磷、氟杂质对建筑石膏性能的影响研究

以磷石膏应用为研究目标,通过向天然石膏中添加磷酸、氟硅酸、氢氟酸、磷酸氢钙,研究水溶磷、水溶氟、共晶磷对石膏砌块物理力学性能的影响。结果表明,水溶磷、共晶磷对石膏砌块凝结时间均有缓凝作用,力学性能随添加量增加而降低;共晶磷的影响小于水溶磷;水溶氟缩短了砌块凝结时间,降低了力学性能;水溶磷、水溶氟的共同作用对砌块具有促凝功能,在水溶磷、水溶氟总质量分数为0.15%时,石膏砌块力学性能出现最大值;随着水溶磷、水溶氟质量分数的增加,抗折抗压呈现断崖式下降。在含有0.2%共晶磷的石膏中加入水溶磷、水溶氟时,由于水化过程中共晶磷部分转化为水溶磷,导致凝结时间延长,力学性能下降。

净化磷石膏做水泥缓凝剂研究

为节约天然石膏资源和提高磷石膏综合利用率,选用净化磷石膏作为水泥缓凝剂,对其进行性能优化和力学强度研究。结果表明,净化磷石膏的最佳洗涤工艺温度为60℃,液固比为3∶1,搅拌时间为15 min,洗涤3次,添加0.5%生石灰陈化5 d再蒸养作为水泥缓凝剂。水泥试件的最佳配比为70%熟料、25%粉煤灰、5%水泥缓凝剂,试件的28 d抗折、抗压强度分别为8.45、49.49 MPa。X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)分析表明,掺入净化磷石膏后,其中的球形二氧化硅晶体与水化硅酸钙(C-S-H)凝胶、Ca(OH)_(2)晶体相互交缠填充形成一个坚固的网络,使其接近天然石膏作为水泥缓凝剂的力学性能。

煤气化渣除杂富铝制备聚合氯化铝实验研究

煤气化渣是煤气化工艺产生的固体废弃物,随着煤气化工艺的广泛推广与应用,大量煤气化渣的产生对生态环境造成威胁的同时也制约着煤化工行业的发展。为实现煤气化渣的资源化、工业化利用,以煤气化粗渣为研究对象,对其矿物赋存形态和化学组成进行分析,提出煤气化渣净化除杂-酸浸提铝制备聚合氯化铝(polyaluminum chloride,PAC)的总体构思。利用煤气化渣中各元素与酸溶液的反应活性差异,在低酸体系下浸出Fe^(2+),Ca^(2+)及少部分Al^(3+),再利用离子沉淀pH差异,将钙、铁与煤气化渣选择性分离,实现酸渣富铝。以富铝酸渣为原料,酸浸制备PAC前驱体。考察铝酸钙粉添加量、聚合温度、聚合时间对产品品质及絮凝效果的影响。结果表明:在60%理论耗酸量下,煤气化渣浸出Al^(3+),Fe^(2+),Ca^(2+),将反应液pH调至3.5,Al^(3+)选择性沉淀,固液分离后制备富铝渣,钙、铁的去除率可达84.06%和79.79%,Al_(2)O_(3)质量分数由原来的10.84%提升至14.38%;富铝酸渣添加酸后再次溶出,酸溶液中氧化铝质量浓度可达到28.4 g/L;按固液比为10 g∶100 mL向酸溶液添加铝酸钙粉,在80℃下聚合2.5 h,可获得符合GB/T 22627-2022要求的PAC产品;通过FTIR和XRD对PAC产品进行表征,表明生成的产品为PAC,将该产品应用于模拟废水中,去浊率高达92.90%。

