钨尾矿机械-化学活化及其与水泥水化反应机理

尾矿制备辅助胶凝材料是实现尾矿大规模资源化利用的重要途径.本工作研究了机械-化学活化对钨尾矿颗粒粒径和比表面积的影响,探究了不同活化方式、活化剂种类对钨尾矿制备胶砂试块机械强度的影响,通过XRD、SEM、IR对水化产物的物相及微观结构进行表征.结果表明,机械-化学活化能有效降低颗粒平均粒径并增加胶砂试块的活性指数,活化效果最佳的是三元复合活化剂,其次是二元复合活化剂,效果较弱的是单一活化剂.采用H1、C1和G1三元复合活化剂活化钨尾矿后,直径小于10μm的钨尾矿颗粒达到了70.07％,制备的胶砂试块活性指数达88.11％.机械-化学活化的本质是通过破坏矿物表面结构,增加其表面无序物质和振动能,使得水化产物中生成大量六方板状Ca(OH)2,最终形成大颗粒的C-S-H凝胶和钙矾石.     

木质纤维对粉煤灰-偏高岭土基矿物聚合材料的增韧性研究

将木质纤维加入矿物聚合材料中,提高矿物聚合材料的韧性.对木质纤维的加入方式进行探讨,分别用粉煤灰、偏高岭土对木质纤维进行预处理,将未预处理及预处理的木质纤维按不同的量加入到矿物聚合材料中,研究木质纤维对粉煤灰-偏高岭土基聚合材料的增韧效果.结果表明:将木质纤维与碱激发剂混合后加入合成矿物聚合材料的方式对增韧效果最好;预处理后的木质纤维被粉煤灰、 偏高岭土紧密包裹和支护;未预处理的木质纤维和预处理的木质纤维在加入量为 0.5 %时,发挥增韧的作用最佳,其中以粉煤灰预处理的木质纤维增韧作用最大;随着未预处理和预处理的木质纤维加入量的增加,矿物聚合材料的韧性减小.      

La2O3、Nd2O3、Y2O3对高岭石高温相变动力学的影响

利用综合热分析技术、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)研究了La_2O_3、Nd_2O_3、Y_2O_3对高岭石高温条件下转变成莫来石过程的作用,并采用Kissinger方程、Ozawa方程以及JMA修正方程(Ⅰ)和(Ⅱ)分析了La_2O_3、Nd_2O_3、Y_2O_3对高岭石高温相变动力学的影响。结果表明:3种稀土氧化物的掺入对高岭石的相变动力学参数产生了影响,相变活化能和频率因子与未掺入稀土氧化物的高岭石相比有所降低,析晶方式则未发生变化,均属于体积晶化。对比掺入3种稀土氧化物的高岭石相变活化能和频率因子可以看出,Y_2O_3对于高岭石高温条件下相变的促进作用最为明显,相变活化能最低。稀土氧化物对于高岭石高温相变产物影响不大,主晶相为莫来石相,次晶相为方石英相,但稀土氧化物的掺入使得方石英相的结晶度明显提高。     

YCl3对高岭石热分解动力学的影响

稀土钇以氯化物的形式加入到高岭石中,用综合热分析仪研究YCl_3对高岭石热分解过程的影响。采用Coats-Redfern积分法和Achar微分法以及选用32种机理对热分析实验数据进行拟合,获得了加入YCl_3的高岭石的热分解反应动力学机理、加入YCl_3的高岭石的热分解活化能及指前因子。结果表明:YCl_3的加入使高岭石热分解反应提前和热分解程度增大;加入YCl_3的高岭石的热分解机理符合第31号机理,其积分函数形式为(1-α)-1/2-1,微分函数形式为2(1-α)3/2,两种方法计算加入YCl_3的高岭石的热分解反应的平均活化能为277.729kJ/mol,指前因子的自然对数值为43.42;加入YCl3使高岭石的热分解活化能降低了9.81%,YCl3的加入有助于高岭石热分解反应的发生。