷砖》);粉煤灰掺量不宜高于15％.     

超高含水率水泥固化泥炭土压缩模量和固结系数研究

泥炭土具有高含水率、高有机质含量、大孔隙比和低剪切强度等特点。化学固化常用于提升泥炭土地基承载力和抵抗变形能力。通过开展单向固结试验,研究了含水率、有机质含量、pH值、水泥掺量和掺料粒径对水泥固化泥炭土压缩模量和固结系数的影响。研究表明,随着水泥掺量和养护龄期增加,水泥水化反应生成的凝胶不断增长,固化土压缩模量随之增长。泥炭土初始含水率从600%降至300%后,固化土压缩模量增加了3.5倍。有机质含量从40%增至80%(质量分数)时,固化土压缩模量降低了50%。pH值从7.0降至3.5时,固化土压缩模量降低了15.8%。固化泥炭土的压缩模量和固结系数受含水率、水泥掺量影响最大,有机质含量次之,pH值影响最小。掺石英砂能提升固化泥炭土的压缩模量,且石英砂粒径越小,固化土压缩模量增幅越大。     

黄麻纤维加筋黄土动力特性研究

为探究黄麻纤维加筋黄土动力特性,将价格低廉且性能优良的天然黄麻纤维按照一定质量掺比加入到黄土中。利用动三轴设备,从动应力-应变关系、动弹性模量、阻尼比等指标分析不同黄麻纤维质量掺比下黄土的动力特性,并研究其加筋机理。结果表明:黄麻纤维加筋黄土的动应力随黄麻纤维质量掺比的增加,呈先增大后减小的趋势,且相同应变条件下,黄麻纤维质量掺比达到0.3%时,动应力达到最大;不同黄麻纤维质量掺比下的加筋黄土动弹性模量均大于素黄土,且动弹性模量随动应变的增加而下降;掺入一定质量的黄麻纤维可有效降低阻尼比,且不同围压(100 kPa、200 kPa、300 kPa)下最大阻尼比较最小阻尼比下降幅度均值分别为91%、120%、100%;SEM照片表示,过多纤维的掺入会使纤维互相纠缠,导致动力特性等指标下降。