基于响应面法的碳酸钠活化铜尾矿胶凝性能机制研究

为了有效激发铜尾矿活性制备性能良好的胶凝材料,以铜尾矿为主要原材料,水玻璃和NaOH为碱激发剂,采用响应面优化法开展胶凝材料配比优化实验,并通过方差分析以及三维曲线图研究自变量及其交互作用对28 d抗压强度的影响;利用XRD、SEM、FT-IR、TG-DTG等对试样的矿相成分、微观形貌等特征进行分析。结果表明:通过优化实验获得最优配比为碳酸钠掺量50%、氢氧化钠掺量1%、水玻璃掺量22 g/100 g,此参数下铜尾矿胶凝材料28 d抗压强度为30.41 MPa。经过机械球磨40 min后,碳酸钠在适当的碱性环境下使铜尾矿的活性激发到较佳状态,铜尾矿经水化反应生成了大量结晶度较高的C-S-H凝胶与棱柱状钙钒石等水化产物,彼此相互连接构成网状结构,使胶凝材料保持较高的强度性能。

氢氧化钠对地质聚合物制备及高温力学性能影响

该研究旨在探索锂辉石尾矿与精炼渣的资源化利用新途径。通过单因素实验和正交实验,分析了氢氧化钠添加量、水玻璃添加量和锂辉石尾矿与精炼渣掺量比对地质聚合物力学性能的影响。在此基础上,重点分析了氢氧化钠添加量对锂辉石尾矿-精炼渣基地质聚合物制备力学性能的影响,采用XRD、SEM、FT-IR等表征手段分析了氢氧化钠对地质聚合物微观结构的影响。研究结果表明,锂辉石尾矿与精炼渣掺比量为7∶3、水玻璃添加量为15 mL、氢氧化钠添加量为2 g的条件下,制备地质聚合物28 d抗压强度可达26.78 MPa。氢氧化钠添加量对地质聚合物制备的影响最为显著,当锂辉石尾矿的碱度过高时,会减缓或抑制硅氧四面体和铝氧四面体的溶出,从而影响了C-S-H凝胶和N-A-S-H凝胶的合成。XRD和SEM分析显示,随着氢氧化钠含量的增加,生成的凝胶先增多后减少,同时与蓝晶石等物质结合,提高了地质聚合物的致密程度。此外,在800℃下,锂辉石尾矿-精炼渣基地质聚合物的抗压强度损失较小,表明其具有良好的耐高温性能。

热-机械协同活化铜尾矿水化胶凝性能研究

铜尾矿是铜矿经过一系列工艺选矿完成后剩下的颗粒直径较小的沙粒,其堆存会带来诸多环境问题。铜尾矿结晶度高、活性低,许多研究人员探究激发活性后的铜尾矿作为混凝土等材料的辅料,但利用率较低。本文通过热-机械协同活化的方式激发铜尾矿的活性,分析活性铜尾矿水化胶凝性能,依据抗压强度、粒径分布及矿相成分微观结构变化分析水化反应效果。在此基础上,采用X射线衍射仪(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)和电子扫描电镜(SEM)对铜尾矿胶凝性能进行分析。研究结果表明:热-机械协同活化激发铜尾矿活性的力学性能有了很大提升,即铜尾矿在600℃、机械球磨时间80 min条件下,活性由5.60%上升至89.91%,抗压强度为10.87 MPa;XRD和FT-IR进一步分析出活化铜尾矿多处产生了水化C—S—H凝胶、N—A—S—H凝胶、钙矾石等胶凝物质,其形状多呈现絮凝状、棉团状及短棒状。本文研究为铜尾矿的进一步利用提供理论支撑。

