热活化对赤泥物相及活性的影响

赤泥是生产氧化铝时排出的废弃物,大量的赤泥堆积对环境产生了严重的破坏,并且赤泥的低活性制约了其大范围利用。本文在500~900℃之间对赤泥进行热活化,通过TG-DSC,XRD表征其热行为及矿物组成的变化,并将活化后的赤泥以一定比例掺入熟料中制成净浆试块,以净浆试块的抗压强度来表征其活性。试验表明,热活化对赤泥的活性有一定程度的提高,且800℃时,活性最高。     

热活化和机械活化对拜耳法赤泥性能影响

为提高赤泥基碱激发胶凝材料的力学性能,分别通过焙烧和机械研磨对赤泥基复合粉体进行活化处理.结果表明,600℃煅烧180 min制备的胶砂试件28 d抗压强度最大,为27.0 MPa,对比未煅烧处理的赤泥粉体混合物,抗压强度提高了15.3％.机械研磨300 s制备的胶砂试件28 d抗压强度最小,为20.2 MPa,比研磨60 s制备的试件抗压强度降低了16.8％.热活化可以提高碱激发材料的强度但需要控制煅烧温度,赤泥本身较细不需要研磨活化处理.     

煤矸石热活化及影响因素

对煤矸石热活化及在不同条件下影响其活性的因素进行了系统的实验研究.考察了煅烧温度、粒径形态、停留时间、冷却方式等因素对煤矸石活化的影响.并采用X射线衍射(XRD)、差热(DTA)、红外(FTIR)、电感耦合等离子原子发射光谱仪(ICP-AES)等分析方法深入地了解煤矸石的活化情况.结果表明,煤矸石热活化不仅与关键因素煅烧温度有关,还受到原矿特性、粒径形态、停留时间、冷却方式等因素的显著影响.     

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.     

机械活化对热闷法钢渣胶凝活性的影响

本文通过机械粉磨对热闷法钢渣的胶凝活性进行研究,采用激光粒度仪、X射线衍射仪(XRD)和场发射扫描电镜(FE-SEM)对经机械活化后的热闷法钢渣进行表征分析.研究发现机械粉磨能激发热闷法钢渣的潜在活性.在超细粉磨的过程中,不仅钢渣粒度逐渐减小,而且部分物相的结晶程度也有所降低.利用活性因子法评价了经活化后热闷法钢渣的胶凝性能,结果表明:随着粉磨时间的延长和钢渣粒度的减小,热闷法钢渣的胶凝活性显著提高.     

赤泥用作高性能水泥性能调节组分的研究

采用化学活化和热活化的方法,对赤泥进行预处理后再与硅酸盐水泥熟料配合,在实验室条件下就不同化学试剂处理、不同温度下加热处理和不同掺量的赤泥-硅酸盐水泥熟料体系的胶凝性能进行了系统的试验研究。结果表明,未经任何处理的赤泥掺入水泥后,尤其是赤泥掺量大于20%时,水泥砂浆后期强度显著降低,而经特定化学试剂处理和一定温度煅烧处理后的赤泥掺入水泥熟料后,水泥砂浆的后期强度降低幅度得到明显减缓。     

煤矸石热活化及相变分析

系统研究了不同温度下热处理活化煤矸石的物相组成和活性组分溶出的变化规律.用差热分析、X射线衍射、红外光谱、核磁共振、电感耦合等离子原子发射光谱和扫描电镜等仪器测试分析煤矸石原矿和不同煅烧温度制备的样品的矿物组成、分子结构、29Si和27Al化学位移、活性Si4 和Al3 溶出量及微观结构.结果表明:煤矸石的活化程度随不同温度下矿物相组成及铝配位情况的变化而改变.连续性的相转变与活性硅、铝的溶出量相对应.     

