铬渣-水泥体系的性能及Cr(Ⅵ)渗出的控制研究

本文探讨了铬渣的胶凝活性，研究了不同掺量铬渣对水泥浆体性能的影响。同时，通过矿渣微粉的掺入，探讨了矿粉对铬渣一水泥体系性能的影响厦其对其Cr（Ⅵ）浸出的控制作用。结果表明，铬渣具有良好的胶凝活性，矿渣微粉的复合掺入对Cr（Ⅵ）的浸出有良好的控制作用。     

高炉矿渣微粉的火山灰活性评价与影响因素

高炉矿渣微粉作为一种常用的辅助胶凝材料,由于其较强的潜在胶凝活性被广泛应用于水泥混凝土中。因此,矿渣微粉的火山灰活性发挥对水泥混凝土材料的力学性能与耐久性尤其重要。文中以马钢矿渣微粉为例对其火山灰活性进行了综合评价,并根据国内外研究进展归纳总结了影响其火山灰活性的关键因素,为矿渣微粉的改性与在水泥混凝土中应用提供参考。     

铬铁渣基低温陶瓷胶凝材料的性能研究

本文介绍了一种铬铁渣的综合利用方法,用铬铁渣基胶凝材料制备低温陶瓷复合材料.通过单因素实验考察了铬铁渣、矿渣、粉煤灰、石灰、脱硫石膏等对胶凝材料性能的影响,得出了胶凝材料各组分的最佳配比,即:铬铁渣/矿渣/粉煤灰/矿物激发剂/脱硫石膏/石灰=40/20/7/24/4/5,其常温、常压7d和28 d抗压强度分别可达32.57 MPa和56.00 MPa.通过对胶凝材料净浆XRD、SEM微观分析,水化产物主要为水化硅酸钙和氢氧化钙等,水化产物相互叠加、交织成不规则的网状结构,28 d的水化结构已十分致密,使复合材料具有良好的物理力学性能.固化体试块7d和28 d Cr的毒性浸出浓度分别为0.0082 mg/L和0 mg/L,远低于国家Cr毒性浸出鉴别标准值(5.0mg/L),在综合利用了铬铁渣的同时,更好地稳定化其中的毒性元素Cr,具有一定的环境效益和经济益.     

外加剂对低钙玻璃态胶凝材料微观结构的影响

通过电镜和 X-射线衍射实验 ,研究了在外加剂作用下矿渣、磷渣、粉煤灰形成的低钙玻璃态胶凝材料的微观结构。根据各胶凝材料的组成及活性 ,应用钠 -钙 -硫混合激发机理 ,同时考虑水化产物的平衡和结构的合理 ,最大限度的激发玻璃态胶凝材料的活性。     

三乙醇胺系矿渣复合助磨剂的实验研究

通过测试矿渣微粉筛余,比表面积和粒度分布,研究3种三乙醇胺系助磨剂对矿渣粉磨的作用效果,同时利用粒度粒形检测仪和扫描电镜分析了矿渣微粉的颗粒群形貌,并探讨了助磨剂对矿渣微粉活性指数及水泥-矿渣基胶凝材料标准稠度、凝结时间和安定性的影响.结果表明:三种助磨剂均能不同程度降低矿渣微粉筛余,提高其比表面积,提高幅度为5.3％～13.5％;掺入助磨剂后,矿渣微粉颗粒群的圆度降低,粗糙度与伸长度增加,粒度分布发生变化,0～20 μm颗粒含量显著增加;水泥-矿渣基胶凝材料凝结时间缩短,标准稠度变化不大,安定性符合国家标准;助磨剂能显著提高矿渣微粉的活性指数,提升其质量等级.三种助磨剂以三乙醇胺复配无机盐的效果最好.     

