生活垃圾焚烧灰渣特性及环境安全风险评价

为了进一步扩大生活垃圾焚烧灰渣的资源化利用途径,研究了生活垃圾焚烧灰渣的基本物化特性,并对其环境安全风险进行了评价。结果表明:灰渣的主要化学成分为SiO_2、CaO和Al_2O_3,主要物相为石英、MgSO_3·H_2O、钠长石和长石类中间矿物等;灰渣玻璃化特征显著,仍有少量未燃尽的C和有机物;灰渣pH值达到10.5左右,呈典型碱性特征;三乙醇胺对灰渣的助磨效果较好,随着掺量增加,筛余百分率逐渐减小,当超过0.09%之后,助磨效果弱化;粉磨时间要达到55 min以上,才能保证粉磨效果,磨细灰渣大部分呈多角状。强度活性指数为69%,基本可用作水泥混合材或混凝土掺和料。放射性指标均在安全范围之内,不会对环境安全造成影响。     

油页岩CFB渣对水泥胶砂性能的影响

以燃烧油页岩发电过程中产生的油页岩CFB渣为水泥掺合料，在了解油页岩CFB渣特性的基础上，探讨了掺量、细度对水泥胶砂试样需水量、力学性能的影响。结果表明：油页岩CFB渣具有较大的比表面积，颗粒形态呈不规则状。油页岩CFB渣作为掺合料替代水泥制备的胶砂试样需水量增大，强度降低。当其平均粒径达到1.29μm时，可充分发挥其填充效应，替代20%水泥可超过纯水泥胶砂试样强度。     

油页岩废渣对玻化微珠保温砂浆性能的影响

以油页岩半焦和油页岩粉煤灰作为矿物掺和料,替代部分水泥制备玻化微珠保温砂浆,研究了两种废渣对玻化微珠保温砂浆稠度、干表观密度、强度、导热系数等性能的影响,探讨了两种废渣在玻化微珠保温砂浆中应用的可行性.结果表明,两种废渣替代部分水泥后均降低了保温砂浆的稠度和吸水率,保温砂浆的干表观密度随着替代量的增大均呈现先减小后增加...     

秸秆灰理化特性及作为混凝土掺和料可行性

生物质发电厂会产生大量的秸秆灰,露天堆弃和填埋会造成周围大气和环境的污染。秸秆灰主要组分为SiO_2,理论上可作为混凝土掺和料使用。本试验采用化学分析法、XRD、SEM-EDX、氮气吸附法等测试了秸秆灰的化学组成、矿物组成、微观形貌及孔结构特征等理化特性。根据标准JG/T 486-2015探讨秸秆灰作为混凝土掺和料时流动度比、活性指数这两项重要技术性能指标,同时对水泥-秸秆灰体系水化产物物相组成进行了测试。     

基于响应面法的废石-铜渣掺和比充填强度影响试验

充填料浆配比与强度在矿山准确充填过程中起决定性作用,运用两种骨料堆积密实度模型分析废石-铜渣混合比例以得出混合骨料最佳掺和比,采用BBD响应面法,对废石-铜渣进行膏体配比设计,建立了各龄期的充填体强度回归模型,研究了料浆质量浓度、水泥添加量、废石-铜渣掺和比单因素及其交互作用对不同龄期充填体强度的影响。结果表明：料浆质量浓度和废石-铜渣掺和比的交互作用对充填体强度初期形成起支撑作用,水泥添加量和废石-铜渣掺和比交互作用对中期充填体强度影响显著,料浆质量浓度和水泥添加量交互作用对后期充填体强度增长起决定性作用。建立充填物料多目标函数模型对废石-铜渣膏体配比进行优化,满足矿山生产要求。在一定程度上为矿山多元骨料的应用提供了理论指导,同时有助于矿冶固废铜渣的综合利用。     

