利用铅锌冶炼废渣制备碱激发胶凝材料的实验研究

以铅锌冶炼废渣为主要硅铝原料,以水玻璃为碱性激发剂制备碱激发胶凝材料。实验结果表明:当水玻璃模数为1.5,掺量为6%,水灰比为0.35时,所制得碱激发胶凝材料3 d、7 d和28 d龄期抗压强度均最高,分别达到23.82 MPa,25.34 MPa、33.93 MPa。SEM分析表明:铅锌冶炼废渣碱激发胶凝材料中,凝胶类产物将未反应原料颗粒紧紧黏结在一起,微观结构致密,有助于强度的提高。     

铅锌冶炼渣基胶凝材料固化电镀污泥研究

电镀污泥是含有各类重金属的危险废物。本文利用铅锌冶炼渣制备胶凝材料,评估该胶凝材料对固化电镀污泥效果,并阐明了有机聚合物对固化过程的影响机制。结果表明,在碱含量为3.5%(质量分数)、水玻璃模数1.4、液固比0.22条件下,铅锌冶炼渣基胶凝材料可安全固化2.5%(质量分数)的电镀污泥;与未加有机聚合物相比,加入有机聚合物后复合胶凝材料对电镀污泥的固化量提高一倍,同时抗压强度提高27.45%,此时总Cr浸出浓度从20.05 mg/L降低至13.65 mg/L,低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB 5085.3—2007)规定的限值。固化体的矿物组成、微观形貌、化学键和原子价态分析表明,在铅锌冶炼渣中Fe(II)和有机聚合物共同作用下,能有效降低Cr毒性,提高重金属离子固定率。本研究为安全处置电镀污泥及综合利用铅锌冶炼渣提供了新思路。     

碱激发镁渣胶凝材料的研究

通过改变碱掺量,碱激发剂种类,水玻璃的模数,研究了碱激发剂对镁渣复合胶凝材料性能的影响。表明加入一定的激发剂能显著提高了镁渣的活性,也提高了镁渣胶凝材料的性能;凝结时间随着碱掺量增加而变短,水玻璃的激发效果要优于KOH,NaOH;模数为1.2水玻璃在掺量为10%的激发作用最好,胶凝材料力学性能也最强。     

碱激发冶炼铅渣-偏高岭土复合胶凝材料的制备及水化机理

为探究水玻璃碱激发条件下冶炼铅渣和偏高岭土基复合胶凝材料的力学性能,采用单因素试验与正交试验,研究冶炼铅渣球磨时间、碱当量、碱激发剂模数和偏高岭土与冶炼铅渣的质量比对复合胶凝材料力学性能的影响。利用XRD、SEM和FTIR对复合胶凝材料的水化机理进行综合分析。结果表明:以上因素对复合胶凝材料28 d抗压强度的影响顺序依次为碱激发剂模数、冶炼铅渣球磨时间、碱当量、偏高岭土与冶炼铅渣的质量比;当冶炼铅渣球磨时间为4 h,碱当量为6%(质量分数),碱激发剂模数为1.4,偏高岭土与冶炼铅渣的质量比为3∶7时,复合胶凝材料28 d抗压强度达56.18 MPa;偏高岭土能够促进冶炼铅渣水化,产生更多凝胶和网状结构的硅铝酸盐类晶体填充基体孔隙,对胶凝体系后期强度发展起到促进作用。     

硅钙渣制备碱激发胶凝材料的实验研究

采用正交实验法对硅钙渣制备碱激发胶凝材料的配比进行了研究,探讨了水玻璃模数及其掺量、硅钙渣用量对碱激发胶凝材料强度的影响.正交实验结果表明,水玻璃掺量是影响强度的主要因素,硅钙渣用量和水玻璃模数是影响强度的次要因素;硅钙渣制备碱激发胶凝材料优化配合比为:硅钙渣70％、矿渣微粉30％、水玻璃掺量5％、水玻璃模数2.40;微观形貌分析表明,随着水玻璃模数的逐渐提高,反应产物C-(A)-S-H凝胶的数量逐渐增多,试样密实程度逐渐增高;当模数超过2.40后,随模数的增高,水玻璃溶液的粘度增大,试样制备过程中引入的气泡难以排出,从而导致试样密实程度降低.     