复合激发剂对煤矸石胶凝材料性能的影响

以煤矸石为研究对象,探究了3种化学激发剂对煤矸石胶凝材料力学性能的影响,选取最优配比制备了煤矸石免烧砖。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜分析了化学激发剂的作用机理。煤矸石胶凝材料最佳配比为:活化温度800℃的煤矸石粉掺杂量90%,石灰掺杂量10%,脱硫石膏掺杂量1%,硫酸钠掺杂量0.5%(均为质量分数),在此条件下制备的煤矸石胶凝材料28d抗压强度最优,为17.02MPa。煤矸石胶凝材料水化产物中钙矾石、水化硅酸钙、水化铝酸钙和水化硅铝酸钙相互胶结,使得材料内部结构致密,提升了材料的强度,制备的煤矸石免烧砖达到JC/T422-2007中MU15强度标准。

铜尾矿浆絮凝沉降及对固化影响研究

为研究不同絮凝剂单掺及复配对铜尾矿浆的絮凝沉降效果,选用传统无机絮凝剂硫酸铝、无机高分子絮凝剂聚合氯化铝(PAC)及有机絮凝剂阴离子聚丙烯酰胺(APAM)进行单掺及2种无机絮凝剂分别与APAM复配絮凝沉降试验,并将絮凝后的铜尾矿浆进行水泥固化试验。结果表明:在最佳投加量时,3种絮凝剂絮凝效果为APAM>PAC>硫酸铝。在复配试验中,复配组合的沉降效果均优于单独使用。絮凝前后的铜尾矿固化体抗压强度各龄期最低提高了2.4倍,其中,单独使用絮凝剂硫酸铝后的铜尾矿固化体各龄期抗压强度最高,APAM最低;而在复配絮凝剂中,硫酸铝与APAM絮凝后的铜尾矿固化体抗压强度较PAC与APAM絮凝后的高。

高铁低铝煤矸石酸浸液铝铁分离研究

本文研究以高铁低铝煤矸石酸浸液为对象,根据铝、铁离子水解pH差异,提出了采用先还原Fe^(3+)再进行分离的思路。研究用纯物质模拟酸浸液组成进行铝铁分离,再将结果用于实际溶液,结果表明:对Fe^(3+)已还原的酸浸液,在90℃、pH=4.5时可制备氢氧化铝,过滤,在90℃下滤液通入空气制备水合氧化铁,产品经煅烧,制备的氧化铝产品纯度达到了国标GB/T24487-2009二级品要求,铁红性能指标超过了一级品要求,研究结果对拓展煤矸石资源化应用途径、提高煤矸石综合利用率具有重大意义。

磷石膏、钾长石制备硫酸钾的新工艺初探

在分析目前硫酸钾的主要生产工艺技术特点的基础上,提出了磷石膏、钾长石制备硫酸钾的新工艺构想,实验结果表明:在1200℃下焙烧,硫酸钙分解率达85.56%时,钾转化率可达92.17%,继续升高温度,二者没明显变化。焙烧温度低,易实现磷石膏分解率要求,同时生产硫酸钾和硫酸,更具工业化应用前景。

高铁低铝煤矸石酸法提取铝、铁研究

以高铁低铝煤矸石为原料,经机械活化,酸浸提取有价元素铝、铁。首先利用硫酸盐在不同温度和不同硫酸质量分数条件下的溶解度差异,通过结晶分离法从酸浸液中转移出硫酸盐,然后利用新鲜煤矸石中和酸浸液中的游离酸,调节p H值至1.5~2.0,制备酸浸初步净化液。以初步净化液为研究对象,利用不同离子水解p H值的差异进行物质分离,再经纯化处理制备相应产品。用XRD对原料和产品进行了表征。结果表明,在硫酸质量分数为75%的条件下,反应液固比为4、温度为125℃、3 h时煤矸石中铝、铁溶出率分别为92.5%、99.7%。通过项目经济效益分析可知,该法可以产生良好的环境效益、社会效益,同时可实现煤矸石增值,产生较好的经济效益。