铁尾矿机械力粉磨特性的基础研究

利用比表面积测试仪、激光粒度仪,系统研究了铁尾矿的粉磨特性,并利用X射线衍射、红外光谱、热分析等手段分析粉磨后的铁尾矿。结果表明:铁尾矿易磨性较好;粉磨100 min时,比表面积可达590 m~2/kg。随着球磨时间增加,粉体颗粒畸变程度加大,表面不稳定性增加,活性颗粒增多,但是粉磨时间过长会因团聚问题造成活性降低。     

磨细固硫灰渣作为混合材对水泥性能的影响

流化床固硫灰渣含有较高无水石膏和f-CaO,作为水泥混合材利用时会存在体积稳定性问题。在控制固硫灰渣掺量前提下,将固硫灰渣粉磨至不同细度,测试了掺加固硫灰渣的水泥标准稠度需水量、线性膨胀率和胶砂强度,并与普通硅酸盐水泥进行对比。结果表明,提高固硫灰渣细度,特别是固硫灰细度,能使水泥标准稠度需水量减少;固硫灰渣细度提高,水泥凝结时间有所延长;自然养护条件下,固硫灰渣细度变化对水泥收缩没有明显影响,潮湿养护下,磨细固硫灰渣早期能够释放较多膨胀,但处于可控范围;固硫灰渣细度增加,水泥强度明显提高。磨细有利于固硫灰渣作为水泥混合材利用。     

沸石在轻质保温建材中的应用

沸石具有密度小、质轻和独特的吸附功能,世界五分之二的沸石用于水泥工业,我国则９０％的沸石作为水泥活性掺和料。沸石用于水泥掺和料,能吸附熟料中的游离氧化钙,提高水泥质量,增加水泥产量,节约能源,降低生产成本。 张家口水泥年产量约４０万ｔ,需要沸石掺和料超过６     

流化床燃煤固硫灰渣活性评定方法

在分析流化床燃煤固硫灰渣特性以及活性来源的基础上,提出了改进的熟料胶砂28 d抗压强度比方法来评定固硫灰渣活性.为了验证改进方法的有效性,通过外加石膏和采用不同来源的11种灰渣,试验研究了SO₃含量对体积安定性和胶砂强度测试结果的影响,结果显示,含有固硫灰渣的胶凝材料中SO₃含量超过3.5%时,会出现安定性不良,胶砂强度测试值随着SO₃含量的增加而降低.改进方法以硅酸盐水泥熟料代替硅酸盐水泥,固定胶凝材料中SO₃含量为3.5%,更能真实地反映固硫灰渣的活性.     

具有光催化性能的水泥基掺和料的制备

以硫铁矿尾矿为基体,高钛渣为钛源,采用酸浸水解及一步煅烧法制备出具有光催化性能的水泥基掺和料,采用正交试验法研究了酸渣质量比、酸浸温度、酸浸时间、液矿质量比、负载温度、负载时间对掺和料前驱体钛含量的影响,并进一步研究了煅烧温度及保温时间对掺和料制备的影响。得出最佳制备制度为：酸渣质量比8∶1,酸浸温度85℃,酸浸时间250 min,液矿质量比8∶1,负载温度105℃,负载时间3.5 h,煅烧温度为800℃,煅烧时间为2 h。所制备的掺和料锐钛矿结晶好,以15%质量比例掺入水泥净浆中其3 d、7 d、28 d强度较未添加掺和料的水泥净浆分别提高10.37%、13.82%、12.56%。该掺和料以0.5%加入30 mg/L的亚甲基蓝溶液中,高压汞灯光照5 h降解率达95.28%,按15%质量比例加入白水泥中可使该白水泥具有较好的光催化性能。     

