白云石煅烧离解过程的工艺特性研究

对不同温度下煅烧成的苛性白云石进行了X射线粉晶分析,结合热分析结果,得出在750～800℃温度下煅烧成的苛性白云石镁质胶凝材料,其中的Mgo水化活性较大.在煅烧白云石的过程中,是结晶--化学反应为限制步骤,因此,要尽可能创设条件,加速化学反应的进行,并要尽可能控制好煅烧时间,以便抑制氧化镁的完全结晶.另外,分析计算了在...     

碱热激发石英胶凝材料的抗压强度及胶凝机理

加碱煅烧后,石英粉在石灰激发下具有一定的水硬胶凝性。以水泥净浆抗压强度为依据初步优化了制备工艺,结果表明,当烧碱添加量为7.5%,煅烧温度为900℃时,掺入40%石灰得到的水泥净浆28 d抗压强度达到17.6 MPa。综合X射线衍射、热分析、红外分析、扫描电镜与能谱分析表明:石英在煅烧时生成了非晶态的硅酸钠,后者与石灰反应生成非晶态的水化硅酸钙(钠)胶凝。这种胶凝材料具有煅烧温度低、废气和直接碳排放少等优点,可为开发新的胶凝材料和处理高硅固体废物提供新思路。     

高活性高安定性钢渣制备的研究

转炉钢渣的化学组成跟水泥相似,但是由于钢渣的胶凝活性低,安定性差,使其不能像水泥一样充分利用到建筑材料中去,因此本文将生石灰、粉煤灰、矿渣作为调质组分加入到钢渣中对其进行重构,得到重构钢渣。研究表明:试验中的重构钢渣的胶凝活性都比原钢渣高,并且随着煅烧温度的升高,重构钢渣中生成的胶凝活性矿物逐渐增多,重构温度为1400℃时得到的钢渣的胶凝活性较高;水淬可以使重构钢渣中分解出来的f-CaO、f-MgO迅速包裹到玻璃体中,提高钢渣的安定性;其中在煅烧温度为1400℃,冷却制度为水淬,生石灰掺量为10%,粉煤灰含量为8%,唐钢钢渣为82%时重构钢渣的胶凝活性最好。     

利用亚硫酸钙型脱硫石膏制备胶凝材料的研究

以亚硫酸钙型脱硫石膏(CSDG)为原料,通过煅烧和添加改性剂(粉煤灰、明矾和无水Na2SO4)制备石膏基胶凝材料。研究了CSDG煅烧氧化过程,利用正交实验研究了改性剂加入方式、改性剂掺量、煅烧温度对胶凝材料强度的影响,并通过DTA-TG、SEM和XRD分析了影响胶凝材料强度的机理。结果表明,Ca SO3在空气中488℃可被氧化为Ca SO4;CSDG与改性剂混合后煅烧制备的胶凝材料,比CSDG单独煅烧再掺入改性剂的胶凝材料各龄期强度明显提高;粉煤灰掺入量是影响强度的关键因素;CSDG与改性剂混合煅烧制备胶凝材料的适宜工艺参数为煅烧温度700℃,粉煤灰掺入量30%,明矾3%,无水Na2SO4 1%。CSDG与改性剂混合煅烧,Ca(OH)2和硫酸盐在高温下活化了掺入的粉煤灰,因而使胶凝材料的强度明显提高。     

脱硫石膏胶凝性的研究

本研究为脱硫石膏建材资源化提供了理论基础.本文通过研究不同煅烧温度对处理后脱硫石膏的性能影响,确定脱硫石膏具有最好胶凝性的处理工艺;并且采用激发剂对煅烧处理后的脱硫石膏进行活性激发,来提高其胶凝性.采用XRD分析不同煅烧温度处理后脱硫石膏的物相变化.当煅烧温度为150℃~300℃,脱硫石膏具有最好的胶凝性能.在经过较高温度煅烧的脱硫石膏中掺入水泥熟料与CaO可明显提高脱硫石膏的胶凝性能.     

