黄铜矿粗选指标对水玻璃超声波改性的响应及其机理

为阐明黄铜矿粗选指标与水玻璃超声波改性的内在关系,以超声波预处理的水玻璃为调整剂,进行了黄铜矿实际矿物的浮选试验,并采用pH值、黏度及红外光谱等手段对超声波预处理水玻璃溶液及矿浆浊度进行了表征。结果表明,黄铜矿的粗选回收率对超声波改性的水玻璃较为敏感。铜的回收率在水玻璃预处理时间为15 min作用时的敏感性最强,为85.42%,与未改性水玻璃的回收率相比提高了9.19个百分点。超声波预处理可减小水玻璃溶液的pH值,并使其黏度降低0.36%,这有利于水玻璃在矿浆中的分散。此外,超声波预处理还可改变水玻璃溶液的中水分子的比例以及水玻璃官能团的组成,并使预处理后的水玻璃溶液中游离水羟基与H 2 SiO 3中的Si—OH的相对比例分别提高7.83个百分点和1.08个百分点。游离水组份的增加有利于改善黄铜矿的疏水性及浮选效果,水玻璃有效成分H 2 SiO 3中Si—OH的组份增加在一定程度上强化了对矿泥的分散作用,从而提高了粗选作业铜的回收率。研究对超声波技术在有色金属浮选领域的应用有一定参考意义。

矿粉-再生微粉-水玻璃旧砂超细粉磨协同制备地聚合物试验研究

为研究矿粉-再生微粉-水玻璃旧砂超细粉磨协同制备地聚合物的可行性,开展了粉磨参数、不同再生微粉掺量、不同粉磨细度,不同赤泥掺量下的地聚合物力学性能、耐久性能、重金属浸出试验研究。结果表明:最佳粉磨参数为振动磨填充率40%,料球比1∶12;最佳粉磨细度700 m~2/kg;在此基础上,地聚合物基材最佳配比为矿粉70%,再生微粉20%,水玻璃旧砂微粉10%,其中激发剂的最佳配比(占基材总质量)为P·O52.5水泥15%,赤泥2.5%,脱硫石膏2.5%。铜、铅、镍、锌、镉重金属的浸出率都在0.2%以内。

水玻璃复合堵漏体系中氯化钙控释技术

水玻璃-氯化钙体系是常用的油井堵漏材料,但是水玻璃和氯化钙一接触即快速反应,只能采用双液法进行施工,工序复杂。因此拟对氯化钙进行控释,以期能够将水玻璃-氯化钙混合同时泵注,简化施工。该研究通过使用树脂体系对氯化钙进行包裹完成氯化钙的控释。通过改变体系中氯化钙的加量、交联剂的加量以及单体的种类及配比,考察以上3种因素对控释效果的影响。研究发现,通过树脂对氯化钙进行包裹时,氯化钙与单体的质量比为1∶4、交联剂加量为6%,可将水玻璃-氯化钙体系失去流动性时间延长至105 min。将已包裹氯化钙的树脂粉末进行二次包裹时,氯化钙与单体的质量比为1∶2、一次包裹二次包裹交联剂加量均为6%时,可将水玻璃-氯化钙体系失去流动性时间延长至110 min。在二次包裹的树脂体系中加入氯化钠,可将体系失去流动性时间延长至180 min。通过红外光谱和SEM谱图分析发现,吸水树脂通过减少氯化钙与水玻璃的接触面积来减缓反应的进行,树脂本身不参与水玻璃与氯化钙的反应进程。