高铁低铝煤矸石中酸浸溶出实验研究

研究以高铁、低铝煤矸石为原料,不用热活化处理直接酸浸提取铝、铁、钛,结果表明:随着反应温度、液固比和时间的增加,铝、铁、钛溶出率总体呈上升趋势,当硫酸质量分数超过65%时,铝、铁溶出率下降,钛溶出率继续增加;通过酸质量分数、液固比、温度和反应时间4个因素的考察,得到了各因素对煤矸石中铝铁钛溶出率的影响规律,确定了最适宜的浸出条件为:酸质量分数65%,液固比3,温度115℃,时间4 h,此条件下铝、铁、钛的溶出率分别达到88.86%,91.37%和70.75%。

钾长石在CaSO_4及其分解产物下的焙烧反应研究

根据硫酸钙还原分解产物成分,通过钾长石自身高温特性和添加硫酸钙及分解产物焙烧反应研究,探明实际体系下焙烧反应历程。研究结果表明:在1200℃下,硫酸钙能与钾长石进行反应,形成低共熔物K2Ca2(SO4)3,此物质结构稳定,无水溶特性;CaS不与钾长石反应,二者独立存在于体系中;CaO有较好反应活性,能置换出钾长石中的氧化钾;在有硫酸钙存在时,当氧化钙量不足时生成K2S2O8,当氧化钙充足时则生成K2SO4。硅、铝酸的钙盐则与体系物料配比及操作条件有关。

低品位硅藻土无熟料胶凝材料制备及机理研究

为提高低品位硅藻土在建筑材料领域利用率,减少堆存量,本试验采用石灰(钙质)、Na_(2)SO_(4)协同激发活化改性低品位硅藻土制备胶凝材料,研究了其强度变化并通过X射线衍射(XRD)仪、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)仪探讨了作用机理。结果表明,低品位硅藻土的最佳活化改性温度为850℃,胶凝材料中CaO与SiO_(2)摩尔比为1.4,Na_(2)SO_(4)掺量为1.2%时,其28 d抗折强度、抗压强度、表观密度最优,分别为3.8 MPa、19.5 MPa、0.98 g/cm^(3)。低品位硅藻土胶凝材料中石灰与SiO_(2)形成了水化硅酸钙(C-S-H)凝胶,Na_(2)SO_(4)复合石灰和改性硅藻土中偏高岭土反应生成地聚物,最终改善了强度。

钾长石-硫酸钙-氧化钙热反应制备可溶性钾机理研究

为了探求钾长石、磷石膏制备硫酸钾的机理,以钾长石、石膏、氧化钙为原料,通过XRD图谱及钾溶出率分析研究了n(钾长石)∶n(CaSO4·2H2O)∶n(CaO)为1∶1∶(2~16)配料的热反应过程.结果表明:最适宜物料配比为1∶1∶10,在此配料体系下,焙烧产物中硅酸钙有CS、C2S和C3S三种,其组成、比例与体系的反应温度有关,硅铝酸钙盐只有C2AS一种,无C3A生成,与文献报告不一致;置换生成K2O的反应有2种途径,当温度低于1100℃时,置换反应发生在KAlSi3O8与CaO之间,超过1100℃时,则KAlSi3O8与CaO和KAlSi2O6与CaO的置换生成反应共存;温度低于1200℃时,置换出的K2O不能结合为硫酸盐,而是以气态的形式逸出;温度高于1200℃时,可溶性钾盐以K2S2O8形式存在,无K2SO4成分.TG-DSC实验结果表明:体系置换反应起始温度约为1000℃,1100℃以后反应激烈进行,与不同温度下XRD图谱分析结果相吻合,高温下体系失重的原因是K2SO4转化为K2S2O8释放出K2O并以气态逸出所致.

