赤泥冻融-淋洗脱碱试验研究

强碱性限制了赤泥在诸多领域的综合利用。以河南某拜耳法氧化铝厂提供的赤泥为研究对象,提出冻融协同化学淋洗的脱碱方案,即利用反复冻融土颗粒原有结构的同时,破坏结合碱晶体结构,使赤泥中包裹的结构碱进一步释放,能够增加接触面积的原理,进行冻融-淋洗脱碱试验。考察冻融作用对赤泥结构的影响以及草酸浓度、冻融次数对赤泥脱碱率的影响,同时通过XRD物相分析、粒度分析和电子显微镜扫描,从微观层面分析冻融-淋洗脱碱的机理。结果表明,冻融作用可破坏赤泥颗粒中含有结合碱物质的晶体结构,有助于淋洗液与结合碱接触反应,从而提高脱碱率;在草酸浓度为0.5 mol/L,2次冻融淋洗的条件下,赤泥的脱碱率可达94.96%,较常温条件下提高14.26%。该研究为今后季节冻土区冻融交替现象赤泥脱碱提供了新思路。     

赤泥在环境污染修复中的应用

赤泥用作环境修复材料具有成本低、工艺简单、以废治废的特点．系统介绍了赤泥对水体、土壤中重金属离子、有毒非金属离子、有机氯、染料颜料等无机、有机污染的环境修复作用．赤泥环境修复材料是附加值较高的赤泥开发产品，在开发利用过程中需对赤泥进行脱碱处理以避免其对环境的污染，在对水体修复时应避免赤泥留在水中造成水体浑浊。     

赤泥-粉煤灰-矿渣碱激发胶凝材料性质的研究

以赤泥、粉煤灰、矿渣等工业废渣为主要原料制备碱激发胶凝材料,通过正交实验找出了赤泥、矿渣和粉煤灰的最佳配比。当赤泥与粉煤灰比例为3∶1、矿渣的掺量为40%、12%硅酸钠促硬剂为0.12A、减水剂为0.7%时,所制备的碱激发胶凝材料力学性能较好。用蒸压养护制度可得出性能最优的碱激发胶凝材料。赤泥-粉煤灰-矿渣碱激发胶凝材料具有一定的耐酸碱盐腐蚀性、耐高温性能和良好的抗冻性能;吸水率由高到低依次为:水泥、净浆试体、胶砂试体Ⅰ(灰砂比为2∶1)、胶砂试体Ⅱ(灰砂比为1∶1)。X-射线衍射分析表明:在碱激发胶凝材料中生成了大量的铝硅酸盐和钙硅酸盐的复合反应产物,如:莫来石(K2O.Na2O.H2O、Al6Si2O13)、托勃莫来石和C-S-H、C2-S-H凝胶产物等。该类材料不仅具有类似有机聚合物的完整岛状结构及链状结构,还能与矿物颗粒表面的[SiO4]4-和[AlO4]4-四面体通过脱烃基作用形成化学键;来源于原料中Ca(OH)2的C-S-H凝胶多生成于水泥水化的C-S-H凝胶孔隙之中,从而大大提高了结构密实度,是其获得高强度的直接原因。     

赤泥中有价金属的回收现状与展望

赤泥是碱性大宗工业固体废物,其处置方式带来了一系列环境污染问题和安全隐患,赤泥有价金属回收是解决赤泥污染问题、安全隐患和实现赤泥减量化、资源化、无害化的重要方法.本文介绍了赤泥的物理化学特性和主要可回收的有价金属,综述了国内外近年来赤泥中有价金属(Fe、Al、Ti、Ga、V、稀土金属)回收的研究进展,并对赤泥回收有价金属过程中使用的主要工艺、操作参数、回收率等进行了比较.赤泥有价金属回收虽然基础研究众多,但存在成本较高及工业化程度低的问题.指出了赤泥有价金属回收工业化程度低的主要原因,并对今后赤泥有价金属回收急需解决的关键问题和发展方向提出了建议,其中"有价金属回收-赤泥脱碱-大宗固废应用"一体化技术将成为赤泥综合利用的下一个研究热点.     