钠盐球磨协同活化铜尾矿及胶凝水化性能研究

为提高铜尾矿活性,制备全尾矿胶凝材料,本文进行了机械球磨、无水Na_(2)CO_(3)、Na_(2)SO_(4)与铜尾矿共磨提高铜尾矿反应活性实验研究。通过调整钠盐掺量、球磨时间,分析了机械化学球磨过程中粒度分布和矿物相变化;采用球磨活化铜尾矿胶凝材料28 d抗压强度表征活化效果,利用XRD、TG-DTG、FT-IR、SEM-EDS等表征方法,阐明了铜尾矿水化反应机理。研究结果表明:在Na_(2)CO_(3)、Na_(2)SO_(4)掺量分别为50%、25%,球磨时间分别为40 min、60 min时,铜尾矿活性激发效果最佳;进行钠盐球磨后,铜尾矿粒径减小,颗粒均质化,石英、白云母、叶绿石、钙硅氧化物等主要结晶矿物非晶化,钠盐球磨活性铜尾矿基胶凝材料(CCT样品和SCT样品)28 d抗压强度分别达到了55.4 MPa、30.7 MPa,相比机械球磨铜尾矿(CT),抗压强度分别提高了13倍、7倍;钠盐的掺加对铜尾矿水化反应产物种类无影响,活性铜尾矿经水化反应主要生成C—S—H凝胶、N—A—S—H凝胶及短棒状钙矾石等水化产物,使活性铜尾矿基胶凝材料显示出良好的力学性能。

基于灰色聚类法的乌鲁木齐市空气质量状况研究

采用灰色聚类分析方法,对乌市2000～2004年和2005年12个月的大气污染物进行多因子污染等级评价。结果表明2000年至2004年乌市大气质量状况变化总体较稳定并向清洁程度发展;2005年12个月的大气质量状况受到采暖期和非采暖期的影响较大。

利用赤泥捕获CO_2反应特性

引言 中国是世界上最大的煤炭生产国和消费国,煤炭产量占世界总产量的三分之一,也是目前少数几个以煤炭为主要能源的国家之一。大量煤炭的燃烧导致我国CO2排放量急剧增加,根据世界银行数据库估计，2000～2008年中国CO2年排放总量从27亿吨提高到70亿吨，年平均增长率为12．28％，其累计排放量为415亿吨碳当量。

钙基固体废弃物湿法捕获二氧化碳的反应特性

以钢厂排出的废钢渣粉渣为碳捕获剂,研究不同比例的钢渣浆液对CO2的捕获效果、碳捕获过程、pH值变化及热力学计算,并通过XRD,TG-DTA,BET,SEM,FT-IR等方法对碳捕获前后的物料特性进行表征分析。XRD和SEM分析结果表明,钢渣粉渣中的碱性物质与CO2发生反应,碳捕获后固相中多处出现CaCO3且含量显著增加,比表面积也大幅度增加。TG-DTA和FT-IR分析进一步证实碳捕获后由于CaCO3的增加使废钢渣内部的物理化学和微观结构发生了很大变化。

钢渣湿法捕获CO_2反应机制研究

以炼钢过程中排放的固体废弃物钢渣为碳捕获剂,进行了钢渣湿法捕获烟气CO2工艺的实验研究。通过分析钢渣的组成成份及反应机理,研究液固比、反应温度、反应时间、pH值及反应产物等主要参数对钢渣湿法碳捕获状况的影响。实验证明,通过合理的设计和适当的操作,可使钢渣湿法碳捕获效率达60%以上,具有一定的应用价值。

粉煤灰吸附二氧化碳实验研究

以新疆某电厂粉煤灰作为吸附原料来吸附二氧化碳,研究了液固比、二氧化碳流量、温度等不同工艺条件对二氧化碳吸附效果的影响;研究了粉煤灰吸附二氧化碳时的吸附量和p H值、电导率变化规律。研究结果表明,液固比为5∶1,通气量为250 m L/min时,在常温常压的条件下每千克粉煤灰的吸附二氧化碳量可达到0.84 g。温度过高不利于碳捕获反应的进行,浆液p H值随着反应程度而下降,浆液中离子浓度的改变使电导率也发生变化。吸附二氧化碳气体后的粉煤灰可以用于建筑材料,达到"以废治废"目的。

