氯氧镁水泥对焚烧飞灰固化作用及影响因素

利用氯氧镁水泥对飞灰进行固化处理,研究了氯氧镁水泥对飞灰重金属离子的固化效果及影响因素。结果表明,氯氧镁水泥对飞灰固化存在一个最佳摩尔比,在最佳摩尔比条件下Pb浸出浓度最低,固化率达94%;随着活性氧化镁含量上升(由28.9%提高到60.56%),Pb浸出浓度显著降低,固化率提高23.9%,当活性氧化镁含量进一步增加时,Pb浸出浓度降低幅度减小;按摩尔比为10∶1,水灰比为0.3配制氯氧镁水泥,在掺量为20%的条件下,固化效果优于掺量为40%的P·O42.5水泥,且满足生活垃圾填埋标准的限值,具有很好的应用前景。     

新型垃圾焚烧飞灰固化剂的研究

MC是一种自行开发的新型固化剂,是以轻烧镁粉、水泥、生石灰等材料经复配磨制而成,其对垃圾焚烧飞灰中重金属离子具有良好的固化效果。对比研究表明:新型固化剂MC对飞灰的综合固化效益显著优于水泥固化剂与水泥螯合剂复合固化剂。在掺量仅为15%时,Pb,Cd的固化率均在98.5%以上,浸出浓度分别为0.24 mg/L,0.015 mg/L,满足生活垃圾填埋场的污染控制标准。且采用新型固化剂MC对焚烧飞灰进行固化处理,所需的固化时间较短,养护龄期达3 d以上,Pb,Cd的浸出浓度保持稳定,约为0.14 mg/L,0.07 mg/L。     

不同环境条件下磷酸镁水泥对硝酸铅的固化

在不同pH值、碳化、氯离子侵蚀条件下,利用磷酸镁水泥对不同掺量的硝酸铅进行固化。研究不同条件下重金属铅的浸出率规律,并对不同掺量的硝酸铅对磷酸镁水泥水化产物种类、水化产物形貌进行了探讨。研究表明,在pH值为2时,铅的浸出率最大,随着pH值增加浸出率降低,但在pH值为12,浸出率又有所升高;在碳化条件下铅的浸出率随养护时间的延长先增加后趋于稳定;在氯离子侵蚀条件下,铅的浸出率随侵蚀时间的延长变化不明显。     

生态水泥中SiO2掺量对焚烧飞灰中重金属固溶特性的影响

按不同SiO2掺量(质量分数)进行垃圾焚烧飞灰的水泥固化试验,研究了SiO2掺量对熟料试样的重金属分布、浸出毒性的影响。结果表明,SiO2掺量低于16%时,提高掺量有利于增加熟料中Cr、Ni、Cu、As固溶率;但SiO2掺量超过16%后,重金属固溶率与其成反比。Cd、Pb、Zn的挥发率随SiO2掺量增加而减少,掺加SiO2能明显抑制Zn的挥发,但基本不影响Hg的挥发。SiO2掺量增加后熟料结构进一步致密化,重金属浸出量减少。     

不同配比改性硫氧镁水泥胶凝试样的强度影响

改性硫氧镁水泥混凝土作为一种新型耐腐蚀材料,其具有很高的推广应用价值,对不同配比、不同外加剂含量下的改性硫氧镁水泥胶凝试样进行强度测试,结果表明:采用50%活性含量的轻烧氧化镁,柠檬酸对配比6-20和9-20的改性硫氧镁水泥试样流动度改性效果明显;配比6-20改性硫氧镁水泥试样28 d抗折、抗压强度都随着外加剂掺量增加而增加;小于2%的柠檬酸掺量对配比9-20改性硫氧镁水泥试样抗压强度改性作用巨大;掺4%的柠檬酸时,9-20配比的改性硫氧镁水泥试样具有最高的28 d抗折强度和较高的折压比;根据28 d强度分析,针对9-20配比,活性含量50%、60%的轻烧氧化镁,最佳柠檬酸掺量分别为3%～4%与1.2%。     