铅锌尾矿和冶炼渣双掺制备复合水泥的试验研究*

广西河池市铅锌尾矿和冶炼渣大量堆存,缺少有效处理途径的,通过对铅锌尾矿和冶炼渣进行化学成分分析,其主要成分与水泥熟料相似,因此进行了铅锌尾矿和冶炼渣制备复合水泥的实验。实验主要研究了尾矿和冶炼渣对复合水泥强度、标准稠度需水量、凝结时间和安定性的影响。结果表明单掺尾矿能配置P·O32.5水泥,单掺冶炼渣能配置P·C42.5水泥,并结合扫描电镜对微观结构进行了分析,表明混合材掺入后使体系结构更加致密。     

铬渣资源化利用研究进展

为解决目前铬渣无害化处理不彻底且未对其中的铬进行资源化利用的问题,综述了国内外铬渣处理现状,介绍了铬渣来源和成分,重点梳理和分析了有钙焙烧渣在钢铁行业的应用、无钙焙烧渣中金属回收以及液相氧化渣的资源利用。通过总结和比较,提出了采用烧结炼铁工艺处理有钙焙烧渣、采用碱浸法回收无钙焙烧渣中金属以及液相氧化渣直接用作炼铁原料的建议,指出了铬盐行业在未来发展的同时,应该加强源头创新,实现工业共生,最终达到清洁生产的目的。     

硅钙渣制备碱激发胶凝材料的机理研究

以水玻璃为激发剂,硅钙渣、矿渣微粉为原料制备得到了碱激发胶凝材料.分别采用XRD、IR、TG-DSC、ESEM等手段研究了试样不同龄期的反应产物及微观形貌特征.结果表明:主要反应产物为低Ca/Si比的C-(A)-S-H凝胶;这些C-(A)-S-H凝胶粒子相互分叉搭接,形成致密的三维蜂窝状网络结构;随着龄期的延长,硅钙渣中的β-C2S逐渐参与碱激发反应,产物C-(A)-S-H凝胶的聚合程度增大,基体致密程度提高.     

铅锌冶炼渣性质及综合利用研究进展

铅锌冶炼渣是铅锌冶炼过程中产生的废渣,这些废渣既是一种危险废物,又将成为重要的二次资源。本文介绍了铅锌冶炼渣的污染与危害,分析了铅锌冶炼渣的来源以及组成特征,概括了国内外铅锌冶炼渣的综合利用现状,并对铅锌冶炼渣的综合利用提出了建设性意见。     

酸浸-生物法处理铬渣

采用酸浸-生物法处理铬渣以进行有效的还原解毒. 首先分析了铬渣的物相和组成,然后鼓入CO2进行酸浸,再结合硫酸盐还原菌浸取和还原. 结果表明,经过生物反应36 h后,残渣中水溶性六价铬含量降到了2 mg/kg,达到了铬盐工业污染物排放标准GB4280-84的要求.     

矿渣基低温陶瓷胶凝材料固化铁尾矿基础研究

以尾矿堆存为背景,在前期实验基础上选定了矿渣基低温陶瓷胶凝材料为固化剂,研究该固化剂对铁尾矿的固化处理效果,并通过对原尾矿与尾矿固化体进行XRD、SEM表征探究铁尾矿的固化机理.研究结果表明:对浓度为55％的尾矿浆体,当固化剂掺量在5％ ～6％时,固化体7d强度最高可达0.49 MPa,且遇水不泥化,尾矿固化体具有较高的抗剪强度,渗透系数小于10-4 cm/s,达到安全堆存的要求;而当固化剂掺量在10％～14％时,固化体具有较高前期和后期强度,7d最高可达1.8 MPa,28 d强度为2.9 MPa,可以满足筑坝要求.     

硅钙渣的综合利用研究进展

介绍了硅钙渣的概念,特性及在水泥生产、陶粒制备、釉面砖制造、增强沥青混合料、处理有机废水、制备轻质硅酸钙保温材料以及硅灰石等方面的应用,并对硅钙渣的应用前景进行了展望。     

碱激发矿渣/粉煤灰净浆/砂浆力学性能研究

开展碱激发材料力学性能的研究有利于促进其在实际工程中的应用。本文研究了矿渣掺量及细骨料掺量对碱激发净浆/砂浆抗压强度、弹性模量及应力-应变曲线的影响。结果表明:矿渣的掺入能够显著提高碱激发净浆/砂浆的抗压强度和弹性模量;细骨料掺量增多会降低抗压强度,但会提高弹性模量。净浆28 d弹性模量在12.83~19.53 GPa,砂浆28 d弹性模量在18.72~23.10 GPa。细骨料掺量为40%(质量分数)时,砂浆峰值应力和峰值应变出现明显下降,弹性模量变大。采用分段式方程对碱激发矿渣/粉煤灰净浆/砂浆的应力-应变曲线进行拟合,拟合曲线与实测曲线吻合良好。拟合结果表明碱激发净浆/砂浆应力-应变下降段曲线随矿渣掺量与龄期增加而变陡,反映材料脆性增强,与上升段曲线规律一致。     

