电石渣与冶金废水生成硫酸钙滤渣含水量研究

为解决工业生产中生成的工业废渣电石渣利用问题,本文进行了影响电石渣与冶金废水处理产物硫酸钙滤渣水分含量研究.结果表明:通过三因素五水平的正交实验确定了影响电石渣与冶金废水反应产物硫酸钙滤渣水分含量主要影响因素的主次为反应温度>溶液pH值>反应时间.在反应温度为10℃、pH为2.5、反应时间为3～5 h条件下反应产物硫酸...     

磷石膏制备硫酸钙晶须的初步研究

以磷石膏为原料,直接采用水热法制备硫酸钙晶须,为磷石膏制备硫酸钙晶须的工业化生产提供重要理论依据。实验考察反应温度、料浆初始pH、反应时间、料浆浓度及磷石膏粒度对生成硫酸钙晶须的影响,用扫描电镜观察硫酸钙晶须的形貌,并通过偏光显微镜和图像分析软件分析不同反应条件下制备的硫酸钙晶须的直径和长度。结果表明:反应温度为130~140℃,料浆初始pH为4.0,反应时间为4 h,料浆质量分数为5%,原料粒度为50~75μm是生成硫酸钙晶须的最佳反应条件,在此条件下可制备出平均直径为2μm,长径比为42的硫酸钙晶须产品。     

制盐废石膏制备硫酸钙晶须

以制盐废石膏为原料采用水热法制备硫酸钙晶须,研究了料浆浓度、反应温度、反应时间、晶型助长剂氯化镁用量以及pH值对硫酸钙晶须收率和形态的影响。结果表明,较佳反应条件为：料浆浓度为15．0％,140℃下反应8h,反应体系的pH值=3。在此条件下,收率可达54．2％,平均长径比为55。     

脱硫石膏制备硫酸钙晶须的试验研究

以脱硫石膏为原料通过水热合成法制备硫酸钙晶须,借助X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪、热重分析仪等测试手段进行分析,研究了酸化预处理、料浆浓度以及反应温度对制备硫酸钙晶须的影响。结果表明:酸化预处理可以有效去除原料中的CaCO₃杂质;随着料浆浓度和反应温度的增加,晶须长径比均呈现先增大后减小的趋势;当料浆浓度为3%(质量分数),pH值为6.5,反应温度为120 ℃,反应时间为2 h时,取得的硫酸钙晶须最佳平均长度为161.2 μm,最佳平均长径比为46.06。     

页岩提钒中和渣制备硫酸钙晶须填料的研究

以页岩提钒中和渣为原料,采用水热法制备硫酸钙晶须,并进行稳定-改性处理,最终制备用于填充塑料的硫酸钙晶须填料。研究了反应温度、反应时间、料浆浓度及助晶剂用量对硫酸钙晶须长径比的影响以及改性剂用量、初始料浆浓度、改性温度及改性时间对硫酸钙晶须改性效果的影响。结果表明,在反应温度为130℃、反应时间为6 h、料浆质量分数为3%、助晶剂六水氯化镁用量为10%的条件下,制备出的硫酸钙晶须长径比达90,但晶须在空气中易水化变粗,长径比降至20以下。在硬脂酸用量为4%、初始料浆质量分数为8%、改性温度为90℃、改性时间为20 min的条件下,制备的硫酸钙晶须填料活性指数达0.72,吸油值为0.278 8 g/g,制得的硫酸钙晶须填料呈棒状或纤维状,表面光滑,结晶度较好,长径比稳定在40~50。结合XRD、SEM、FT-IR分析可知,硬脂酸能有效抑制晶须水化过程,保持晶须晶型及形貌稳定,硬脂酸通过与晶须表面发生化学键链接封闭其亲水活性点而抑制晶须水化。     

以中和渣为原料制备半水硫酸钙晶须实验研究

以某轧钢厂酸洗液中和反应渣为原料,采用水热法制备半水硫酸钙晶须。系统研究了反应温度、反应时间和镁离子对半水硫酸钙晶须形貌的影响,利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等手段对晶须产品进行了表征。结果表明,利用中和渣可以制备半水硫酸钙晶须。最佳制备条件:料浆质量分数为5%,反应温度为120℃,反应时间为20 min,硫酸镁质量分数低于4%。以中和反应渣为原料制备半水硫酸钙晶须,实现了中和反应渣的综合利用,为轧钢厂酸性废水的综合治理提供了新思路。     