解毒飞灰对水泥稳定碎石抗压强度的影响机制研究

为了探究解毒飞灰对水泥稳定碎石抗压强度形成与发展的影响机制，研究了水泥-解毒飞灰浆体中Ca(OH)₂与Friedel盐变化、水化产物微观形态以及水化产物元素的变化规律，揭示了水泥-解毒飞灰水化产物变化与水泥稳定碎石试件的抗压强度演变间的关系，基于解毒飞灰的合理掺配区间，提出不同氯盐含量下解毒飞灰在水泥稳定碎石中的掺量限制范围。结果表明，水泥稳定碎石抗压强度随解毒飞灰掺量的增加先升高后降低，后期强度呈现回升趋势；解毒飞灰中可溶氯盐的含量是影响水泥水化产物生成量与强度发展的关键因素，低解毒飞灰掺量引入了合理含量的可溶氯盐，水化产物中Ca(OH)₂含量增加，且生成新的水化产物Friedel盐，促使浆体结构更加密实和优化，抗压强度得以增长；随解毒飞灰掺量的增加，Ca(OH)₂生成量先增后降，而Friedel盐持续增长；当解毒飞灰掺量超过一定掺量后，体系中出现游离的氯盐，在水泥熟料颗粒表面形成包裹层阻碍其进一步水化，从而抑制抗压强度的发展。为保证水泥稳定碎石早期与后期强度稳定发展，建议该解毒飞灰掺量控制在4%以内，各地区解毒飞灰掺...     

粉煤灰对氯氧镁水泥早期性能的影响

为了研究粉煤灰对氯氧镁水泥的改性作用以及拓展氯氧镁水泥在青海等地的应用,将粉煤灰掺入氯氧镁水泥中,分析了粉煤灰对氯氧镁水泥的凝结时间、强度、耐水性和耐硫酸盐的影响.结果表明:掺入粉煤灰会延长氯氧铁水泥的凝结时间,粉煤灰的掺量与初终凝时间呈线性相关;掺入20％粉煤灰能提高氯氧镁水泥的28天强度和耐水性;硫酸盐环境能够改善氯氧镁水泥的耐水性,虽然大掺量(40％)的氯氧铁水泥浸泡硫酸盐后强度降低幅度较大,但浸硫酸盐后氯氧镁水泥的剩余抗压强度依然是对照组普通硅酸盐水泥强度的1.5倍,适宜将其应用于干旱、少雨、硫酸盐侵蚀比较严重的西藏、青海等西部环境中.     

铅离子对复合磷酸盐磷酸镁水泥水化硬化特性的影响

研究了铅离子对复合磷酸盐磷酸镁水泥水化硬化特性的影响及其在复合磷酸盐磷酸镁水泥中的稳定性。实验结果表明,复合磷酸盐磷酸镁水泥抗压强度随着铅离子掺量的增加而降低,其中硝酸铅掺量达到10%时,复合磷酸盐磷酸镁水泥的各个龄期的抗压强度发生明显下降。铅离子对复合磷酸盐磷酸镁水泥凝结时间没有明显影响。在复合磷酸盐磷酸镁水泥水化过程中,铅离子对水泥体系的pH值影响不大,但能够造成水泥水化放热峰出现的时间延迟,水化放热的总量减少并影响主要水化产物的结晶程度。在复合磷酸盐磷酸镁水泥水化反应后期,当硝酸铅掺量达到10%以上时,在水化产物中出现了较为明显的Pb2P2O7的衍射峰。复合磷酸盐磷酸镁水泥固化铅离子的浸出毒性试验结果(43μg/L)远低于国家标准要求(5mg/L)。     

危险废物焚烧飞灰等离子体熔融试验

在额定处理投料量80 kg/h的等离子体熔融炉实验平台上对危险废物焚烧飞灰进行熔融玻璃化试验，研究飞灰熔融前后、 2次飞灰的微观形貌、玻璃体渣中重金属的固化特性和浸出特性。结果表明：经等离子体熔融后得到的玻璃体渣质地结实，光泽鲜亮，呈典型的玻璃质结构，主要成分为Si—Al—Ca化合物。玻璃体含量为98.2%,酸溶蚀率为0.2%,热酌减率为0.5%,重金属酸浸出和水浸出远低于国标规定的毒性浸出含量。所采用的等离子体熔融工艺对焚烧飞灰中重金属有很好的固化效果，2次飞灰产率为8.15%,主要成分为KCl和NaCl;冲渣水水质成分和重金属含量满足污水综合排放标准1级。证明等离子体熔融是1种危险废物焚烧飞灰处置的有效方法。     

石灰石粉对氯氧镁水泥性能的影响

为合理利用生产石灰石集料的副产品——石灰石粉,发展绿色建筑材料,研究了不同掺量石灰石粉对氯氧镁水泥初凝时间、终凝时间、强度、耐水性及耐硫酸盐腐蚀性能的影响,并观察了掺入石灰石粉后氯氧镁水泥微观形态的变化。试验结果表明:随着石灰石粉掺量的增加,镁水泥的初、终凝时间延长,强度逐渐降低,耐水性也逐渐降低,但硫酸盐侵蚀性能较好。在微观形态上表现为:石灰石粉的加入使胶凝相更为分散,生长出大量细长的晶体;清水浸泡时生成了大量大孔隙,硫酸盐腐蚀时生成片状晶体;但掺量即使达到40%,镁水泥的强度一样可以接近普通硅酸盐水泥的2倍。将石灰石粉大量取代轻烧粉加入氯氧镁水泥中作为建筑材料使用,是大量利用石灰石粉可供选择的良好途径。     