煤矸石的热活化工艺研究

通过工艺实验、添加煤矸石水泥胶砂的强度测试、煅烧前后煤矸石成分及结构的XRD分析,研究了煅烧工艺条件对铜川某煤矿煤矸石火山灰活性的影响,探讨了热活化机理以及添加烧煤矸石能够提高水泥胶砂强度的原因,即煤矸石原来排列有序的晶体结构被打乱,形成热力学不稳定状态玻璃相结构,从而使烧成后的煤矸石中含有大量的活性氧化硅和氧化铝,而具有火山灰活性。实验发现所用煤矸石的最佳煅烧温度为700℃,此时水泥胶砂具有最高的抗压和抗折强度。     

机械力活化对铁尾矿活化性能的影响研究

通过机械粉磨时间对铁尾矿粉密度、比表面积、颗粒分布以及微观形貌影响研究得出：随着粉磨时间的延长,铁尾矿粉颗粒逐渐被细化,密度先减后增,比表面积先增后减;粉磨2 h时,比表面积达到最大值770 m2／kg,粒径（5±2）μm的颗粒含量约为40％,且小于5．13μm的颗粒累积含量最高,但过度粉磨会有弱团聚现象;通过研究机械力活化对铁尾矿粉活性的影响以及红外光谱（ IR）分析得出：粉磨2 h的铁尾矿粉在10％～50％掺量下,其3 d、7 d、28 d抗折强度比与活性指数均为最大值,该粉磨时间下最大程度的活化了铁尾矿粉;机械粉磨细化作用使颗粒无序化物质增多,致使活性提高。     

氧化铝厂赤泥剂的固硫反应动力学特性研究

采用热分析法研究了山东铝业公司赤泥和石灰石固硫反应过程,利用等效粒子模型计算分析了其固硫反应动力学参数,并在此基础上利用压汞仪、SEM分析了赤泥煅烧前后的微观结构,探讨了赤泥固硫机理,为利用氧化铝生产中排放的大量赤泥代替石灰石用作燃煤固硫剂提供了理论依据.结果表明,赤泥的钙利用率是相同条件下石灰石的2～3倍,赤泥煅烧后较石灰石具有更多的中孔和较大的比表面积,可提高化学反应速度和反应深度;另外,赤泥中较多的三氧化二铁和碱金属盐也可提高赤泥固硫反应速率常数和有效扩散系数,但温度过高会降低固体熔点而易导致烧结,削弱其固硫活性.     

氧化铝赤泥放射性及其屏蔽机制研究现状

分析了困扰赤泥资源化利用的主要原因,即高碱性和高放射性。着重讨论了赤泥放射性的来源和屏蔽技术的研究现状。指出赤泥的资源特性、赤泥中碱的富集和脱除机制、赤泥的天然放射性、赤泥的活性特征以及赤泥在建筑材料领域的安全应用途径等已经取得一些可喜的研究成果,而对于赤泥中放射性核素的富集机制和放射性屏蔽方法的研究仍处于起步阶段。为了从本质上解决赤泥放射性带来的应用困境,结合笔者的研究,提出了降低赤泥放射性的研究思路,以促进氧化铝赤泥在建筑材料领域的资源化利用。     

煤矸石和赤泥协同提取氧化铝过程矿相转变研究

开展了煤矸石和赤泥协同提取氧化铝研究，考察了添加赤泥对煤矸石活化提取氧化铝及对助剂碳酸钠消耗量的影响，并利用TG-DSC和XRD研究了赤泥添加对煤矸石活化过程的影响。结果表明，“煤矸石-赤泥-Na₂CO₃”混合样中氧化铝的溶出率随Na/Al摩尔比和煅烧温度的增加而增加，在Al/Si摩尔比为1的条件下，当Na/Al摩尔比为1.2、煅烧温度为850℃时，混合样的氧化铝溶出率可达到91.7%，与碳酸钠直接活化煤矸石相比，碳酸钠消耗量可降低77.9%。TG-DSC和XRD的结果表明，煤矸石、赤泥以及碳酸钠在低于700℃时相互作用比较弱，在高于800℃时三者发生相互作用，赤泥的加入由于调整了样品中的Al/Si摩尔比，使反应的最终物相选择性地向Na∶Al∶Si摩尔比为1∶1∶1的霞石和沸石相转化。     