用天然石膏制备硫酸钙晶须的研究

以天然石膏为原料,采用水热法制备硫酸钙晶须。以电镜作为分析硫酸钙晶须直径的手段,得出硫酸钙晶须的最优化工艺条件为:反应温度为130℃、料浆初始pH为10.0、料浆质量分数为5%、原料粒度小于122μm、反应时间为1.5 h。在此条件下,制备出了平均直径为1.32μm、长径比为76~90的硫酸钙晶须产品。中试试验结果显示,以天然石膏为原料制备硫酸钙晶须的长径比和直径与以纯石膏为原料制备的硫酸钙晶须相当。得出的结论对硫酸钙晶须的工业化生产具有重要的指导意义。     

黑钨渣硫酸浸钪及浸出过程中草黄铁矾法抑制铁浸出

通过单因素实验考察了黑钨渣硫酸浸钪规律. 结果表明,在温度90℃、酸渣质量比1.2:1、硫酸浓度29%(w)、反应2.5 h条件下,钪浸出率达88%,铁浸出率为98%. 在上述最佳浸出条件下通过调整反应过程料浆的酸度,探究了钪浸出和铁的草黄铁矾法抑制浸出规律. 结果表明,在温度90℃、硫酸浓度29%(w)、总硫酸加入量为1.0倍渣量(质量比)、一段加入0.8倍渣量的硫酸、反应2.0 h后加入剩余硫酸再反应0.5 h条件下,钪浸出率为87%,铁浸出率由98%降至57%,实现了铁抑制浸出.     

基于电石渣原料的方解石型碳酸钙制备研究

以电石渣为原料,NH_4Cl溶液浸取,Na_2CO_3为碳化剂,制备了方解石CaCO_3。首先探讨了 NH_4Cl溶液浓度、反应时间和溶液pH等因素对电石渣Ca~(2+)浸取率的影响,然后研究了 Ca~(2+)浓度、反应温度、反应时间等工艺参数对制备方解石型CaCO_3的影响,并通过X-射线衍射,扫描电子显微镜和红外光谱等对其结构进行表征。实验结果表明,在NH_4Cl溶液浓度为5 mol·L~(-1),pH 7,室温下浸取40 min,Ca~(2+)浸取率为95.15%;Ca~(2+)浓度为0.1 mol·L~(-1)、反应温度为60℃、反应时间为120 min,得到晶型较好的方解石型碳酸钙。     

高纯天然石膏水热法制备硫酸钙晶须研究

以高纯天然石膏为原料，加压水热法制备高品质硫酸钙晶须。采用常规分析方法、XRD和扫描电镜等手段分析和表征石膏原料和硫酸钙晶须产品。结果表明，制备硫酸钙晶须的最优条件为：料浆质量分数为6.0%，转晶剂氯化镁加入量为石膏质量的0.05%，硫酸加入量为水体积的1.0%，反应时间为4.0 h，快速过滤干燥即得硫酸钙晶须产品。分析结果表明：硫酸钙晶须长度最大为280.4 μm，最小为19.59 μm，平均长度为80 μm；硫酸钙晶须直径最大为5.86 μm，最小为0.20 μm，平均直径为2.67 μm；通过统计分析可知，长径比范围为10～80。     

电石渣湿法脱硫中结晶产物的影响因素研究

电石渣湿法脱硫中结晶产物的品质直接影响后续脱硫石膏的资源化利用。基于此,系统研究了pH、氧化时间和电石渣粒径对电石渣湿法脱硫中结晶产物含水率、亚硫酸盐含量、矿相组成和微观形貌的影响。结果表明,较高pH会限制亚硫酸钙与溶解氧的接触,当pH在4.00~4.50时亚硫酸钙的氧化效果较好;初始阶段氧化速率受时间影响显著,6 h后氧化速率趋于平稳;电石渣粒径过大会导致比表面积减小,降低亚硫酸钙与溶解氧的接触面积,粒径过小则在生成亚硫酸钙时容易发生静电团聚现象,导致粒径增大、氧化率降低。因此,当电石渣粒径为75.00~93.75 μm、pH为4.0、氧化时间为6 h时,结晶产物（二水合硫酸钙）的结晶效果最好。     