LiF对水泥基材料性能的影响

在20℃长期养护条件下,当碱含量为2.5%时,掺加Li/Na摩尔比0.6的LiF能长期有效抑制碱集料反应嘭胀.研究发现:集料活性越高,LiF对膨胀抑制效果越好.对于沸石化珍珠岩砂浆,在有效抑制碱集料反应膨胀的前提下,随着Li/Na摩尔比进一步的增加,LiF对碱集料反应膨胀的抑制效果并没有得到相应的提高.此外,掺加LiF一定程度上降低了砂浆的抗压强度和抗折强度,掺量越大,强度降低越多.在相同碱含量条件下,掺加LiF能缩短水泥的凝结时间,且Li/Na摩尔比越大,凝结时间越短.     

矿物混合材在放射性废物水泥固化中的作用

水泥固化是核电站放射性废物处理的常用技术,在放射性废物的水泥固化过程中,矿物混合材在固化操作性、固化体机械性能及核素浸出性等方面表现出优异性能。综述了活性和非活性矿物混合材的特性,及其在放射性废物水泥固化中的应用和对固化体性能的影响。活性矿物混合材的形态效应、火山灰效应和微集料效应以及非活性矿物混合材的填充作用可改善水泥固化体性能,降低水泥水化热升温,提高固化体抗压强度、抗裂性和耐久性,降低核素浸出率。混合材种类和掺加比例极大地影响着固化效果,通过配方实验保证混合材的适当掺量,可以保证水泥固化体性能的提升,保证固化体在处置期间的长期稳定性。     

复合改性氯氧镁水泥泡沫混凝土耐水性能与机理的研究

在磷酸、硬脂酸钙分别改性研究的基础上,采用磷酸、硬脂酸钙、苯丙乳液改性剂对氯氧镁水泥泡沫混凝土进行复合改性。结果表明,同时掺入1%磷酸和1%硬脂酸钙,氯氧镁水泥泡沫混凝土的综合改性效果好于单掺硬脂酸钙或磷酸改性。复掺1%的苯丙乳液,氯氧镁水泥泡沫混凝土的耐水性能及抗压强度进一步提升,软化系数达到0.83,3,7 d和泡水7 d后的抗压强度分别达到1.40,1.48和1.23 MPa,接近和好于空白样,综合复合改性效果优良。     

沸石及膨润土对水泥-铬渣体系中Cr(Ⅵ)浸出的影响

本文研究了沸石及膨润土对水泥-铬渣体系中Cr(Ⅵ)浸出的影响。结果表明:沸石和膨润土对Cr(Ⅵ)的浸出有较好的效果,在pH=3,掺量为30%的条件下,28d龄期掺入沸石和膨润土的硬化体中Cr(Ⅵ)浸出浓度分别下降了82%及63%,沸石的效果优于膨润土。雨淋的自然养护条件会导致体系中Cr(Ⅵ)的浸出浓度减少近一倍。同时,硬化体抗压强度随着掺量的增加而下降,膨润土对强度的不利影响大于沸石。     

水泥基材料对铬污染土壤的固化/稳定化研究

通过毒性浸出和无侧限抗压强度实验研究单掺硅酸盐水泥熟料、FeCl2以及复掺硅酸盐水泥熟料与FeCl2对铬污染土壤的固化/稳定化效果及作用机制。结果表明,熟料水化产物包裹和连接土壤颗粒,填充孔隙和离子渗出通道,而FeCl2在碱性条件下仍具有良好的还原性,两者共同作用,使土壤获得较高的强度,同时降低Cr(Ⅵ)的浸出浓度。硅酸盐水泥熟料复合FeCl2是一种良好的铬污染土壤专用固化/稳定化材料。     

二硫代氨基甲酸盐类螯合剂对飞灰中六种重金属的稳定化研究

该研究合成一种含双二硫代氨基甲酸盐结构的螯合剂（TETA-DTC）,用于稳定垃圾电厂飞灰中的6种重金属（Cd、Pb、Cu、Ni、Zn、Cr）,通过比较TETA-DTC螯合剂与商用重金属稳定剂H的稳定化效果,探究TETA-DTC螯合剂对飞灰中重金属的稳定机理。结果表明,当TETA-DTC螯合剂添加量为4%时,可以使飞灰中6种重金属的浸出浓度低于GB 16889—2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》的限值,其中对Cd、Pb的稳定化率都超过98%,而稳定剂H在4%添加量时,不能使Cd、Pb浸出浓度达标,稳定化率低于90%,对于Zn、Ni,TEAT-DTC的效果也好于H,而对于Cu、Cr,二者的稳定效果相差不大;扫描电镜图显示,药剂稳定化处理后飞灰颗粒间空隙更小,颗粒与颗粒结合得更紧密,说明螯合剂对飞灰中金属有很好的稳定作用;红外光谱图显示,TETA-DTC中的N和S参与了螯合反应。     

