煤矸石制备水泥辅助胶凝材料的应用研究

煤矸石制备水泥辅助胶凝材料的应用研究对水泥行业的节能减排与大宗固废的高值利用均具有重要意义。本文以河北某地不同矿区的6种煤矸石为原料,采用XRD,热重等方法分析判断其化学成分和矿物组成,通过静态煅烧实验研究了其煅烧活化条件,并通过胶砂实验测定其胶凝活性。结果表明,煅烧温度和时间会影响产品的胶凝活性,不同矿物组成的样品需要的煅烧条件不同,所测样品其3 d早期强度相较于基准水泥有所下降,但28 d活性指数增长明显,除#4矿区外均达到了制备辅助胶凝材料的要求。     

煤矸石胶凝材料的试验研究

采用煤矸石活化料、矿渣和熟料作为主要原料,外掺复合激发剂来制备煤矸石胶凝材料。研究了煤矸石活化料掺量、石膏掺量以及激发剂对煤矸石胶凝材料性能的影响;并借助XRD和SEM分析了其水化机理。试验结果表明:煤矸石活化料掺量为60%时,煤矸石充填胶凝材料的3 d、7 d和28 d抗压强度分别达到了15.2 MPa、22.8 MPa和35.5 MPa;石膏掺量为4%时,煤矸石充填胶凝材料的3 d、7 d和28 d抗压强度分别达到了15.7 MPa、24.4 MPa和37.8 MPa;复合激发剂最佳掺量为5%,煤矸石充填胶凝材料的3 d、7 d和28 d抗压强度分别达到了27.5 MPa、35.4 MPa和55.4 MPa。     

利用煤矸石生产新型胶凝材料的研究

本文研究了“煤矸石－ＣａＣＯ３－ＣａＣｌ－２－ＣａＦ２”体系的配料组成，设置了一组影响水泥性能的多因素正交试验，在此基础上进行了化床锅炉超低温煅烧水泥的半工业性试验。结果表明，利用煤矸石生产新型胶凝材料是可行的，煤矸石的利用率可达５０％以上。     

利用煤矸石生产新型胶凝材料的研究

本文介绍了一组影响水泥性能的多因素正交试验，研究了“煤矸石－ＣａＣＯ３－ＣａＣｌ２－ＣａＦ２”体系的最佳配料组成，在此基础上进行了流休床锅炉超低温燃烧水泥的半工业性试验，结果表明：利用煤矸石生产新型胶凝材料是可行的，煤矸石的利用率可达５０％以上。     

磷石膏煅烧制备复合胶凝材料的研究

采用磷石膏为主要原材料,与适量活性炭和粉煤灰混合后煅烧分解,制备新型高强复合胶凝材料.通过正交试验研究煅烧温度、保温时间、活性炭和粉煤灰掺量对新型胶凝材料中三氧化硫含量和抗压强度的影响.结果表明:当煅烧温度为1200℃,保温时间为30 min,活性炭掺量为10％,粉煤灰掺量为5％时,所制得胶凝材料的3d、28d抗压强度分别为46.35 MPa、92.70 MPa.该条件下,新型胶凝材料中三氧化硫含量为11.60％,煅烧过程中形成C2S、C3S及C3A等具有活性的矿物成分,28 d水化产物中出现氢氧化钙和钙矾石.与磷石膏制硫酸联产水泥工艺相比,该方法能耗低,工艺流程简单,熟料抗压强度高,可作为磷石膏资源化利用的新途径.     