利用电石渣和氯化镁制氢氧化镁工艺研究

采用电石渣和盐湖氯化镁为原料制取氢氧化镁。电石渣（氢氧化钙）与氯化铵反应生成氨气,将氨气通入氯化镁溶液中制备氢氧化镁。通过单因素实验和正交实验得出最佳工艺条件：氯化铵与氯化镁物质的量比为5.0,氯化镁浓度为2.0 mol/L,反应时间为60 min,反应温度为25 ℃,陈化时间为2 h。在该条件下氢氧化镁的生成率可达到89%,纯度也可达到98%以上。通过X射线衍射（XRD）及扫描电镜（SEM）表征表明,氢氧化镁产品为片状,粒径在800 nm左右。采用该方法制备氢氧化镁,不仅可以解决电石渣和盐湖氯化镁的大量堆放问题,而且可以制备出高品质的氢氧化镁产品。     

干法电石渣性质分析及乙炔气逸出行为研究

干法电石渣是电石法制乙炔过程中产生的大宗钙基固废,其中残留电石及乙炔气对资源化利用影响较大。针对利用过程乙炔气富集的安全隐患问题,对电石渣的粒径分布、矿相组成、微观形貌等进行了系统分析和表征,考察了残留电石含量变化及不同温度、湿度、振荡、晾置时间、气体置换等因素对乙炔气逸出行为影响。结果表明：干法电石渣主要物相是Ca(OH)₂,以多面体片状疏松结构存在,粒度集中分布在75 μm以下,电石残余量0~0.71%;温度升高及水分含量增加促进电石渣内乙炔气的逸出,振荡无明显促进或抑制作用;采用预先晾置与气体置换相结合的方式能够使得电石渣内乙炔气得以大量逸散,有效降低乙炔气富集燃爆风险,本工作可为干法电石渣的安全运输和利用提供依据。     

流化床锅炉温度条件下钙基工业废弃物的固硫反应性能

在流化床锅炉温度条件下研究了赤泥、电石渣等钙基工业废弃物煅烧后的固硫特性,并与石灰石比较,同时研究了吸收剂在反应过程中的物相变化、微观结构特性。结果表明,在相同反应条件下,随反应时间增加,赤泥的钙转化率高于电石渣和石灰石,石灰石的钙转化率最小。赤泥和电石渣的最佳固硫温度分别为850～900℃和950～1000℃。随SO2浓度增加,在相同反应时间内赤泥的钙转化率和硫化反应速率也相应增大。粒径对赤泥的固硫性能影响不大。赤泥和电石渣中钙的主要化合物分别为Ca2SiO4和Ca(OH)2。它们煅烧后孔径主要分布在5～20nm内,这正是最有利于固硫的孔径区域,石灰石煅烧后孔径主要分布于45～420nm。钙基废弃物具有优良的孔隙结构,因而它们在流化床锅炉温度条件下具有良好的固硫性能。     

铝型材生产含氟废水二次处理工艺

将铝型材生产废水按氟含量高低分类分流处理,对铝型材高氟废水作一次反应混凝处理后,与低氟废水混合,采用硫酸铝反应、电石渣回调pH和PAM混凝作二次处理,当废水中硫酸铝的投加质量浓度为0.27~0.30g/L时,处理后的水样氟离子质量浓度10mg/L。可根据实际生产中废水来水量变化采用不同的比例混合高氟一次处理水和低氟废水,均可取得较好的处理效果。     

Sulfur speciation in granulated blast furnace slag: An X-ray absorption spectroscopic investigation

Sulfur speciation in a granulated blast furnace slag (GGBFS) was analyzed by X-ray absorption near edge structure spectroscopy (XANES) before and after activation by saturated calcium hydroxide and five normal sodium hydroxide solutions. The solution to GGBFS ratio was 0.4.XANES showed that sulfur in GGBFS existed mostly as sulfides (frozen in calcium polyhedra) with a minor amount as sulfate. A slowly-cooled blast furnace slag, in contrast, had most of the sulfide transformed to sulfate. After activation of GGBFS, more sulfate formed and crystalline sulfide phases became more apparent. More slag reacted at lower pH than at higher pH.     