动力学因素对拜尔法赤泥使用CO2脱钠的影响

使用温室气体CO2对铝业固体废弃物拜尔法赤泥进行脱钠,分析了赤泥粒度、反应时间和赤泥浆搅拌速率3个动力学因素对脱钠率的影响。研究结果表明,赤泥粒度对脱钠率影响十分显著,其他因素影响不显著;脱钠最佳工艺参数为:赤泥粒度2 000目、反应时间90 min和搅拌速率600 r/min;最优工艺下的脱钠率为77.39%,残余Na2O含量为2.37%;赤泥浆中钠碱物质的扩散是影响赤泥脱钠的限制性因素,较小的赤泥粒度能够促进钠碱物质的扩散,建议以后的脱钠技术研究应考虑将赤泥细磨至2000目。     

早强复合型水泥混合材料的研制

部分固体废弃物在单独作混合材时,对水泥的早期强度(3 d)有不利影响,从而有可能影响水泥的使用.为此,选取了粉煤灰、矿粉、石灰石粉、赤泥4种固体废弃物,先将它们以5%,10%,15%的比例单独取代水泥熟料,在此基础上,固定混合材的总比例为15%,将它们混掺,且其中赤泥的比例固定为5%,研究了它们对水泥3,28 d强度的影响.试验结果表明,10%矿粉和5%赤泥以及粉煤灰、矿粉、赤泥各占5%时,组成的混合材,不仅能提高水泥28 d的强度,而且还能提高其3 d的强度.     

钢管赤泥混凝土粘结滑移影响因素

为了研究钢管赤泥混凝土粘结滑移性能,考虑了截面形式等5个变化参数,制作了短柱试件进行推出试验,获得了钢管赤泥混凝土的荷载-滑移曲线,并对变化参数的影响进行了分析.结果表明:粘结峰值荷载随赤泥替代率的提高先增加后降低,赤泥替代率为5%时,粘结峰值荷载达到最大;赤泥替代率为20%时,粘结峰值荷载与标准钢管混凝土相当;粘结峰值荷载随混凝土强度及长径比的增加而增加,随宽(径)厚比的增加而减小;圆截面试件的粘结滑移性能优于方形截面试件.     

工业烟气的赤泥脱硫研究

氧化铝赤泥因排放量大、碱性强,很难被大宗利用;而工业烟气因含大量SO2必须经脱硫达标排放.在分析测试中铝河南分公司联合法赤泥的矿物组成、化学组成、粒径等基础上,采用正交试验法和单因素法在自行设计的吸收塔1 700 mm×60 mm及配套装置中,考察了赤泥的液固比、烟气流量、液气比等因素对烟气中SO2吸收率的影响,对比了各影响因素的显著性,获得了最佳工艺条件:液固比7∶1,烟气流量3.6 m3/h,液气比12 L/m3.在此条件下,赤泥吸收烟气中SO2的效率高达95%以上.同时,与热电厂现行的石灰石-石膏湿法脱硫工艺对比,相同条件下赤泥脱硫的效果更好.     

苎麻/UPR复合材料的制备及其弯曲性能

以苎麻为增强材料,以不饱和聚酯树脂(unsaturated polyester resin,UPR)为基体,采用热压成型法制备了苎麻/UPR复合材料,并分别研究不同方式的洗涤、碱处理和偶联剂处理对复合材料弯曲性能的影响;采用接触角测量仪、光学显微镜分别研究纤维表面的浸润性和复合材料的断裂形貌.结果表明:对苎麻布进行不同方式的洗涤、碱处理和偶联剂处理都可以增强复合材料的力学性能,并且当碱处理质量分数为1%时材料的弯曲强度最大,达到了60.839 MPa;同时偶联剂处理和碱处理都使苎麻的接触角变大,即苎麻与树脂间的界面相容性得到了提高.     