活化煤矸石浆体脱水及其脱水相再水化研究

结合我国低热值煤应用的实际,研究了煤矸石-石灰-水预处理工艺及预处理浆体脱水和脱水相的再水化。以活化组份量表征煤矸石的预处理程度,用XRD、SEM、氮吸附、热分析法研究了预处理煤矸石水化相及脱水相的组成、脱水相的水化硬化过程。结果表明,预处理煤矸石在780℃和850℃左右脱水具有良好的水硬活性。为在低温条件下利用煤矸石生产胶凝材料提供了理论依据。     

掺煤矸石的水泥性能与颗粒群分布的关系研究

将不同细度的煤矸石、纯硅酸盐水泥分别按30％和70％的比例混合，测其胶砂流动度、净浆标准稠度用水量和3d、28d胶砂抗压强度。以宏观性能指标为z轴，水泥与煤矸石的中位径D50之差为x轴，水泥与煤矸石混合样的中位径D50为y轴，进行三维区域图分析。给出各项性能指标发展趋势与水泥、煤矸石的相对位置以及混合体系总体细度的相互关系。     

自燃煤矸石在充填采煤过程中的应用研究

针对建筑物下压煤量多和矸石利用量不足的问题,结合峰峰集团具体情况,对自燃矸石进行的分析研究和试验表明,将自燃过的矸石磨细后,作为充填采煤的胶凝材料,可部分替代水泥,降低充填采煤成本。     

高硫煤矸石沸腾煅烧水泥

本文设置了一组影响水泥性能的多因素正交试验,研究了“煤矸石—CaCO_3—Ca-Cl_2—CaF_2”体系的最佳配料组成,在此基础上进行了流化床锅炉超低温煅烧水泥的半工性试验。借助于 X—衍射、化学分析、微量热分析等测试手段。分析、讨论了水泥熟料的化学组成、矿物组成及水泥的水化历程。结果表明,利用煤矸石流化床超低温煅烧水泥是可行的,煤矸石的利用率可达50%以上,水泥强度可达325#标号。     

煤矸石对硬化水泥浆体结构形成的影响

通过对硬化水泥浆体物理力学性能的检测,结合XRD和SEM分析,研究了不同掺量的煤矸石对硬化水泥浆体水化性能的影响。结果表明:随着煤矸石掺量的增加,水泥的标准稠度用水量增加,凝结时间缩短,抗压强度降低,熟料矿物的水化速率提高,水泥-煤矸石体系的水化速率降低。煤矸石掺量不同,水化模式亦不同。     

煤矸石骨料在混凝土及砂浆中的应用研究

煤矸石是煤矿开采洗选加工过程中产生的固体废物。本文重点开展对煤矸石骨料在混凝土及砂浆中代替或部分代替现用骨料试验研究,得出了混合矸石、砂岩质矸石、页岩质矸石应用的可行性,并提出了合理应用建议。     

少熟料煤矸石水泥的试验研究

从充分发挥煤矸石潜在活性的观点出发,在热活化的基础上采用化学激发的方法处理煤矸石,以达到用较少量的优质熟料辅以高度激发的活性废渣制备大量高性能水泥的目的。试验尝试采用CaO,Na2SO4和废渣磷石膏作复合激发剂,生产少熟料煤矸石水泥,通过对其强度和水化体系进行研究,找出三种激发剂的最佳配合比。在试验所采用的几种配比中,以5％磷石膏＋3％CaO＋2％Na2SO4的配比最好,煤矸石的掺入量可以达到50％,水泥净浆小试体28d强度可达48．1MPa。该水泥水化产物除了有C—S—H凝胶和钙矾石外,还生成网络状结构的无定形硅铝凝胶Na6[AlSiO4]6．4H2O。     

热活化煤矸石对水泥力学性能的影响

研究了500～1000℃下热活化煤矸石的特性,将热活化煤矸石以20%～60%的质量比掺到硅酸盐水泥中,进行水泥强度试验。结果表明,热活化温度对煤矸石的活性有很大影响,以伊利石为主要矿物组分的煤矸石在750℃左右煅烧的条件下具有较高的活性;水泥强度随着活化煤矸石掺量的增加呈逐渐下降趋势。相对而言,活化煤矸石掺入量在20%～30%之间变化时,水泥的强度值下降幅度较小;在30%～60%之间变化时,水泥的强度值下降幅度较大。     