基于金川棒磨砂充填料开发新型充填胶凝材料的试验研究

通过分析金川镍矿工业生产中排放的固体废弃物的物化特性,采取正交试验和极差分析,研究采用生石灰和脱硫灰渣复合激发矿渣微粉开发的新型充填胶凝材料的力学特性与变化规律。针对金川矿山下向分层胶结充填法采矿对3d早期强度的要求,开展采用芒硝和NaOH为复合早强激发剂的试验研究。研究结果显示,采用金川矿山的棒磨砂充填骨料,在料浆质量浓度为78%和胶砂比1︰4的试验条件下,生石灰、脱硫灰渣可激发矿渣微粉的活性,最优配比为生石灰5%、脱硫灰渣17.5%、芒硝3%、NaOH 0.5%,矿渣微粉74%,其3d、7d、28d抗压强度均不低于同等条件下的水泥胶凝材料充填体强度,并给出了不同添加剂对充填体强度的影响。     

用作充填料胶结剂的鹰桥炉渣

水力输送尾矿胶结充填是一项广泛应用的作业。波特兰水混成本增高促使寻求代用品。对按类似井下作业条件制备和养护的尾矿胶结充填料进行了试验。试样含有不同比例的波特兰水泥和鹰桥水淬镍铜炉渣,炉渣的玻璃质计数为95％,研磨到比表面积为3000厘米~2/克。养护令期达224天时进行试验。大多数混合试样因掺和炉渣而提高了强度。贫混合料的比表面积降低,致使某些试样强度较低。令人满意的结果表明,以炉渣代替50％波兰特水泥的试验范围是恰当的。     

黄龙铺钼尾矿作为活性掺合料的粉磨特性

利用激光粒度仪,以比表面积为评价指标,研究商洛黄龙铺钼尾矿粉磨后的粒度分布特征,探讨了钼尾矿的易磨性。并通过XRD、IR对钼尾矿粉的微观结构进行分析。结果表明:钼尾矿具有较好的易磨性;粉磨120 min时,钼尾矿含有大量亚微米级和纳米级颗粒,钼尾矿粉的比表面积可以达到692 m~2/kg。随着粉磨时间增加,钼尾矿粉颗粒由晶态向非晶态转化。磨细钼尾矿具有火山灰活性,但是粉磨时间过长会出现团聚使活性降低。     

钢渣易磨性研究现状

被称为过烧硅酸盐水泥熟料的钢渣由于其含有铁酸钙和铁橄榄石等难磨物质而成为较难磨的冶金废渣，粉磨性能关系到钢渣作为水泥添加材料的各种使用功能，本文通过综述钢渣化学组成及矿物组成对易磨性的影响，以及钢渣改性、添加助磨剂和复合粉磨等改善钢渣易磨性的方法，针对钢渣易磨性差的问题提出了钢渣形成过程中进行工艺控制、针对钢渣矿物组成研制钢渣专用助磨剂、分级处理以及与矿渣、粉煤灰复合混磨等措施以提高钢渣易磨性和胶凝活性。      

改性煤气化粗渣活性特征及其复合水泥浆体水化硬化性能研究

煤气化技术的规模化应用产生了大量难处理的煤气化灰渣。作为一种富含硅铝酸盐矿物的煤气化灰渣,具备火山灰活性和较低的碳含量特征,可作为辅助性胶凝材料使用。为探讨不同改性效果下煤气化粗渣的活性特征及其对水泥水化硬化性能的影响机制,本文从宏观和微观上对掺有改性气化粗渣的复合水泥浆体的水化放热、抗压强度、水化产物组成与结构进行分析比较。结果表明:添加二乙醇单异丙醇胺(DEIPA)改性,可明显地提升气化粗渣的粉磨效率和潜在水化活性,有效减少水化诱导期的延长,降低气化粗渣掺加对水泥水化的缓凝效果;添加DEIPA的顺序对复合水泥的水化硬化特性影响不大。经化学和物理协同改性后的煤气化粗渣可以用于硅酸盐水泥的混合材和混凝土的掺合料,在适当掺量(10 %)下可提升复合水泥的力学性能。     