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。     

磷石膏与碳酸钙对赤泥脱碱的效果及可能机理

为降低赤泥中的碱分,增加赤泥资源化、无害化利用途径,探索采用磷石膏和碳酸钙为脱碱剂脱除赤泥中的碱分的效果。结果表明：采用磷石膏和碳酸钙脱除赤泥中的碱时,振荡0.5 h即可使振荡液的pH和EC（电导率）值达到稳定状态,耗时较短。赤泥脱碱效率的高低并不直接依赖于脱碱剂与赤泥的配比、延长脱碱时间等手段。在考虑脱碱效果和经济成本的前提下,m（赤泥）∶ m（磷石膏）、m（赤泥）∶ m（碳酸钙）依次为1∶0.4和1∶0.2。钙化合物添加后,与赤泥发生置换反应,赤泥中更多的结合碱能够被置换出来成为游离碱,进而得到脱除。     

氧化铝厂赤泥生产聚合氯化铝铁絮凝剂

利用拜耳法氧化铝生产产生的赤泥和工业盐酸为主要原料,添加适量粉状铝酸钙,制备出絮凝剂聚合氯化铝铁。对影响聚合氯化铝铁制备的因素,如赤泥的预处理温度、盐酸浓度、盐酸用量、反应温度和铝酸钙用量等进行了研究,得到了制备聚合氯化铝铁的优化条件,同时将该絮凝剂用于造纸废水的处理。研究结果表明:采用赤泥生产聚合氯化铝铁絮凝剂具有原料易得、制造成本低的优势;制备的聚合氯化铝铁絮凝剂物理化学指标和絮凝效果优于一些传统的絮凝剂。     

微波活化赤泥对分散艳蓝E-4R的吸附去除研究

研究了赤泥对染料废水中分散艳蓝E-4R的吸附作用,结果表明,微波活化后赤泥具有良好的吸附效果,对分散艳蓝E-4R的吸附行为符合Langmuir等温方程。活化后赤泥对分散艳蓝E-4R的饱和吸附量为42.19mg/g,其中影响吸附效果的因素有赤泥投加量、温度和pH值。经过优化得到最佳条件:温度为40℃,pH值为3.0,赤泥投加量为15g/L。在最佳条件下,吸附时间为30min,活化赤泥第一次使用时对质量浓度为300g/L的分散艳蓝E-4R的脱色率、COD及TOC去除率分别达到99.07%、、64.08%和50%。经过3次使用后,赤泥对染料的吸附能力下降,经微波再生后吸附性能得到恢复。     

铝厂赤泥制备无机高分子絮凝剂聚硅酸铁及应用

研究了以铝厂赤泥为原料，在常压通氧的条件下，用稀硫酸浸取制备无机高分子絮凝剂聚硅酸铁(PSV)的方法，确定了合理的生产工艺和操作条件。用该絮凝剂处理工业废水，并与聚合硫酸铁(PFS)的处理效果比较。化学需氧量(CODCr)和色度去除率提高约20％25％，固体悬浮物(SS)去除率提高约10％，同时探讨了该絮凝剂处理废水的反应机理。     

Hydrogenation of a model hydrogen-donor system using activated red mud catalyst

Hydrogenation of naphthalene to tetralin using activated red mud as catalyst was studied as a typical hydrogen-donor system. Under the chosen reaction conditions, unprocessed red mud resulted in a conversion of naphthalene of 3.55%. The most active catalyst, prepared by adding 20 wt% of Ti0₂ to the red mud, followed by acid digestion and re-precipitation, resulted in a 58% conversion of naphthalene. This technology may have an important bearing on processes such as coal hydrogenation or crude-oil-residue processing, where the rate of reaction and product quality may depend upon the rate at which a hydrogen-donor solvent can be re-hydrogenated.