硫铝酸盐水泥基自流平砂浆性能的研究

本文研究了粉煤灰、矿渣微粉、石灰石粉三种矿物掺合料分别与硫铝酸盐水泥复掺,对硫铝酸盐水泥基自流平砂浆的凝结时间、流动度、抗压强度和收缩率等性能的影响,并借助X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对不同胶凝体系进行微观测试分析.结果表明:粉煤灰、矿渣微粉、石灰石粉参与胶凝体系水化的程度有限,主要起填充密实、调节砂浆强度等级的作用;同时通过改变掺合料的掺量,可以制备适应不同工程要求的自流平砂浆.     

一氧化碳脱毒铬渣制备水泥矿物掺合料

实验研究了模拟一氧化碳工业废气解毒的脱毒铬渣制备水泥矿物掺合料时,其添加比对胶砂试件抗压、抗折强度及凝结时间的影响,测定了试件中总铬（Cr）和六价铬Cr（Ⅵ）浸出浓度,并采用半动态浸出实验测定其有效扩散系数D和扩散因子L。结果表明,细磨后的脱毒铬渣符合水泥矿物掺合料的性能要求,随着添加比例的增加,胶砂凝结时间增加,抗压、抗折强度下降,但各实验组试件均达到C60的强度等级要求。试件中Cr（Ⅵ）和总Cr的D值达到10^-10~10^-9数量级,L值>9,迁移能力极低,证明制备矿物掺合料是一种安全有效的脱毒铬渣资源化处置方法。     

铬铁矿无钙焙烧渣的SO_2还原解毒

系统地对铬铁矿无钙焙烧渣进行了表征,并研究了SO_2还原解毒铬渣,提出了机械活化与SO_2还原相结合的解毒工艺。结果表明,该铬渣主要物相组成是(Fe,Mg)(Cr,Fe)_2O_4和MgAlFeO_4,铬渣中Cr_2O_3含量为12.23%,铬渣粒径越小,含有的总Cr(Ⅵ)、水溶性Cr(Ⅵ)、难溶性Cr(Ⅵ)量越小。SO_2还原解毒铬渣工艺过程中搅拌能有效强化外扩散过程,液固比增大有利于铬渣中Cr(Ⅵ)的浸出,铬渣中Cr(Ⅵ)的浸出随温度升高先增加后急剧降低,反应体系中压力变化对铬渣还原解毒效果影响不大。优化的SO_2还原解毒铬渣条件为:压力0.1 MPa、温度60℃、搅拌速度500 r·min~(-1)、反应时间60 min,此时铬渣中Cr(Ⅵ)的去除率达90%;机械活化90 min的铬渣进行SO_2还原解毒60 min后,渣中的Cr(Ⅵ)去除率达到98.1%,含量降至25 mg·kg~(-1)以下,达到国家排放标准。     

用亚硫酸氢钠处理铬渣的探索

铬渣是重金属废渣的一种,其中水溶性Cr(Ⅵ)和酸溶性Cr(Ⅵ)的浸出,严重污染环境。湿法解毒是处理铬渣的一种重要手段,本实验选用亚硫酸氢钠还原铬渣浸出液中的Cr(Ⅵ)。结果表明,在酸性条件下Cr(Ⅵ)的还原效果最明显,Cr(Ⅵ)最大程度地被还原。反应过程中pH、亚硫酸氢钠用量对Cr(Ⅵ)的转化具有重要影响。     

粉煤灰对不同胶凝体系干缩影响

采用干燥收缩试验法研究了粉煤灰对再生微粉和水泥复合胶凝体系、碱矿渣胶凝体系收缩性能的影响。试验结果表明:粉煤灰能明显降低再生微粉和水泥复合胶凝体系、碱矿渣胶凝体系干燥收缩性能;分析了粉煤灰降低不同胶凝体系收缩的机理。     

高活性矿渣微粉的生产及应用

矿渣微粉是较好的胶凝材料。把矿渣制成微粉,7d、28d活性指数≥100%的矿渣微粉称之为高活性矿渣微粉。高活性矿渣微粉掺入水泥或混凝土中,不但降低生产成本,还可提高混凝土的综合性能。介绍了高活性矿渣微粉的制备及在水泥与混凝土中的应用效果。     