铁尾矿基多元体系抗压强度及水化特性研究

以铁尾矿、磷渣、脱硫灰为复合掺和料部分替代水泥，确定掺量为30%的情况下，考察复合掺和料不同配比对水泥砂浆试件抗压强度的影响，采用扫描电镜(SEM)和热重-差示扫描量热(TG-DTG)分析了水化产物数量及微观结构。结果表明，当铁尾矿、磷渣、脱硫灰质量比为1∶2∶2时强度最佳，7 d和28 d强度分别达到24.2 MPa和34.6 MPa。复合掺和料体系中，铁尾矿活性较低，主要起到微集料填充效应，使体系颗粒级配均匀；磷渣、脱硫灰中活性SiO₂、Al₂O₃可以通过二次水化反应进一步为体系提供强度，三者存在耦合效应，协同水化，生成水化硅酸钙(C-S-H)等水化产物促进强度提升。     

含粉煤灰或铁尾矿粉复合胶凝材料性能研究

为了验证矿物掺和料在复合胶凝材料水化硬化过程中的作用效应,实验用与水泥细度相近的粉煤灰和铁尾矿粉作为活性和惰性矿物掺合料,研究了相同养护温度、不同水胶比条件下,矿物掺合料掺量和种类对胶砂块试件抗压强度以及7 d龄期混凝土自收缩发展规律。结果表明：在水化初期,粉煤灰和铁尾矿粉在复合胶凝材料水化中起到物理填充作用,随龄期延长,粉煤灰的火山灰效应才逐渐显现。水化初期,矿物掺合料的物理因素（颗粒形貌等）对胶砂块抗压强度影响超过化学因素（反应程度等）,同时活性与惰性掺和料的作用基本相同;粉煤灰和铁尾矿粉的自收缩规律基本相同,均随着掺量增大呈线性递减特性。     

阿舍勒铜矿胶凝材料优化试验研究

为了在保证充填体质量的前提下降低充填成本,本文开展了胶凝材料优化试验研究,提出了优配的水泥配料组成:水泥熟料74%、炉渣20%、石膏6%,混磨比表面积为460m2/kg。通过不同混磨细度情况下自制水泥的试块单轴抗压强度实验及数据分析,结果表明,水泥细度对其强度的影响不大,但是取消水泥中非活性成分,用具有活性且成本低廉的炉渣代替,对于提高水泥强度效果明显。采用优配水泥做充填胶结剂相较于M22.5水泥,每年可节省充填费用292.58万元,成本节约率9.14%,对降低充填成本具有重要意义。     

龙口油页岩及其半焦的基本物理力学性质对比试验研究

采用筛分试验、吸水试验和点荷载试验等,系统研究了山东龙口油页岩及其半焦的基本物理力学特性,测定了油页岩原矿及其半焦的粒径分布、表观密度、堆积密度、比表面积、吸水率和点荷载强度等基本物理力学参数。结果表明:粒径小于20 mm时,油页岩半焦的破碎颗粒比原矿多;油页岩半焦比原矿质量轻,易破碎,且孔隙率和吸水率高;油页岩原矿和半焦的平均点荷载强度分别为1.15,0.71 MPa。研究结果为油页岩半焦的资源化综合利用相关科学研究提供参考。     

钢渣的机械力粉磨特性

研究了粉磨时间对钢渣粉比表面积的影响,并通过激光粒度仪（LPS）、X射线衍射仪（XRD）对钢渣粉的粒度分布特征和颗粒形貌进行了探讨,并研究了不同粉磨时间钢渣粉对混凝土抗压强度的影响。结果表明:钢渣的易磨性较差;随着粉磨时间增加,超细颗粒数量不断增加,掺钢渣粉混凝土的强度也逐渐提高,但是粉磨成本也相应增加。钢渣粉较为合适的粉磨时间为90 min,此时比表面积为650 m2/kg。