碱激发粉煤灰生成胶凝材料的研究

碱激发粉煤灰产生胶凝材料的过程中起胶凝作用的是硅铝酸凝胶,它是碱与粉煤灰中的硅、铝质反应时产生的。凝胶首先在小颗粒表面形成,并随着反应的进行其数量逐步增加,最后相互胶联、聚合,形成密实的胶凝材料。粉煤灰胶凝材料的质量,不仅与粉煤灰组成有关,还受到碱的种类、碱量、粉煤灰粒度和反应条件等因素的影响。     

用活化煤矸石制备新型胶凝材料

采用脱硫石膏和分析纯CaO作为活性激发剂,通过3种方式活化北京房山煤矸石,并检测、分析用不同方式活化的煤矸石制成的胶凝材料的强度,进而研究了活性激发剂和混磨方式对试验材料热蚀变活化的影响。运用X射线衍射分析表征了煤矸石活化前后的微观特性;运用胶砂试块强度分析和扫描电镜（SEM）分析表征了煤矸石质胶凝材料的胶凝活性。结果表明：该煤矸石的主要活性来源是粘土类矿物,700 ℃煅烧时煤矸石中的高岭石和绿泥石脱水、分解,生成无定形SiO₂和Al₂O₃,与CaO发生固相反应,湿混工艺下固相反应完全,生成C₁₂A₇和C₂S两种水硬性活性物质,活化物料具有较高的胶凝活性。     

镁质胶凝材料制备与分类、水化机理及耐久性能

镁质胶凝材料是基于活性MgO的一种新型胶凝材料,具有快凝、早强、耐火等特性,在修补、抢修等工程中具有显著优势。本文按照MgO煅烧温度及调和液种类,将镁质胶凝材料分为氯氧镁水泥、硫氧镁水泥和磷酸镁水泥,详细讨论并总结了它们的水化机理及耐久性能。氯氧镁水泥的水化实质是MgO、MgCl₂和H₂O三元体系水化;硫氧镁水泥水化过程由于游离MgSO₄的存在导致硬化体系的强度较低;磷酸镁水泥由于MgO溶解放热及与磷酸盐之间剧烈反应放热的重叠导致水泥水化过快及放热过于集中。碳化会收缩镁质胶凝材料硬化基体中的毛细孔、优化内部孔结构,提高其强度及耐久性。镁质胶凝材料耐水性都较差,氯氧镁水泥耐水性差的原因目前并没有统一的认识;硫氧镁水泥耐水性差是因为未反应的MgO与水反应生成Mg(OH)₂,引起体积膨胀、硬化基体开裂;磷酸镁水泥耐水性差是因为磷酸盐会导致水化产物及未反应的MgO溶解。     

流态胶凝材料胶结铁尾矿的充填性能研究

为实现用原状固废(钛石膏)的流态胶凝材料替代粉末胶凝材料进行铁尾矿胶结充填,简化胶凝材料制作流程,降低充填成本,采用流动度试验、强度试验和吸水率试验研究了两种胶凝材料胶结铁尾矿试样的宏观物理性能,并利用XRD和SEM对其胶结铁尾矿的固化机理进行了分析。研究结果表明:在尾矿固含量为70%、胶尾比为1∶10时,粉末胶凝材料胶结试样的3 d抗压强度(0.87 MPa)比流态胶凝材料约高出0.3 MPa,但两种胶凝材料胶结试样的7 d抗压强度差别在减小,28 d抗压强度并无明显差别。加入流态胶凝材料的充填尾矿流动度较加入粉末胶凝材料的充填尾矿提高了7.4%,既有利于泵送充填又不影响试样28 d的尾矿胶结体力学性能。XRD和SEM分析表明,流态胶凝材料的水化反应更有利于胶结体中钙矾石的生长。     

加碱低温煅烧玻屑凝灰岩制备无熟料水泥

加碱低温煅烧玻屑凝灰岩制备无熟料水泥,初步优化了制备工艺并通过SEM和XRD分析探讨了胶凝机理。通过在该凝灰岩中掺加烧碱或纯碱低温煅烧,然后掺入占煅烧料15%的Ca(OH)2和30%的Ca SO4·2H2O,制得具有适当强度且抗水性良好的无熟料水泥。石膏的加入能有效提高水泥强度,加碱可降低煅烧温度,从无碱煅烧时的700℃降低至加碱煅烧时的300℃并提高胶凝活性,烧碱比纯碱更为有效。随着Na OH增加至凝灰岩的8%,水泥抗压强度增加至基本稳定。SEM与XRD分析均表明,水泥水化时并未生成结晶水化物。     

非金属矿制备高强石油压裂支撑剂试验研究

以铝矾土、高岭土、凝灰岩、膨润土等非金属矿为主要原料,制备高强度的石油压裂支撑剂。运用单因素法研究了主要原料铝硅比、烧结温度以及烧结时间对支撑剂性能的影响。结果表明,原料中总铝硅比为1.9∶1时,1275℃下焙烧105 min,样品具有较好的抗压裂性能。采用多晶X-射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等技术对其物相组成和结构进行表征,结果表明,高温下形成的刚玉、莫来石和蓝晶石相是样品具有较高强度的主要原因。     