解毒铬渣中残余Cr(Ⅵ)溶取方法探讨

测定解毒铬渣中残余Cr(Ⅵ)的含量有助于判断微波方法处理铬渣的有效性。研究在微波辐照下,以煤为还原剂得到的解毒铬渣中残余Cr(Ⅵ)的溶取方法,并分别讨论了溶取剂、煤量、固液比等影响因素对溶取效果的影响。结果表明,解毒铬渣中的Cr(Ⅵ)可用质量分数为1%的NaOH为溶取剂,固液比(g∶mL)为1∶1 000,在高温高压、密闭环境下溶取,经冷却、过滤后用二苯碳酰二肼分光光度法测定残余Cr(Ⅵ)含量。     

电石渣激发矿渣-粉煤灰复合胶凝材料的作用机制

为探究矿渣、粉煤灰及电石渣的资源化利用,以电石渣作为碱激发剂,研究了矿渣-粉煤灰复合胶凝材料的水化产物组成及强度特征。采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重-差示扫描热(TG-DSC)、扫描电子显微镜及能谱(SEM-EDS)等微观测试技术,分析了复合胶凝材料的晶体结构、热化学性质以及微观形貌等特性,研究了电石渣激发矿渣-粉煤灰复合胶凝材料的作用机制。结果表明：电石渣作为碱激发剂时能为矿渣-粉煤灰复合胶凝材料提供初始水化所需要的强碱环境,驱动矿渣和粉煤灰发生水化反应。随着矿渣掺量的增加,复合胶凝材料的强度发展呈先增加后减小的变化趋势,在粉煤灰与矿渣掺量质量配比为4∶6、外掺电石渣质量分数为4%时,复合材料浆体经4 d常温养护+32 h高温蒸汽养护后抗压强度达到25.9 MPa;矿渣-粉煤灰复合胶凝体系中水化产物分布不均,主要组成为水化硅酸钙、水化铝酸钙、水化硅铝酸钙等凝胶。电石渣作为矿渣-粉煤灰体系的碱激发剂使用时效果良好。     

利用不锈钢渣制备复合胶凝材料研究

本文探讨了综合利用不锈钢渣、矿渣、粉煤灰制备复合胶凝材料的影响因素.研究表明:胶凝材料的水化产物是类沸石结构的铝硅酸钙和C-S-H凝胶,有较好的物理力学性能,通过化学吸附和物理包裹作用使铬的毒性浸出浓度低于GB5085.3-2007浸出毒性鉴别标准值,从而为不锈钢渣的资源化利用及安全处理提供了依据.     

电石渣-矿渣复合胶凝材料性能研究

电石渣作为一种工业废渣,其碱度较高,综合利用率较低。为了解决过量的电石渣,利用电石渣的强碱性,研究了电石渣对矿渣胶凝体系的碱激发性能。利用电石渣碳化反应可生成碳酸钙的特性,探索了不同碳化制度对电石渣碱激发矿渣胶凝体系的性能影响规律。结果表明:大掺量电石渣对矿渣胶凝材料有很好的碱激发效果,生成大量的C-(A)-S-H凝胶,而复掺粉煤灰和偏高岭土胶凝体系性能最佳;电石渣-矿渣复合胶凝体系经过不同碳化制度处理后,胶凝体系力学性能有效提升;使用CO₂气体作为外部碳化源,材料基体表层生成致密结构,基体力学性能提升;使用尿素作为内部碳化源,基体内部碳化均匀,胶凝体系力学性能提升。     

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.     