温度对含模拟α-高放核废液的磷酸镁水泥固化体性能的影响

利用磷酸镁水泥(Magnesium potassium phosphate cement,MPC)对模拟α-高放核废液(HLW)进行固化,研究温度对固化体力学性能、物相组成、微观形貌及核素Cs~+浸出率的影响。BET、XRD、SEM及AAS等测试结果表明,室温下MgO、KH2PO4与高放核废液反应形成致密结构;随着温度的升高,固化体脱水,400℃时孔道结构增多,平均孔径增大,抗压强度降低,Cs~+浸出率增加;温度继续升高,磷酸镁水泥烧结陶瓷化,平均孔径逐渐减小,抗压强度增大;900℃时固化体表现出良好的陶瓷结构特征,晶粒完全熔融,晶粒间没有明显界线,Cs~+的28d浸出率为7.21×10~(-6) g/(cm~2·d)。不同温度下高放核废液的磷酸镁水泥固化体核素Cs~+的浸出率均能达到玻璃固化体的性能要求,表明磷酸镁水泥用于固化高放核废液具有明显优势。     

磷酸/聚合物复合改善氯氧镁水泥耐水性能与机理的研究

在磷酸、聚合物单一改性的基础上,采用磷酸与苯丙乳液、硅丙乳液分别对氯氧镁水泥进行复合耐水性能改性实验。结果表明,磷酸能够提高氯氧镁水泥体系的耐水性能,但对水泥有明显的缓凝作用;苯丙、硅丙等高分子聚合物乳液对氯氧镁水泥的耐水性能没有明显的改性效果;磷酸能够促进聚合物膜在水化产物表面的粘附与覆盖,形成复合耐水保护层,适量的苯丙或硅丙乳液与磷酸复合,对氯氧镁水泥耐水性改性效果远好于单掺磷酸或聚合物,且克服了磷酸缓凝和早期强度大幅下降的缺陷。     

铜渣基铁系磷酸盐化学键合材料的制备及其固化Pb2+的研究

利用富含铁氧化物的铜渣和磷酸二氢钾反应制备铁系磷酸盐化学键合材料,并将其作为基体材料固化重金属离子Pb~(2+)。研究了原料配比、缓凝剂及硝酸铅掺量对胶凝材料初凝时间和抗压强度的影响。结果表明,当m(P)/m(CS)为1/4及硼砂掺量为2%时,材料性能最好,自然养护28d和常压蒸汽养护24h抗压强度分别可达44.78 MPa和30.48 MPa。随着重金属铅掺量的增加,固化体抗压强度逐渐降低,铝掺量为4.5%时,自然养护28d和蒸汽养护24h固化块抗压强度均大于10 MPa。对固化体的重金属毒性浸出试验表明:铁系磷酸盐化学键合材料对重金属离子Pb~(2+)具有很好的固化效果,固化体毒性浸出质量浓度远低于国家浸出毒性鉴别标准限值(5mg/L)。通过XRD、SEM和FTIR对重金属固化体进行表征分析,发现固化体中形成了PbHPO_4和Pb_3(PO_4)_2等重金属磷酸盐产物,并被铁系磷酸盐胶凝相物质紧密包裹,从而通过化学键合和物理包裹等双重作用实现重金属Pb的稳定固化。     

Cr~(3+)、Pb~(2+)在不同水泥水化体系中的固化

研究了重金属离子Cr~(3+)和Pb~(2+)对硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥及混掺水泥(普通硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥进行混掺)三种水泥的浆体凝结时间和力学性能的影响,并借助X射线衍射技术(XRD)和电感耦合等离子体发射光谱(ICP)等研究了水泥水化产物特征、重金属元素在水泥浆体中的固化方式与溶出特性。结果表明:Cr~(3+)对三种水泥均产生促凝作用,而Pb~(2+)对普通硅酸盐水泥和混掺水泥产生缓凝作用,对硫铝酸盐水泥产生促凝作用。Cr~(3+)和Pb~(2+)的掺加引起AFt和Ca(OH)_2形成量的变化,影响程度与水泥品种有关,掺加Cr~(3+)的28d浆体中有新相Ca_2Cr(OH)_7·3H_2O生成。所研究的三种水泥中,硅酸盐水泥对Cr~(3+)的固化效果最好,当Cr~(3+)掺量为1%时,其Cr~(3+)浸出浓度仅为0.177mg/L;而硫铝酸盐水泥对Pb~(2+)的固化效果最好,当Pb~(2+)掺量为1%时,其Pb~(2+)浸出浓度仅为0.0064mg/L。