水玻璃种类对聚合物改性碱激发矿渣性能的影响

从水化过程、力学性能、收缩性能等方面系统研究了2种水玻璃对苯丙乳液(SA乳液)改性碱激发矿渣(AAS)性能的影响及其作用机理,以期指导SA乳液在AAS中的应用.结果表明:钾水玻璃(PWG)加速矿渣水化进程的能力强于钠水玻璃(SWG);SA乳液不影响AAS的水化进程,不会阻碍水化硅酸钙/水化硅铝酸钙的生成,但会抑制水滑石的生成;SA乳液显著降低了AAS的抗压强度,并且对PWG激发AAS的影响强于SWG激发AAS;AAS的抗折强度随着SA乳液掺量的增加呈先增大后减小的趋势,在SWG与PWG激发AAS中,SA乳液的最佳掺量分别为2.5%与5.0%;PWG激发AAS在14d内的总变形量高于SWG激发AAS,SA乳液可显著降低硬化浆体的总收缩量.

水玻璃固化冰碛物的强度及固结机理分析

为解决普朗铜矿在开采过程中地表松散冰碛物堆积造成地面塌陷和泥石流的问题,本文采用水玻璃复合酯类固化剂制备固结材料固结冰碛物,对冰碛物固结体的抗压强度进行了研究,并通过XRD、FTIR、DSC-TG和SEM对水玻璃复合酯类固化剂固结材料固结冰碛物的固结机理进行了探究。结果表明,冰碛物固结体28 d抗压强度最高可达2.05 MPa,具有较好的固结性能。酯类固化剂作用下,水玻璃水解产物与酯类固化剂的水解产物反应生成乙酸钠和硅凝胶,硅凝胶起到了填充冰碛物颗粒之间的空隙、胶结冰碛物颗粒的作用。

矿用聚氨酯/水玻璃堵水复合材料的制备及研究

随着煤矿开采力度加大,突水、动水等灾害严重影响施工人员的安全,注浆堵水材料发挥着重要的作用。采用水玻璃对聚氨酯改性,制备合成聚氨酯/水玻璃(PU/WG)复合注浆材料。探究催化剂[二月桂酸二丁基锡(DBTDL)、二甲基苄胺(BDMA)、二甲胺基乙氧基乙醇(DMAEE)]对复合材料固化时间和最高反应温度的影响,得到其最佳配方为DBTDL∶BDMA=1∶1(总含量为0.2%)。同时,通过力学性能、最高反应温度等参数探究不同水玻璃模数对PU/WG复合材料的影响,得到水玻璃模数为2.31的效果最好,并对其进行抗老化性能、水质影响、渗透系数等测试,结果表明其均符合最新行业安全标准AQ/T 1087—2020《煤矿堵水用高分子材料》,PU/WG复合材料在煤矿堵水方面有潜在应用前景。

改性水玻璃加固细砂层暗挖隧道现场注浆试验

全断面细砂地层暗挖隧道施工存在塌方失稳的工程风险。本研究通过开展室内试验、现场原位浆液渗透注浆加固试验和现场原位注浆开挖试验,对改性水玻璃浆液在细砂层内部的扩散特征、固砂性能及隧道开挖稳定性开展了一系列工作。结果表明:当改性水玻璃浆液凝结时间控制在1~4 h时,可有效改善低应力条件下粉细砂的抗剪强度,无侧限抗压强度可达到140~170 kPa;在0.3~0.5 MPa注浆压力作用下,改性水玻璃浆液在小导管周边形成了60~80 cm厚的固砂体,有效抑制了砂层塌落,为暗挖隧道的稳定开挖提供保障,现场实测地表变形量控制在25 mm以内;细砂层暗挖隧道超前小导管布孔间距控制在30~50 cm以内,改性水玻璃浆液合理配比宜通过室内试验初选、现场浆液渗透注浆加固试验验证和现场开挖效果反馈等多种手段进行综合确定。

