改性赤泥免烧砖的制备与放射性屏蔽机理分析

针对赤泥免烧砖广泛存在的高放射性问题进行了制备工艺优化,并对所制改性赤泥免烧砖进行了性能测试,分析了其强度形成机理与放射性屏蔽机制。研究发现:通过常压石灰水洗法改性处理赤泥、添加复合外加剂、提高早期养护温度等优化措施可以改善并解决这些问题,经优化后的制备工艺可以制成满足相关标准规定MU15级的改性赤泥免烧砖;赤泥免烧砖的强度是由机械挤压作用、赤泥的水化反应、石灰水玻璃的水解和原料的水化反应等共同作用的结果;硫酸钡、硼砂及水化硅酸钙的固结等因素共同作用致使赤泥免烧砖的放射性得到有效控制。      

赤泥水热分级脱碱过程微粒元素分布规律及脱碱性能差异

基于赤泥微粒的工艺矿物学特征,对拜耳法赤泥进行水热分级脱碱,研究不同粒级赤泥微粒的矿物组成和元素分布规律,并对不同粒级赤泥微粒的脱碱性能进行对比。结果表明,原赤泥试样中氧化钠含量为7.34%,进行分级后,不同粒级赤泥在元素和矿物组成上,表现出较大差异,粗粒级(+100μm)氧化钠含量为3.23%,中间粒级(-100+38μm)氧化钠含量为2.32%,微细粒级(-38μm)氧化钠含量为8.22%。微细粒级赤泥产率为65.12%,粗粒级和中间粒级的产率分别为15.29%、19.58%。赤泥分级脱碱前后的化学成分分析和XRD检测结果显示,反应温度对赤泥脱碱具有显著影响,在反应温度为50℃,时间1 h,转速550 r/min的条件下进行脱碱时,钠碱含量明确减少,分级脱碱效果明显。脱碱后赤泥的氧化钠含量根据粒级由粗到细分别为1.04%、0.28%、3.01%,微细粒级脱碱难度较高,脱碱效率仅为63.38%。不同粒级赤泥的Na元素含量、物相组成,赋存状态及脱除的难易程度均存在差异,赤泥分级能有效提升赤泥处理效率,降低脱碱成本。     

拜耳法赤泥脱碱新工艺及其土壤化研究

赤泥是氧化铝生产过程中产生的一种强碱性工业固体废弃物。传统的筑坝堆存会对环境造成严重的危害。本文以山东某拜耳法氧化铝厂提供的赤泥作为研究对象,开发出赤泥快速高效低成本脱碱新工艺,即利用硫酸+含钙复盐CAM对赤泥进行脱碱,并就脱碱赤泥进行了土壤化研究。结果表明,赤泥中钠含量从11.709%降至0.302%,其脱碱率高达97.42%,脱碱后的赤泥可直接应用于土壤修复、建筑材料、尾矿充填等工业用途。SEM分析和盆栽试验结果表明,赤泥粒度从1.25 μm增加到17.5 μm,脱碱后团粒体结构变大,土壤性能优良,能够满足耐性植物的生长要求。复垦后的赤泥团粒体结构进一步变大,可加速赤泥的土壤化进程,为赤泥堆场原位生态修复提供技术支撑。      

赤泥资源化利用研究进展

赤泥中碱性物质含量较高是赤泥不能大规模资源化利用的主要原因。对国内外赤泥资源化利用方面的研究进行归纳概括,介绍了赤泥的物理特性、化学成分以及赤泥在除碱和工程方面的研究成果,总结了赤泥在工程领域、环保领域和提取金属元素等方面的应用,论述了赤泥的资源化利用研究现状,提出了赤泥在除碱、提取金属、建筑应用、堆存等各方面存在的问题。研究认为,赤泥是一种具有特殊岩土工程性质的特殊土,需土量巨大的路基工程和充填工程将成为赤泥大规模资源化利用的有效途径。     

赤泥的脱碱及钠硅肥化研究

拜耳法赤泥附碱带来的碱污染环境问题已经成为当前最大的环境治理难题。本文从三种赤泥脱碱工艺以及赤泥附碱钠硅肥化应用路线进行研究,充分利用赤泥附碱加入气相法白炭黑进行快速反应形成钠硅肥,并以赤泥为载体得到具有土壤改良和增效的硅肥产品,为实现拜耳法赤泥的无害化土壤复垦提供技术支撑。     