赤泥复合激发剂对粉煤灰的激发作用

目的以赤泥为主体成分,研制一种粉煤灰早期强度激发剂.方法先用赤泥单独激发粉煤灰早期强度,后使用赤泥与石灰、石膏复合激发.通过测定试块3 d、7 d和28 d抗压强度来评定激发效果.结果表明随着赤泥掺量的增加,各个龄期抗压强度都有升高.赤泥与石膏、赤泥与石灰复合后,抗压强度相对于赤泥单独激发有了明显提高.结论赤泥掺量为10%时,强度最大,而赤泥＋石灰掺量为6%时强度最高,赤泥＋石膏激发与赤泥＋石灰＋石膏掺量均在8%时强度最大.     

清洗小麦、果蔬废弃水二次利用系统的研究

基于光电检测与控制的水体固形物分离系统是把光具模作为发射源,光敏电阻作为接受器,构成光传感器,测量水的混浊度．通过控制电路和串、并联式过滤装置,对水处理装置中的清水、浊水、泥浆进行连续自动分离,解决清洗小麦、果蔬废弃水二次利用的问题．     

中州铝厂赤泥堆放场对环境的影响及治理对策

对中州铝厂所排灰水进行采样分析,并对其堆放赤泥做了大量的化验,实验证明,赤泥及冲灰水对环境具有一定的影响.在对赤泥成分进行细致分析的基础上,结合当前国内外对赤泥的研究现状,提出了治理赤泥污染的对策,探索赤泥的综合利用途径,从而为焦作水环境改善做出努力.     

拜耳法赤泥中主要组分分离研究

采用铵盐焙烧、水浸、酸浸等工艺对拜耳法赤泥进行处理,分离出了赤泥中的主要组分铁、铝、钙、硅,得到其相应的化合物：氧化铁、硫酸铝、石膏和水玻璃．研究了焙烧、水浸和酸浸工艺对拜耳法赤泥成分的影响,探索了从拜耳法赤泥中分离铁、铝、钙、硅的工艺方法和技术条件,分析了制备样品的化学成分和物相组成．     

焦作某铝厂赤泥堆场工程防渗对地下水水质的影响

根据堆放场底部铺设赤泥加石灰垫层和防渗膜的工程防渗处理措施,探讨了赤泥渗滤液的日实际渗透量以及该区域地下水对赤泥渗滤液的日最大允许入渗量。讨论了该防渗情况下,堆放场对周围地下水水质的影响。     

赤泥堆场固结排水方案的数值分析

流塑状赤泥含水率高、强度低,通过排水固结处理,可以增大其密度和强度,增强其堆场的稳定性,并减小堆场渗漏污染的可能性.采用固结有限元计算,对比分析分层堆载干赤泥、塑料排水板和真空预压3种方案的固结排水效果.由于流塑状赤泥渗透性低,堆载产生的超孔隙水压力难以消散.分析表明,堆载+塑料排水板联合方案下,赤泥堆场能够及时完成固结,有利于扩大库容.     

基于WinCC flexible和PLC的乳品CIP自动清洗监控系统研究

以西门子s7—200系列PLC为硬件,开发了一套可以对乳品设备进行过程监控的CIP自动清洗系统。同时采用WinCC flexible触摸屏组态作为人机界面,人机界面与PLC之间采用MPI协议进行通讯。解决了CIP系统中水位实时监控的问题,解决了酸洗、碱洗、热水洗过程可以手动加热的问题。实践证明,该监控系统可靠性高,使用方便。     

Particle characteristics and rheological constitutive relations of high concentration red mud

Red mud has relatively small solid particles (d50=13.02 μm) and will flow in paste form under high pressure during pipeline transport. Red mud belongs to a two-phase flow of materials with high viscosity and a high concentration of non-sedimentation, homogeneous solid-liquids. It is difficult to test its rheological properties under atmospheric pressure. Measurements such as rotational viscometry can not reflect the real state of the material when it is flowing in a pipe. Tested rheological parameters are somewhat higher than the actual values. In our investigation, grain shape, distinctive modality and grain size distribution of red mud were tested. Based on the principle of tube measurement, rheological experiments on red mud at different concentrations were carried out by using our independently developed tube-type pressure rheology test facility, and obtained constitutive equations. We conclude that red mud behaves as non-Newtonian pseudo-plastic fluid in pipe flows. Its consistency and power-law indices vary considerably with different concentrations.