铁尾矿与碱渣基核壳高强陶粒的制备与性能研究

碱渣和细铁尾矿属污染性大宗固体废弃物，为了确定以它们为主要原料制备高强环保陶粒的可能性，进行了核壳结构烧结陶粒的制备工艺条件研究，并对主要工艺条件下烧结陶粒的矿物成分进行了分析。结果表明：①铁尾矿和碱渣用量增大，煅烧温度升高，煅烧时间延长，核壳结构烧结陶粒的吸水率、膨胀率均升高，筒压强度和堆积密度总体均降低，只是在较低煅烧温度、较短煅烧时间情况下核壳结构烧结陶粒的筒压强度均较低。②铁尾矿用量为70%，碱渣用量为6%，煅烧温度为1 140 ℃，煅烧时间为90 min情况下，核壳结构烧结陶粒的吸水率为1.25%、膨胀率为1.24%、堆积密度为870.3 kg/m3、筒压强度为10.67 MPa，符合国家标准中高强陶粒的要求（吸水率＜10%、堆积密度等级＜900 kg/m³、筒压强度等级＞6.50 MPa）。③该陶粒碎磨产品（0.075~0 mm）氯离子渗出率为0.000 1%，远低于标准中I类砂≤0.01%的要求。④核壳结构烧结陶粒核芯配合料中的碱渣是促进蓝晶石形成的重要原料，蓝晶石是影响该陶粒强度的关键性矿物，升高煅烧温度和延长煅烧时间均能促进陶粒中含氯化合物的形成，防止掺加碱渣的陶粒中氯离子的渗出。     

氢氧化镁制备活性MgO及MOC的工艺研究

柴达木地区盐湖镁资源储量丰富,伴随锂和钾资源的开发利用会副产大量的富镁副产物。为提高盐湖镁资源利用率,本文以MgCl₂与电石渣制备的Mg(OH)₂为原料,研究煅烧工艺对煅烧产物粒径、比表面积、活性MgO含量、凝结时间的影响,并以煅烧产物为原料制备MOC试件,研究煅烧温度和原料配比对MOC试件的影响。研究结果表明:随煅烧温度的升高和保温时间的延长,煅烧产物的比表面积逐渐降低,粒径呈先降低后增加的趋势;随煅烧温度升高和保温时间的延长,煅烧产物中活性MgO含量逐渐增加,煅烧产物的凝结时间逐渐延长。当原料的煅烧温度为600℃,活性MgO与MgCl₂摩尔比为6,MgCl₂溶液波美度为27时MOC试件抗压强度较高,且抗压强度随龄期延长而逐渐增加。      

贵州某铝土矿石灰拜耳法溶出试验研究

贵州某高硅中低品位铝土矿石Al₂O₃品位为57.62%、SiO₂含量为9.54%，铝硅比为6.04。为实现氧化铝高效溶出，进行了铝土矿石灰拜耳法溶出氧化铝工艺试验。结果表明：在溶出温度为265 ℃，溶出时间为65 min，磨矿粒度为-0.074 mm含量90%，石灰添加量为1.4，矿浆液固比为4，搅拌转速为500 r/min条件下，可以获得氧化铝溶出率83%以上，赤泥平均铝硅比为1.33的溶出指标。试验结果可为该类铝硅比较低的铝土矿资源的合理开发利用提供借鉴。     

钛白副产物硫酸亚铁净化液制备高品质氧化铁红试验

为了寻找软磁铁氧体用氧化铁红的新途径,实现钛白副产物硫酸亚铁的综合利用,以钛白副产物硫酸亚铁的净化液为原料,首先采用氨水调节体系pH值液相氧化合成前驱体,然后经煅烧制备氧化铁红（α -Fe2O3）。通过XRD、SEM、ICP、高频红外碳硫分析仪、比表面积仪进行表征,研究了体系pH值、初始Fe2+浓度、煅烧温度、煅烧时间对产物的晶体结构、晶体形貌、杂质含量及比表面积的影响。结果表明,在初始 Fe2+浓度为70 g/L的条件下,通过精确控制氨水的加料速度,确保体系pH值稳定地维持在5.0以内,获得了纯度高、杂质含量低、比表面积大的前驱体,然后在760 ℃下煅烧2 h,最终获得Fe2O3纯度为99.68%、SiO2含 量0.005 4%、S含量0.032%、比表面积3.576 m2/g的高品质氧化铁红产品,可作为生产高性能软磁铁氧体的理想原材料。     