水玻璃对粉煤灰海水海砂混凝土氯离子固化能力的影响

本研究以粉煤灰、海水和海砂为原料,制备了粉煤灰海水海砂混凝土,在模拟海水环境下测定了其总氯离子和自由氯离子含量,探讨了水玻璃掺量对粉煤灰海水海砂混凝土氯离子固化能力的影响。采用X射线衍射仪(XRD)、热分析(TG-DSC)、扫描电镜(SEM)等技术手段分析了海水海砂混凝土水化产物和微观形貌的变化。研究结果表明:随着水玻璃掺量的增加,氯离子固化能力呈现先增大后减小的趋势。当水玻璃掺入量为3%时,最大氯离子固化能力值可达到0.943。氯离子的固化主要来源于C-S-H凝胶的物理吸附和Friedel盐的化学结合作用。

新型改性水玻璃固沙剂制备与研究

为了解决市场上现有化学固沙剂存在的抗水性相对较差、固沙效果不理想等问题,通过在水玻璃中加入一些有机和无机改性材料,制备了一种具有高强度、耐久性和稳定性的新型复合固沙剂,研究了水玻璃浓度、不同改性剂添加量对其性能的影响。结果表明:1)按照水玻璃模数为3.0,改性剂四硼酸钠、碳酸锂、山梨醇、聚丙烯酰胺的添加量(占水玻璃质量的百分比)分别为1.5%、2.5%、0.2%、0.3%,助黏剂羧甲基纤维素钠的添加量为0.3%配置的新型改性水玻璃固沙剂,对沙土固化层的强度可达14.1 MPa;2)新型改性水玻璃固沙剂稳定性和耐久性优良,经70℃高温和-20℃低温7 d老化后,无侧限抗压强度损失率分别为11.8%和19.5%,在700℃高温条件下质量损失率仅为8.6%;3)新型改性水玻璃固沙剂的固沙效果良好,固结层在风速≤20 m/s的净风条件下表现为无风蚀或轻微风蚀,在含沙气流冲击下风蚀量较净风条件下略有增加。

超细水泥-水玻璃双液浆性能及注浆止水效果试验研究

北京地铁14号线高家园站的站厅层和站台层采用暗挖通道连接,地层为富水粉细砂层。为解决暗挖通道采用普通水泥-水玻璃双液浆注浆止水效果差且地表隆起较大的问题,提出采用超细水泥-水玻璃双液浆注浆止水的方案。首先对浆液流动性、凝结时间和固结体强度进行测试,根据测试结果确定了超细水泥-水玻璃双液浆的配合比:A液为超细水泥净浆,水灰比为1.0;B液为水玻璃溶液,波美度为20°Bé;缓凝剂为磷酸氢二钠,掺量为2.5%。A液约占总注浆量的80%,B液与缓凝剂各占约10%。采用颗粒流数值模拟方法,研究了超细水泥浆液中颗粒在地层中的运移距离与注浆压力的关系。结合浆液性能测试和数值模拟结果,提出了注浆压力0.5 MPa,注浆孔直径5 cm,间距50 cm,梅花形布置的注浆方案。经在暗挖通道现场注浆试验,采用超细水泥-水玻璃双液浆注浆止水效果良好。

镁离子强化水玻璃对石英抑制机理研究

氧化铅锌矿浮选中对于脉石矿物石英的抑制十分关键。在以十二胺为捕收剂的体系中,单独使用水玻璃对石英抑制效果较弱。因此,加强对作为脉石矿物石英的抑制研究具有重要意义。通过单矿物浮选实验、吸附量测试、Zeta电位分析、XPS检测和分子动力学模拟,研究了Mg^(2+)与水玻璃作为组合抑制剂对石英浮选行为的影响及其抑制机理。单矿物浮选实验结果表明Mg^(2+)与水玻璃组合使用对石英起到了强烈抑制作用,在pH=9.7、水玻璃用量为2×10^(-4)mol/L时,石英的回收率为90.15%,而添加了8×10^(-4)mol/L镁离子后石英的回收率仅为3.15%。Zeta电位分析、吸附量测定表明,与水玻璃相比,在Mg-水玻璃的作用下吸附在石英表面的十二胺降低了95%。XPS检测和浮选溶液化学表明,Mg^(2+)与溶液中的SiO(OH)3-反应生成离子聚合物以弱物理吸附的方式吸附在石英表面,阻碍捕收剂十二胺的吸附,从而实现对石英的抑制。分子动力学模拟表明,镁离子强化了水玻璃的抑制作用,十二胺在石英表面的相对浓度降低。因此,Mg-水玻璃组合抑制剂对石英的抑制作用更强。