粉煤灰吸附净化含铅废水实验研究

以粉煤灰为吸附材料,模拟含铅离子废水,探讨吸附时间、p H值、温度、投灰量、离子浓度5个因素对粉煤灰吸附重金属效率的影响;并设计五因素四水平的正交实验,经过均值分析和方差分析数据得出最佳水平组,结果表明:当离子质量浓度60 mg/L、吸附时间90 min、投灰量5.0 g、p H值6.0、温度20℃时吸附效果最好。单因素分析得出,当吸附时间90 min、p H值6.0、温度50℃、投灰量5.0 g、离子质量浓度30 mg/L时吸附效果相对较好,单因素方差分析也证明以上5种因子对粉煤灰吸附铅离子具有显著性差异。

乌鲁木齐市不同下垫面雨水径流水质特性分析

针对乌鲁木齐市面临水资源短缺和水环境污染双重压力的现状,选取乌鲁木齐城区4个不同下垫面的屋面和路面作为雨水取样点,分析了径流不同时间段雨水水质的变化趋势。结果表明:径流初期下垫面的雨水污染均较严重,污染物浓度较高。随着径流时间的持续,各污染物浓度呈下降趋势,且污染物间有一定的相关性。与此同时,依据乌鲁木齐市不同下垫面的雨水水质提出了针对乌鲁木齐市降雨特点的雨水综合利用的途径和措施,为缓解乌鲁木齐市水资源短缺问题具有一定的指导作用。

pH对精炼渣碳酸化效果机制研究

以新疆某钢厂精炼渣为实验原料,通过粒径、液固比、CO_(2)通气量、搅拌速度等不同工艺条件探究pH对精炼渣碳酸化效果的影响,分析碳酸化过程pH值和电导率的变化规律.通过XRD(X-Ray Difractometer)、SEM(Scanning Electron Microscope)、TG-DTG(Thermo Gravimetry-Derivative Thermo Gravimetry)、FT-IR(Fourier TransformInfrared Spectroscopy)、ICP离子色谱等表征方法研究在不同pH缓冲溶液下精炼渣碳酸化后矿相成分变化、pH对溶液中离子(Ca^(2+)、CO_(3)^(2-)、HCO_(3)^(-))的迁移转化,并对碳酸化程度、CaCO_(3)的质量和CO_(2)吸收量做定量分析.结果表明:pH在弱酸和强碱的条件下会促进Ca^(2+)的更高溶解,使C-S-H凝胶在碳酸化的作用下发生脱钙,最终生成CaCO_(3),pH=6.00时,总失重率达到最大为30.10%;pH=12.46时,碳酸化程度达到最高为40.48%.碳酸化后的精炼渣可用作建筑材料,达到“以废治废”的目的.

关于高校固体废弃物处理与处置教学方法探究

新疆大学环境工程和环境科学专业都开设了固体废弃物处理和处置的课程,并将其归结到专业课的范畴,因此需要采取有效的教学方法。文章主要探讨高校中固体废弃物处理和处置的教学方法,希望可以给新疆大学实际教学工作者提供教育改革思路,以引导此课程教学朝着更加有效的方向发展。

用赤泥捕集二氧化碳

以拜耳法生产氧化铝产生的赤泥为捕集剂,对CO2进行捕集,考察了液固比、反应温度、搅拌速率、CO2流量对单位CO2捕集量(以每克赤泥捕集的CO2质量计)和赤泥脱碱率(以钠去除率计)的影响。实验结果表明:在液固比为7∶1、反应温度为30℃、搅拌转速为500 r/min、CO2流量为200 mL/min的最佳实验条件下,最大单位CO2捕集量为0.026 3 g/g,赤泥的脱碱率可达到42.43%。赤泥具有较强的捕集CO2的能力,因此,利用固体废弃物赤泥吸收工业废气中的CO2可以达到以废治废的目的。

创新实践能力下培养环境科学毕业论文多样化改革探索

依托专业老师的科研平台和校企合作('双导师制'形式)的创新型人才培养探索与实践,进一步形成新疆大学环境科学专业的特色,同时密切配合导师和督导组的检查督促工作,做好毕业设计的全程质量监控,从而确保毕业设计的质量。