磷石膏基复合胶凝材料的制备

根据磷石膏中影响其制品性能的物质特性,采用复合激发剂来改性磷石膏,通过对原料不同方式的预处理,确定了磷石膏基复合胶凝材料生产的工艺路线。采用正交试验法,确定了原料的最佳配比。制品各项指标达到天然石膏性能要求。

钛白粉副产物绿矾氧化焙烧法生产铁红及硫回收工艺研究

介绍了以硫酸法钛白粉副产物绿矾为原料,氧化焙烧生产铁红粉,并研究了氧化反应中硫转化为三氧化硫的适宜工艺条件。实验过程中重点考查氧化介质对硫酸亚铁中硫转化为SO3转化率的影响。

钛白粉副产物硫酸亚铁生产硫酸铵和氧化铁红的研究

以硫酸法钛白粉副产物绿矾为原料 ,生产硫酸铵和铁红粉 .用含臭氧 ( 5 0 0mg/h)的空气在5 0℃将FeCO3氧化成Fe2 O3·nH2 O .通过煅烧制铁红产品 ,其质量达HO0 1 - 0 2 一级品要求 ;硫酸铵通过净化、除杂、浓缩、结晶 ,生产一级品硫铵 .实验证明 ,本工艺氧化时间短 。

低热值煤矸石制备化工产品新工艺研究

研究以低热值煤矸石为原料,通过化学分析及结构分析确定了其矿物组成及存在形式,提出不用活化处理直接酸浸提取铝、铁、钛,干法生产水玻璃回收硅,中间副产物作原料用于系统使用的新工艺,具有能耗低,综合提取率高,生产成本低,绿色、环保的工艺特点,对煤矸石的综合利用具有重大社会意义和良好的经济效益.

磷酸粘结碎磷矿粉用于电炉法黄磷生产研究

研究选用磷酸作粘结剂,使碎磷矿粉粘结成型。通过实验,检测了型球的各种物性参数,确定了适宜的工艺条件,并对型球和块矿分别用于电炉法黄磷生产的效益作了分析比较。

褐煤腐植酸的结构、组成及性质的研究进展

综述了从褐煤中提取腐植酸的方法、腐植酸结构、组成以及生产腐植酸磷肥的研究进展。预处理褐煤可提高腐植酸的萃取率,但需要解决其经济性问题。常用气相渗透压法和凝胶渗透色谱测定表观相对分子质量,质谱法和流动场流分离技术测定相对分子质量是研究热点。腐植酸的超分子结构是由小分子簇形成。腐植酸主要由芳香酸和酚组成,热解-气相色谱-质谱是研究腐植酸组成的主要方法,为避免极性化合物的影响,实验时常加入四甲基氢氧化铵。电泳法常被称作腐植酸的指纹信息,用做腐植酸分类。腐植酸和金属离子的络合作用受p H值影响较大,腐植酸-金属-磷酸盐络合物是腐植酸磷肥的主要成分,可减少土壤中磷的固定,增加植物吸收磷的有效性,是腐植酸领域的研究热点。

煤焦油分离与精制的研究进展

综述了煤焦油分离与精制的研究进展。重点介绍了煤焦油脱水速率模型及蒸馏,酚类、盐基化合物和洗油的分离与精制,工业萘及精萘的生产,蒽油制取优质新型沥青,煤焦油加氢的研究进展和工艺现状,并对各种分离工艺进行了分析与比较。还介绍了近年出现的新型煤焦油分离技术,如粗酚加压分解工艺和溶剂提纯工业萘。对煤焦油分离与精制的研究及发展方向进行了分析和展望,指出萃取和膜分离是盐基化合物提取的发展方向,蒽油制取优质新型沥青是国外研究热点,煤焦油加氢是提高煤焦油附加值的重要方法。

黄磷炉渣制取白炭黑和磷酸氢钙的工艺

黄磷炉渣为电炉法生产工业黄磷时产出的固体废弃物,富含SiO2和CaO,可用于提取硅、钙化合物产品。以黄磷炉渣为原料,经磷酸浸出、精制、煅烧可得到优质白炭黑和磷酸氢钙产品。白炭黑SiO2含量达到97%,白度90%,比表面积205cm2/g;磷酸氢钙产品达到(HG2636-2000)饲料级磷酸氢钙产品的质量要求。研究表明,浸出和精制的最佳工艺条件为:工业磷酸用量80mL,浸出温度自然升温;硝酸含量8%,精制反应时间2.0h,精制反应温度70℃。