热硬化水玻璃砂粉末改性作用研究

水玻璃作为一种无毒无味无机粘结剂,广泛应用于铸钢、铝合金的造型材料,被誉为21世纪绿色环保铸造材料。但水玻璃砂也存在着易吸湿、常温强度低、溃散性差等问题。文章面向铝合金精密铸造,开展了热硬化水玻璃砂改性工艺、强度性能、残留强度和粘结机理较系统的实验研究,探讨无机粉末改性剂(代号:MS-96、MS-98、MK和KS)对水玻璃砂强度、溃散性的影响,分析砂粒之间粘结桥的微观形貌,确定适用于铝合金精密铸造用新型水玻璃砂的最佳配方,为新型改性水玻璃应用和铝合金精密铸造奠定技术基础。

溶胶-凝胶法制备超疏水玻璃及性能研究

玻璃由于表面亲水而易受污染,限制了其应用。将硅酸乙酯(TEOS)以一定的比例与氨水、乙醇混合搅拌,制备成SiO_(2)溶胶,将其喷于玻璃表面,随后采用低表面能物质十八烷基三氯硅烷(ODTS)对其表面进行修饰,成功制备具有超疏水性能的玻璃。采用扫描电子轨道显微镜(SEM)、接触角测量仪等对制备的玻璃表面的微观形貌及润湿性进行表征。结果表明:超疏水玻璃表面粗糙度大大增加,其对水的接触角为158°,滚动角为6°,具有优异的疏水性。自清洁实验结果表明,该方法制备的超疏水玻璃具有优异的自清洁性能,此外经过耐热性实验发现,其疏水性未发生较大改变,具有优异的耐高温性能。使用该方法制备的超疏水表面具有较好的应用性。

水玻璃活化黄河泥沙对再生骨料透水混凝土性能的影响

采用不同模数(1.3、1.8、2.3、2.8、3.3)的水玻璃对黄河泥沙进行了活化处理,并制备了再生骨料透水混凝土,研究了水玻璃模数对黄河泥沙活性和再生骨料透水混凝土性能的影响。结果表明:水玻璃能明显提高黄河泥沙的活性,当水玻璃模数为2.3时,黄河泥沙的28 d活性指数达到最大,为65%;随着水玻璃模数从1.3逐渐增加至3.3,黄河泥沙中的Al3+活性率逐渐降低;与未活化黄河泥沙相比,采用活化黄河泥沙制备的再生骨料透水混凝土的抗压强度提高,耐流水侵蚀系数增大。

水玻璃固硫灰复合改善氯氧镁水泥强度特性研究

研究固硫灰和水玻璃对氯氧镁水泥强度的影响。研究表明,固硫灰的加入对水泥体强度起到促进作用,固硫灰掺量从0%升至5%,水泥体的抗压和抗折强度分别提升了21.4%和47.2%。水玻璃的添加量在2%以内对抗压和抗折起到一定的促进作用,但当掺量高于2%后,水泥体强度有明显下降,影响7 d和28 d强度因素的主次关系为固硫灰>水玻璃,而当水玻璃的掺量高过一定值后,其作用效果强于固硫灰。研究确定了一般墙体工程的强度设计要求,为研究水玻璃和固硫灰复合外加剂改性氯氧镁水泥在实际工程中的应用提供理论依据和数据支持。