脱硫石膏-活性铝体系复合矿物掺合料的研制

研究了脱硫石膏热激活工艺制度对脱硫石膏活性的影响;脱硫石膏复合矿物外加剂代替水泥的合适范围;脱硫石膏复合矿物外加剂胶砂理想的蒸养制度。结果表明：在蒸养温度为60℃中恒温6h胶凝体系反应到达最佳效果,脱硫石膏的处理温度对胶凝体系影响不大;脱硫石膏复合矿物外加剂代替水泥最佳量为50%～60%。     

不同异位修复工艺对高浓度铬渣污染土壤中Cr的去除特性

以我国某铬盐厂的两种不同污染特性铬渣污染土壤(A土和B土)为研究对象,探讨了三种异位修复工艺(淋洗、稳定化、湿法解毒)去除铬渣污染土壤中总Cr和Cr(Ⅵ)的效果,并采用改进BCR顺序提取法分析了不同修复工艺对土壤中各形态Cr的去除效果。实验结果表明,三种异位修复工艺对铬污染土壤中Cr(Ⅵ)的去除效果为湿法解毒稳定化淋洗,湿法解毒工艺对A土、B土中Cr(Ⅵ)的去除率分别高达83.26%、92.94%;对铬污染土壤总铬去除效果最佳的是异位淋洗工艺,异位淋洗工艺对A土、B土总铬消减分别达54.87%、80.16%。异位淋洗工艺实现了对水溶态Cr(Ⅵ)、酸溶态Cr(Ⅵ)的泥水分离,是总铬消减的主要原因;稳定化工艺和湿法解毒工艺降低了土壤p H,促进了水溶态Cr、酸溶态Cr及可还原态Cr向可氧化态Cr的转化,因此土中总Cr并未发生显著消减。高浓度铬渣污染土壤经三种异位修复工艺处理后,A土Cr(Ⅵ)仍然残留736.6 mg·kg~(-1),B土Cr(Ⅵ)仍然残留245.47 mg·kg~(-1),酸溶态Cr的残留是导致三种工艺修复Cr(Ⅵ)效果受限的主要原因。     

水淬渣的胶凝活性及其形成机理

采用重新熔融水淬的方法制备不同水淬矿渣样品,综合进行净浆强度实验和碱溶出实验研究,借助XRD,DTA, TEM, SEM和EDX等分析手段,研究了矿渣形成过程、形成结构和胶凝性能之间的关系,并在此基础上探讨了矿渣潜在胶凝活性的形成机理. 研究表明,在合适的排渣温度和冷却速度条件下,水淬渣能够形成分相结构,对水淬渣胶凝活性产生重要影响. 分相矿渣具有富钙相和富硅相,富钙相的迅速溶解和富硅相的缓慢溶解是水淬渣水化过程中产生足够早期强度和发挥稳定后期强度的主要原因. 由于玻璃分相的影响,排渣过程存在最佳工艺条件,即最佳的排渣过程能使水淬渣形成玻璃分相结构,从而具有最好的活性.     

机械活化和不锈钢渣掺量对矿渣胶凝材料性能的影响

为了促进不锈钢厂废渣的资源化利用,以红土镍矿酸性高炉渣和不锈钢渣为主要原料制备胶凝材料,研究机械活化和不锈钢渣质量掺量对矿渣胶凝材料性能的影响,并利用XRD、SEM对胶凝材料的水化产物及微观结构进行分析。结果表明,机械活化主要通过改变原料的比表面积和颗粒级配来影响胶凝材料性能,且矿渣中细颗粒占比是影响其胶凝活性的关键因素,适宜的球磨时间为45 min,此时矿渣比表面积达到524.66 m²/kg。不锈钢渣与酸性矿渣之间存在协同作用,当不锈钢渣质量掺量为20%时,胶砂试块3 d、7 d、28 d抗压强度分别为17.8 MPa、24.3 MPa 和34.8 MPa,抗折强度分别为4.5 MPa、6.2 MPa和6.8 MPa,达到P·S 32.5R矿渣硅酸盐水泥强度标准。不锈钢渣的掺入在水化早期和后期都促进钙矾石及C-S-H凝胶的生成,对胶砂试块各龄期强度都有促进作用,而未水化的钢渣细颗粒也起着微集料填充作用,有利于胶凝材料早期强度的提高。