钙铝质矿相对碱激发矿渣氯离子固化能力的影响研究

本文提出了一类改性碱激发矿渣胶凝材料,通过在原材料中掺入额外的钙、铝质矿相(Ca(OH)₂和γ-Al₂O₃),促进材料基体中的Friedel's盐(F盐)在氯离子存在条件下的形成,进而提升胶凝材料的氯离子固化能力。本研究探讨了钙、铝质矿物含量对碱矿渣反应产物组成、氯离子固化量以及力学性能的影响。结果表明,钙、铝质矿相的额外补充可显著提高胶凝材料的氯离子固化能力,同时体系的m(Ca)/m(Al)与该能力的相关性较高。物相分析结果表明,钙质矿相的补充使得反应产物中拥有富余的Ca(OH)₂,在氯盐侵蚀作用下,富余的Ca(OH)₂全部转化为F盐或其他物相,证实了体系氯离子固化能力的增强得益于F盐的形成,即得益于化学固氯能力的提升。抗压强度测试结果,表明钙质矿物的掺入对力学性能存在一定负面影响,而铝质矿相的掺入则能够在一定程度上弥补强度损失。     

SAP内养护对碱激发矿渣胶凝材料性能的影响

碱激发矿渣(AAS)胶凝材料存在早期收缩大、开裂风险高的问题,限制了其工程应用。本文采用TAM、TGA、MIP等方法研究了高吸水性树脂(SAP)内养护对AAS胶凝材料水化热、水化产物及孔结构的影响,同时研究了SAP对AAS胶凝材料抗压强度及自收缩的影响规律。结果表明,SAP的加入会增加基体的孔隙率,降低AAS浆体的抗压强度,但是随着水化时间的延长,SAP的内养护作用可以促进矿渣水化,抗压强度的降低幅度逐渐减小。SAP的加入对AAS胶凝材料的水化放热过程有一定的延迟作用,表现为诱导期延长,第二放热峰滞后。SAP的加入使AAS胶凝材料水化产物总量增加,增加程度随着模数的增加而提高。此外,SAP抑制AAS浆体自收缩效果明显,添加SAP之后自收缩降低率最高可达81%。     

X射线荧光光谱法测定硫铁矿选矿尾砂中主量元素含量

确定了用X射线荧光光谱法测定硫铁矿选矿尾砂中主量元素含量的最佳测定条件,该方法简单、条件易控制,Si O2、Al2O3、Ca O、Mg O元素的相对标准偏差分别达到0.40%、0.78%、3.6%、5.9%。经大量实验证明,采用本方法测定,准确度较高,操作方便,结果令人满意。     

铬矿在CaO-SiO2-MgO-Al2O3渣系中的熔解行为

研究了形状一定的致密铬矿在CaO-SiO2-MgO-Al2O3渣系中的熔解行为,系统考察了不同渣系组成对铬矿在渣中熔解量及熔解速度的影响,结合实验现象讨论了铬矿在渣中的熔解机理. 研究结果表明,在本实验条件下,炉渣碱度在0.8~1.5范围内,随渣碱度降低,铬矿熔解量及熔解速度均增大;铬矿熔解量和熔解速度随着Al2O3和MgO质量分数,尤其是Al2O3质量分数增大而减小,在炉渣中添加CaF2可明显加快铬矿熔解速度.     

氢氧化钾-钠水玻璃激发剂对碱激发矿渣胶凝材料性能的影响

采用氢氧化钾调节钠水玻璃模数制备复合碱激发剂,以钠水玻璃模数、碱掺量为变量,分析氢氧化钾对钠水玻璃激发矿渣胶凝材料性能的影响,研究氢氧化钾-钠水玻璃激发矿渣胶凝材料在流动度、凝结时间及抗压强度等方面的变化规律。结果表明,氢氧化钾-钠水玻璃复合激发剂的激发效果优于单一钠水玻璃激发剂。当钠水玻璃模数为1.2、碱掺量为8%(质量分数)时,氢氧化钾-钠水玻璃激发矿渣胶凝材料流动度可达240 mm,7 d、28 d抗压强度可达98.88 MPa和104.59 MPa,比同等条件下的钠水玻璃激发矿渣胶凝材料7 d、28 d抗压强度分别提高了16.7%和22.9%。