碱渣-矿渣-水玻璃对流态固化土的影响研究

目前国内工业固废的碱渣和矿渣应用程度不高,多为填埋处理,导致资源浪费。本文根据现有的国内外研究成果,设计了不同成分掺量比例、不同龄期流态固化土的抗压强度试验方案,研究了碱渣-矿渣-水玻璃对疏浚淤泥的固化作用影响,分析了固化土强度随成分掺量比例的变化规律以及各成分对疏浚淤泥的固化机理,结果表明,碱渣-矿渣-水玻璃组分可应用于施工工程用流态固化土中,可有效使用工业固废,节约自然资源,是一种节能环保的新型绿色建筑材料。

波美度对水泥-水玻璃浆液性能的影响

水泥-水玻璃(C-S)双浆液在铁路隧道灌浆、堵水等工程中具有广泛的应用,而水玻璃的波美度对C-S双浆液的灌浆及堵水效果等具有重要影响.基于此,研究了不同波美度(12~35°Bé)对C-S浆液灌浆性能、力学性能及干缩性能的影响规律,并通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及比表面积测试(BET)等测试技术探究了微观机理.结果表明,随着波美度从12°Bé增大到35°Bé,C-S浆液的胶凝时间呈线性增长规律,由最初的18s延长到31s;抗压和抗折强度随波美度的增大逐渐增加,前者呈线性增长规律,后者呈指数变化规律,当波美度超过25°Bé趋于平缓;56d自收缩率由12°Bé的0.32%、25°Bé的0.62%增大至35°Bé的068%.C-S浆液的固结机理归结为水泥水化、碱激发以及碳化3种作用,大量C-S-H凝胶和CaCO3等晶体物质生成,致使C-S浆液结石体结构较致密,且随着波美度的增加致密度不断增加,适用于注浆体的防渗堵漏或加固补强.

低铁、低水不溶物水玻璃湿法制备技术的研究与应用

与干法工艺相比,湿法水玻璃生产能耗低,对环境的影响小,但产品的浓度低、模数低、水不溶物高会制约水玻璃在下游硅化物行业的应用。低铁、低水不溶物水玻璃湿法制备技术的研究与应用就是在现有湿法水玻璃生产工艺的基础上,对原材料、设备、工艺进行迭代和升级,形成一种低铁、低水不溶物水玻璃湿法制备技术和工艺,提升水玻璃的品质,拓宽其使用领域。

湿法水玻璃节能降耗提升产品质量的方法探析

水玻璃是一种用途广泛的无机盐产品,目前有湿法(液相法)和干法(固相法)两种主流生产工艺,其中湿法工艺在国内的应用最为广泛。以往普遍的认知是湿法工艺生产的水玻璃浓度和模数都比较低,这也限制了其使用范围。另外,不管采用那种加热方式,水玻璃生产都要消耗大量的能源,笔者详细地阐述了通过原材料选用、工艺改进、余热回收、精细化管理来降低湿法水玻璃生产的碱耗、能耗,提升产品质量,降低生产成本,提高产品的市场竞争力。

酯硬化水玻璃砂+酯硬化碱酚醛树脂砂“双砂”造型技术创新与实践

针对公司新上马的酯硬化水玻璃砂铸钢造型生产线初始的酯硬化水玻璃砂造型工艺生产部分厚大合金钢、低碳合金钢及高锰钢铸件表面存在的气孔、皱皮、气痕、冷隔和粘砂铸造缺陷,在原湿型水玻璃砂面、背砂工艺生产铸钢件的启发下,在新上马的酯硬化水玻璃砂铸钢造型生产线通过实施“酯硬化碱酚醛树脂砂面砂+酯硬化水玻璃砂背砂”“双砂”造型的工艺创新,较好地解决了初始酯硬化水玻璃“单一砂”造型工艺生产厚大铸钢件存在的问题,发挥了酯硬化水玻璃砂与酯硬化碱酚醛树脂砂两种型砂各自的工艺优势,为公司新上马的酯硬化水玻璃砂铸钢造型生产线提升铸件质量奠定了坚实的基础。