碱激发粉煤灰-钢渣地质聚合物的抗压强度实验研究

以粉煤灰和钢渣为主要原料,采用水玻璃和Na OH作为碱激发剂,制备出一种具有较高早期强度的地质聚合物胶凝材料。通过实验探讨了各因素对该地质聚合物强度发展的影响。同时,考察了钢渣的加入量对地质聚合物强度的影响。结果表明,当钢渣的加入量(质量分数)为25%,碱加入量为16%,水灰比为0.16,水玻璃加入量为24%时,各组试样的7 d和28 d抗压强度均在20 MPa以上。由XRD、FT-IR进一步分析得出,粉煤灰和钢渣的协同作用制备地质聚合物复合胶凝材料具有较好的早期和后期强度。

LF精炼渣物化特性及综合利用

LF炉精炼法目前是中国常用的精炼法,比较常见的种类有CaO-CaF_2、CaO-A1_2O_3、CaO-Al_2O_3-CaF_2和CaO-Al_2O_3-SiO_2为基的精炼渣系。不同精炼渣样品成分和物相差别较大,在利用时应根据这种差异探寻不同的利用途径。该文综述了精炼渣的理化特性,在此基础上,分析了精炼渣资源化利用途径。了解精炼渣的理化特性及综合利用能力,不仅消除环保上的隐患,还能创造出新的经济价值,实现精炼渣回收利用及综合治理的目的。

不同环境条件下粉煤灰吸附铅离子效率对比研究

以粉煤灰为吸附材料,利用硝酸铅试剂模拟含铅离子废水,探讨了吸附时间、pH、温度、投灰量、离子浓度5个因素对粉煤灰吸附铅离子效率的影响,并拟合出不同条件下的最佳吸附模型.单因素分析结果表明,当实验条件分别为吸附时间90min、pH=6.0、温度50℃、投灰量5.0g、离子浓度30mg/L时吸附效果最好,吸附效率均超过98%.吸附时间、pH值、投灰量3种影响因子所建立的粉煤灰吸附铅离子方程均以二次多项式表示为最佳,回归系数R^2均超过0.83,而温度和离子浓度所建立的方程中,前者以三次多项式精度最高,R^2可达0.86;后者则以对数形式拟合最好,R^2为0.93.实验中拟合粉煤灰吸附铅离子过程Langmuir模型的R^2比Freundich模型的R^2大0.602,所以其更适用于Langmuir单分子层吸附模型.

精炼渣碳酸化矿相析出热力学分析

采用HSC Chemistry软件进行碳酸化热力学计算,并结合精炼渣典型CaO-Al2O3二元系和CaO-Al2O3-SiO2三元系进行分析。精炼渣中的高钙基物质CaO、Ca3Al2Si3O12(钙铝榴石)、Ca12Al14O33(钙铝石)、CaSiO3、Ca2SiO4、Ca3SiO5为碳酸化创造了碱性环境,有效地促进了碳酸化进程。通过热力学分析得出673 K以下,精炼渣中CaO、Ca(OH)2、Ca2SiO4、Ca3SiO5和FeO的吉布斯自由能均为负值,表明了精炼渣碳酸化的可能性。在此基础上,分析Ca-H2O、Mg-H2O、Al-H2O和Fe-H2O系E-pH图,明确指出在碱性(pH>7)条件下容易进行碳酸化反应,其实质是CO2溶于水形成H2CO3与精炼渣中的金属氧化物发生反应并沉淀出碳酸盐。

温度对精炼渣碳酸化效果影响分析

为了有效改善精炼渣的安定性及致密性问题,采用正交试验探讨精炼渣碳酸化过程,以温度为单一影响因素,考察碳酸化粒度分布,结合XRD,SEM,FT-IR,TG-DTA等手段对精炼渣碳酸化效果进行探讨。结果表明,精炼渣碳酸化各因素主次关系为:粒径>CO 2通气量>反应温度>转速>液固比;碳酸化后精炼渣中f-CaO、Ca 2SiO 4、Ca 3SiO 5、12CaO·7Al2O3消失,CaCO 3晶型增加明显,且以方解石为主;不同温度(20℃、40℃、60℃、80℃)碳酸化后精炼渣总的热分解失重百分率分别为:35.26%、35.24%、34.36%和27.29%。