煅烧制度对高岭土活性及地聚物性能的影响

采用比表面积测试、活性铝含量测定、TG/DSC、XRD和分析测试手段表征煅烧制度对高岭土理化性质和微观结构的影响,揭示煅烧活化高岭土的相关活化机理。采用煅烧后的高岭土为原料制备地聚物样品,以抗压强度评价煅烧制度对地聚物性能的影响。结果表明：高岭土在600~900℃煅烧2 h后,大量羟基被脱除,晶体结构崩塌,煅烧产物为非晶态偏高岭土;在800℃煅烧4 h后,高岭土比表面积和活性硅、铝溶出率均达到最大值,具有较高的反应活性,由其制备的地聚物试样3 d抗压强度达到最大30.22 MPa,高岭土的煅烧制度对地聚物性能具有较大影响;地聚物抗压强度与高岭土中活性铝含量呈正相关。     

高温低钠氧化铝的研制

高温低钠氧化铝在非冶金行业应用非常广泛,其产品中Na2O含量直接影响高温氧化铝产品的应用,因此Na2O含量成为表征高温氧化铝质量品级的重要技术指标.通过对工业氢氧化铝煅烧试验,探讨了煅烧温度、时间、添加剂种类和煅烧产物后处理等对煅烧产品中氧化钠含量的影响,确定了高温低钠氧化铝的生产方法.     

菱镁矿浮选精矿流态化煅烧制备高活性MgO试验研究

轻烧MgO是重要的化工原料,随着资源高效利用要求的提高,粉状菱镁矿煅烧制备MgO工艺逐渐受到重视。高效传热传质流化床是粉体煅烧最为理想的反应器之一。以辽宁菱镁矿浮选精矿为研究对象,开展流态化煅烧基础试验研究,通过XRD物相分析、柠檬酸法活性测试及SEM分析,讨论了2种粒级样（120~200目和200~300目）在不同煅烧温度、煅烧时间下的物相变化、微观形貌及产品MgO活性。结果表明：①对于120~200目样,随着煅烧温度的升高和煅烧时间的延长,MgO含量增加,MgO的衍射峰逐渐变窄变强;200~300目样的物相转变规律与120~200目基本一致,粒度对分解过程影响较小。②120~200目和200~300目样适宜的煅烧条件分别为800 ℃下煅烧10 min和850 ℃下煅烧5 min,此时煅烧产物MgO活性最高,柠檬酸显色时间分别为38 s、21.5 s。2种粒级的适宜煅烧工艺差别较大,工业中需控制不同粒级物料的煅烧停留时间,避免过烧和欠烧。③粒度对分解过程影响较小,但对晶粒生长影响较大,进而影响MgO活性。相比120~200目试样,200~300目粒度细,传热传质效率更高,同时表面吸附CO2能力强、晶格缺陷少、晶粒生长速度相对快,因此活性转折点发生相对早。     

二次铝灰钙化煅烧提取氧化铝的试验研究

铝灰是铝工业冶炼生产过程中产生的主要污染物之一,二次铝灰与碳酸钙配料后煅烧可以形成以铝酸钙为主要成分的煅烧渣,利用铝酸钙溶出氧化铝是处理二次铝灰的一个有效方法。本试验以二次铝灰与碳酸钙为原料,对二次铝灰钙化煅烧过程中铝灰的钙化与铝酸钙浸出氧化铝的过程进行了研究。试验结果表明,铝灰钙化的最佳煅烧条件为碳酸钙与铝灰质量比1 GA6FA 1、煅烧温度1 000℃、煅烧时间90 min,在此条件下,碳酸钙完全分解且锻后产物活性度较高,可获得主要成分是Ca₁₂Al₁₄O₃₂F₂的煅后料;煅后料在NaOH浓度160 g/L、Na₂CO₃浓度66.67 g/L、溶出温度85℃、溶出时间45 min的条件下,氧化铝浸出率最大,浸出率为79.22%。研究经济而有效的铝灰处理方法,不仅可以实现铝资源的高效循环利用,而且对于社会的可持续发展也产生深远的影响。      

吉林白山煤系硬质高岭土加工工艺实验

吉林白山煤系硬质高岭土性质研究结果表明,该区煤系硬质高岭土Al2O3 和SiO2 的含量、SiO2 与Al2O3 摩尔比均接近于高岭土的理论值;高岭土中高岭石含量较高,且结晶度较好。对影响煤系硬质高岭土煅烧产品白度的粒度、煅烧温度、煅烧时间和增白剂等因素的实验结果表明,通过对各种实验参数的科学控制,可以利用吉林白山煤系硬质高岭土制取优质的煅烧高岭土产品。