Ca/Si比对赤泥-固硫灰基免烧砖性能的影响研究

针对赤泥、固硫灰成分复杂、产量大等限制其难以有效利用的关键问题,提出以赤泥、固硫灰等固体废弃物为主要原料制备赤泥-固硫灰基免烧砖的技术研究。通过改变赤泥和固硫灰用量调节免烧砖的Ca/Si比,对其力学性能、耐久性能和微观结构进行分析。结果表明,随着Ca/Si比的增加,免烧砖的强度呈现先增加后减小的趋势,当Ca/Si比为1.2时,免烧砖强度最高值26.63 MPa,达到MU25标准,具有较好的力学性能;经过耐水测试和抗冻测试后强度损失较小,具有较好耐久性;免烧砖的水化产物为C-S-H凝胶、C-A-S-H凝胶和钙矾石,对强度的发展起积极的促进作用,促进了力学性能和耐久性能的提升。该研究为赤泥、固硫灰等固废的综合利用提供了新的思路。     

改性赤泥粉体抑制瓦斯爆炸的实验研究

为了研制经济且高效的抑爆剂,以拜耳法赤泥为原料,经过脱碱、改性处理后得到具有较高比表面积(255 m2/g)的超细改性赤泥粉体材料。利用自制瓦斯抑爆实验系统,研究了改性赤泥粉体的抑爆性能。研究结果表明:经过改性的赤泥粉体在瓦斯抑爆实验中表现出良好的抑爆效果。其中,质量浓度为0.15 g/L的赤泥粉体可使甲烷体积分数为9.5%的甲烷-空气预混气体的爆炸最大压力降低30%,压力峰值出现时间延迟35.1%左右。结合热分析、氮气吸附-脱附等测试结果,对改性赤泥粉体的抑爆机理进行了讨论,分析表明改性赤泥具有较高的吸热性,同时具有较高的比表面积,能够有效吸附爆炸中产生的活性自基,从而达到抑爆的目的。     

赤泥资源化回收利用研究进展

赤泥是生产氧化铝时排放的强碱性泥浆状废渣。我国赤泥堆存量已超过 6亿 t,且随着经济的发展,目 前以每年高达1亿t的速度在增长。赤泥由于其复杂多变的物化性质而难以被回收利用,其大量排放与堆积对环境造 成的危害日益严重,如何有效地将赤泥资源化回收利用已迫在眉睫。在概述国内外赤泥概况及赤泥物理化学性质的 基础上,对赤泥的资源化回收利用技术进行了综述,将赤泥的资源化回收与利用大体上归纳为有价金属的回收（包括 铁、铝、钛、钒和稀土元素等的回收,回收方法分为火法还原、湿法酸浸和物理选矿3种）、制备吸附剂（包括用于处理含 重金属废水和处理酸性废气）、制备水泥、生产砖（包括烧结砖、免烧砖、保温砖等）、生产路基材料、制备陶瓷和微晶玻 璃、制备新型功能材料等几个方面。然而,全球各地的赤泥成分各不相同,有些甚至差异巨大,这给赤泥的大宗量资源 化利用带来了难题。就目前研究来看,一个主要的趋势为：高铁赤泥用于回收铁、铝等金属,低铁赤泥用于建材。目 前,赤泥作为掺加料在低附加值的建筑材料领域中的应用相对成熟,已有工业化成果,但仍然存在含碱高、放射性等许 多问题;从赤泥中回收高附加值的有价金属的研究大多仍处于实验室研究阶段。分析了赤泥不同资源化回收利用技 术的优缺点,探讨了应用中存在的一些问题与不足,并提出了建议与展望。未来对赤泥综合利用研究工作,应该以赤 泥的减量化、高值化、无害化、全组分利用为目标,主要围绕大量消耗赤泥为主、以开发赤泥的高附加值产品为辅多途 径综合开发,提高其综合利用率。     

赤泥综合利用现状及展望

赤泥是制铝工业提炼氧化铝时排放出的一种固体废渣,由于其大量堆存给生态环境带来了巨大的压力,同时,赤泥也是一种极具价值的资源。基于此背景,综述了赤泥综合利用的研究进展。指出利用赤泥制备建筑材料虽性能较好,但存在利用率较低、成本高,碱性与放射性较高的弊端;从赤泥中提取有价金属元素工艺复杂,成本较高,大多停留在实验室阶段;赤泥在环保中的应用可将赤泥变废为宝,解决部分环境问题,但流程复杂,且对于吸附了废气和重金属的赤泥仍无法利用;而采用赤泥作为共还原工艺中的添加剂与红土镍矿进行共还原是赤泥综合利用的新途径,可回收赤泥中的铁,经还原得到的镍铁产品可直接作为不锈钢的原料;此外,还可实现低品位红土镍矿和赤泥的全资源化利用,具有十分广阔的前景。     