石灰对煤矸石水泥砂浆性能影响研究

将铜川煤矸石进行热活化和机械活化后,加入石灰进行化学激发,掺入水泥砂浆中进行强度测试,对石灰和煤矸石掺量进行了实验研究,分析了石灰对煤矸石水泥砂浆的作用。结果表明,煤矸石和石灰掺入对水泥砂浆的强度具有较大的影响。煤矸石水泥砂浆的早期抗压和抗折强度均较低,但28 d强度随煤矸石和石灰用量增加出现先增加后降低的趋势。在煤矸石用量达到40%,石灰取代量为40%左右时,水泥砂浆抗压和抗折强度出现最大值。石灰的加入对煤矸石水泥砂浆的强度具有较大的提升作用,掺石灰后,煤矸石水泥砂浆28 d抗压强度提高约21%,抗折强度提高约31%。     

煤矸石的热力-化学复合活化研究

采用不同温度下的煅烧和添加化学激发物质的复合活化方法对煤矸石用作高性能水泥辅助性胶凝材料时潜在活性激发效果进行了实验探讨。实验结果表明,原始煤矸石未经任何处理直接用作水泥混合材时基本上不表现出火山灰活性,会导致水泥强度大幅度降低。煤矸石经600~900℃加热处理之后再与水泥混合使用,表现出显著的火山灰活性,水泥强度得到明显改善。用芒硝或水玻璃作为激发剂对煤矸石施加热力化学复合活化,在适宜的掺量范围内水泥强度,尤其是早期强度,得到进一步改善。采用水玻璃的场合活化效果优于采用芒硝的场合。煤矸石热力化学复合活化的适应范围为热处理温度600~800℃,水玻璃掺量不超过4%。     

煤矸石部分替代泥岩配料生产水泥熟料的实践

介绍了用煤矸石替代部分泥岩在带余热发电回转窑上煅烧水泥熟料的应用情况,及其煅烧过程出现的问题和采取的应对措施。结果表明,用煤矸石替代50%泥岩配料时,可以煅烧出优质水泥熟料;煤矸石含有一定热量,煅烧熟料时得到利用,从而降低了熟料煤耗3~4kg/t,提高余热发电量1kWh/t,实现了节能降本减排的效果。     

Fabrication and application of porous materials made from coal gangue: A review

Coal gangue (CG), which is mainly generated during coal excavation, mining, and coal washing, is an industrial solid waste that is recognized as an environmental pollutant. The ever-increasing amount of CG produced is a serious threat to the ecological environment and property safety, especially in China, which is the largest coal producer and consumer in the world. Considerable studies have investigated means for utilizing CG worldwide. This review summarizes and discusses various porous inorganic materials made from CG, including cement-based porous materials, porous bricks, porous ceramics (cordierite and mullite) and glasses, porous geopolymers, zeolites, aerogels, and porous carbon materials. Different preparation processes and performances of each type of porous inorganic materials were reviewed. Porous CG-based materials can be used as promising adsorbents for the removal of various pollutants and have good potential for use in construction industry as well as catalyst material applications. Besides, porous materials obtained from CG have also been tested as slow-release fertilizers after the absorption of phosphate, as electrode materials, and as oil-in-water separation agents. The systematic summary of porous materials based on CG aims at promoting high-value-added applications for this waste. Future research directions for the use of CG as a raw material are also presented.     

煤矸石在熟料生产线上的应用

我公司通过对废弃煤矸石进行配料试验,分析煤矸石化学成分,将煤矸石的配比设定在1.5%,3%对熟料进行化学分析,结果表明:煤矸石中虽然化学成分波动较大,但是经过前期处理以后,其易磨性和易烧性要优于河道淤沙。在使用煤矸石以后,我公司熟料饱和比控制比之前提高了0.02,熟料强度也有了一定程度的提高。