Mechanical,flammability, and thermal properties of polyvinyl chloride‐wood composites with carbide slag

Carbide slag, an industrial waste produced by calcium carbide hydrolysis to prepare C₂H₂ gas, was successfully used as inorganic filler in the production of polyvinyl chloride (PVC)‐wood composites. carbide slag had an average diameter of 8.1 μm which thermally decomposed at about 450°C, and its main component was Ca(OH)₂. Incorporating carbide slag into PVC‐wood composites substantially decreased the flexural, tensile, and impact strength of the composites as a result of the poor interfacial adhesion between carbide slag and PVC matrix, which could be evidently observed from the scanning electron microscopy (SEM) study. To give carbide slag better use, silane coupling agent KH570 were chose to modify carbide slag. The results indicated that adding carbide slag modified by KH570 (MCS) into PVC‐wood composites could significantly improve its notched impact strength and flexural modulus. The thermogravimetric analysis (TGA) data showed that with the addition of MCS, composite had better thermal stability. It also turned out that with the addition of MCS, its smoke suppression property and flammability were enhanced effectively. To ensure sufficient properties of PVC‐wood composites, the optimal adding content of MCS was 20 phr and it leaded to remarkable performance (its flexural modulus was 3.4 GPa, notched impact strength was 3.87 KJ/m², limiting oxygen index value was 41.5% and smoke density ranting was 55.1%), all of which endowed PVC‐wood composites better utilization. All the results indicated that the preparation of PVC‐wood composites with carbide slag could resolve environmental pollution, reuse carbide slag in different fields, and provide a new method for resource utilization of carbide slag. POLYM. COMPOS., 38:2898–2906, 2017. © 2015 Society of Plastics Engineers     

粉煤灰活性激发对砂浆工作性能及 力学性能影响*

目前研究提高粉煤灰活性常见的方法主要包括物理活化法和化学活化法。正交分析试验具有试验工作量小、代表性强等优点,考虑到工程实际应用情况,本研究提出一种多元激发剂复合的正交分析试验方法。本试验各因素变量为2%～3%的硫酸钠,0.5%～1.5%的电石渣,0.25%～0.35%的氢氧化钠,0.6%～0.8%的减水剂,进行四因素三水平正交法设计。通过砂浆凝结时间和7 d抗压抗折强度极差综合分析发现,影响砂浆工作性和力学性能的各因素主次顺序为电石渣>氢氧化钠>减水剂>硫酸钠。     

Simultaneous CO2 capture and thermochemical heat storage by modified carbide slag in coupled calcium looping and CaO/Ca(OH)2 cycles

The simultaneous CO_2 capture and heat storage performances of the modified carbide slag with by-product of biodiesel were investigated in the process coupled calcium looping and CaO/Ca(OH)_2 thermochemical heat storage using air as the heat transfer fluid. The modified carbide slag with by-product of biodiesel exhibits superior CO_2 capture and heat storage capacities in the coupled calcium looping and heat storage cycles. The hydration conversion and heat storage density of the modified carbide slag after 30 heat storage cycles are 0.65 mol·mol~(-1) and 1.14 GJ·t~(-1), respectively, which are 1.6 times as high as those of calcined carbide slag. The negative effect of CO_2 in air as the heat storage fluid on the heat storage capacity of the modified carbide slag is overcome by introducing CO_2 capture cycles. In addition, the CO_2 capture reactivity of the modified carbide slag after the multiple calcium looping cycles is enhanced by the introduction of heat storage cycles. By introducing 10 heat storage cycles after the 10 th and 15 th CO_2 capture cycles, the CO_2 capture capacities of the modified carbide slag are subsequently improved by 32%and 43%, respectively. The porous and loose structure of modified carbide slag reduces the diffusion resistances of CO_2 and steam in the material in the coupled process. The formed CaCO_3 in the modified carbide slag as a result of air as the heat transfer fluid in heat storage cycles decomposes to regenerate CaO in calcium looping cycles, which improves heat storage capacity. Therefore, the modified carbide slag with by-product of biodiesel seems promising in the coupled calcium looping and CaO/Ca(OH)_2 heat storage cycles.     

电石渣对硅酸盐水泥熟料形成动力学的影响

研究了电石渣对硅酸盐水泥熟料形成动力学的影响,得到了熟料形成反应的活化能和动力学常数。研究表明,电石渣的掺入不利于硅酸盐水泥熟料的形成。