赤泥的弱酸浸出脱碱及综合利用研究

强碱性是制约赤泥综合利用的关键因素,酸浸是实现赤泥脱碱的有效方法。大部分研究采用强酸浸出赤泥实现重金属的回收,忽略了低浓度酸对赤泥脱碱化的影响。本文研究了低浓度的硫酸浸出赤泥过程中钠的浸出行为,同时考察了硫酸浓度、液固比、搅拌速度、浸出温度和浸出时间对赤泥脱碱化的影响。结果表明:采用pH 1的酸性溶液可以浸出赤泥中17.84%的钠。采用H+浓度为0.5 mol/L的酸性溶液可以浸出赤泥中大于60%的钠,这使得浸出液处理工艺相对简单,同时滤渣的pH值为8.5,为弱碱性,可直接用于土壤。在H+浓度为1.6 mol/L、固液比为1/4 g/mL、搅拌速度为300 r/min、浸出温度为298 K和浸出时间为10 min的最佳条件下,钠的浸出率为94.70%,滤渣中只剩下0.6% 的钠,可以用于建筑材料。并对硫酸浸出动力学进行了研究。结果表明:在较低浓度的硫酸介质中,钠的浸出过程主要受产物层扩散模型控制,浸出过程的表观活化能为16.99 kJ/mol。XRD分析结果证实方解石与硫酸反应生成硫酸钙微溶物质是形成产物层的主要原因。基于上述结果,提出了一种新型多级酸浸脱碱工艺,为赤泥的综合利用奠定了基础。      

混联二自由度机械臂的运动学研究

提出了一种混联机械臂,该机械臂是串并联混合机构,具有串联机构工作空间大和并联机构承载能力高的优点,可以实现较大活动空间内对重物的搬运仓储。对该机械臂进行了自由度分析,得到该机械臂的自由度为2,具有平面内的一个移动和一个转动自由度。基于几何解析法分析了该机构的运动学正反解,并且给出了5组正反解分析数值算例,验证了正反解分析的正确性。     

煤中镜质组反射率的测定

介绍了煤中镜质组反射率的测定原理及在测定过程中应注重的问题,从镜质组富集程度的差异性、样品处理、镜质组颗粒鉴别、测试条件和技术方法等方面探讨了其反射率测定的影响因素,并概括论述了煤中镜质组反射率在生产实践中的确定煤级、指导炼焦配煤等实际应用。     

某高速公路岩石单轴抗压强度结果的不确定度评定

依据JTG E41—2005《公路工程岩石试验规程》,结合工程项目实例,对岩石单轴抗压强度进行了试验,对试验结果采用JJF 1059—2012《测量不确定度评定与表示》进行分析与评定,了解测试中造成误差的因素,结果显示影响该项目单轴抗压强度试验的主要因素来源于样品的不均匀性和压力试验机的测量。     

磨机筒体螺栓孔漏料问题分析

对球（棒）磨机筒体衬板螺栓孔漏料、螺栓易松动及断裂原因进行了深入分析,找出了问题的根本所在,提出了处理措施,并给出了全新的结构方案。     

复杂管类零件空间尺寸加工误差分析

介绍某柴油机排气过渡管的加工工艺,分析空间尺寸较多的复杂管类零件的加工工艺及角度误差对空间尺寸的影响。通过角度在公差范围内的微量调整,解决了排气过渡管由于毛坯铸造及加工时找正存在的误差而造成气口处壁厚不均的问题。     

影响横轴式掘进机截割机构振动特性的因素分析

在横轴式掘进机截割机构横向截割的刚体动力学模型基础上,利用计算机模拟方法获得其在不同参数下的振动特性曲线,并分析了截割头质量、悬臂质量、液压系统刚度及阻尼变化对掘进机截割机构振动特性的影响,为研究横轴式掘进机的振动特性,改进机器设计创造了条件.     

矿柱流变对采空区顶板稳定性的影响

为研究岩石流变特性对采空区长期稳定的影响,基于Reissner厚板和流变力学理论构建了矿柱-顶板流变力学模型,并推导出顶板沉降位移关于流变时间的关系式;依据不同边界条件将顶板破坏过程划分为固支、固支-简支、简支和内部破坏四个阶段。研究结果表明:所建立的流变力学模型可用于对采空区稳定时间的预测,并为采空区及时处理提供参考。     

煤矿提升机齿轮箱振动分析

提升机作为煤矿中的重要设备,其故障率对于煤炭的安全高效生产有着极为重要的作用。在详细分析了煤矿提升机工作环境和工作特性的基础上,建立了提升机齿轮箱振动的数学模型,分析了速度和载荷变化情况下的提升机齿轮箱振动的特点,分析了变工况条件下齿轮箱故障信号的分布特征,为变工况条件下提升机齿轮箱的故障诊断提供了一定的理论基础。