Extraction of Magnesium Oxide from Boron Mud

The boron mud is solid waste from a borax factory in Liaoning province, China. The main chemical compositions of the boron mud powder are MgO 43.36%, SiO2 25.99%, Fe2O3 5.55% (shown in Table 1), and its mineral phases are mainly forsterite, magnesite and phlogopite.

水泥和钢渣粉协同固化高含水率疏浚泥的力学性能研究

研究了钢渣粉的掺入方式(内掺、外掺)和掺量(0、5%、10%、15%)对水泥固化高含水率疏浚泥力学性能的影响。结果表明:当水泥掺量一定时,随着钢渣粉外掺量的增加,固化疏浚泥的3、7、14、28、90 d无侧限抗压强度均先增大后减小,14 d峰值应力和峰值应变也呈先增大后减小的趋势,钢渣粉的最佳外掺量为10%;对于纯水泥固化疏浚泥,其变形系数随着水泥掺量的增加而增大,抵抗变形的能力降低;外掺适量钢渣粉降低了固化疏浚泥的变形系数,提高了固化疏浚泥抵抗变形的能力;钢渣粉内掺取代部分水泥降低了固化疏浚泥的无侧限抗压强度,建议钢渣粉采用外掺方式。

不同钝化材料对降低农田镉砷污染效果及安全性评估的研究

为探讨镉与砷复合污染农田适用的钝化材料,采用盆栽试验,比较研究了赤泥、赤泥+铁粉、玄武岩红泥+石灰石粉、石灰石粉+铁粉和石灰石粉+生物质炭+硫酸亚铁等5种钝化材料对降低水稻籽粒中镉和砷的效果。试验结果揭示了所有测试的钝化材料均能显著改变土壤中镉和砷的化学形态,并降低它们的生物有效性,从而有效减少了水稻籽粒中的镉和砷含量。特别是,以赤泥+铁粉、石灰石粉+铁粉和石灰石粉+生物质炭+硫酸亚铁等3种复合钝化材料的效果最为明显,能够使籽粒中的镉和砷分别降低58%~63%和56%~67%。在试验条件下,5种钝化材料均不会导致土壤质量的明显下降,施用含石灰石粉和生物质炭的钝化材料还有利于降低土壤酸度、增加土壤有机质和阳离子交换量。综合效果,研究表明赤泥+铁粉是一种治理镉砷复合污染农田土壤较为理想的钝化材料。

高铁赤泥钙化还原过程液相生成抑制机理

高铁赤泥中赋存大量铁资源难以回收利用,钙化还原—磨选方法可实现赤泥中铁、铝组分的高效分离。针对高铁赤泥钙化还原过程中易形成液相,导致物料熔化和设备黏结的问题,本文提出分段式钙化还原—磨选技术路线,研究不同温度制度下,高铁赤泥钙化还原产物的形态、金属化率、微观结构、金属铁晶粒的生长规律和相关磨选指标。结果表明:采用分段钙化还原焙烧,可在低温阶段完成铁氧化物还原至金属铁和钙铝化合物形成的反应过程,在高温阶段完成金属铁颗粒的聚集长大过程,将低熔点物形成和高温焙烧分离进行,抑制液相生成。采用第一段1 125℃焙烧30 min、第二段1 200℃焙烧40 min的分段焙烧制度,还原过程无明显液相生成,金属铁颗粒的平均粒度达到21.52μm。还原产物经磨选后,所获得的还原铁粉TFe质量分数和Fe回收率分别达到92.84%和78.68%。本文研究成果可为高铁赤泥的资源化利用提供理论依据。

改性赤泥微粉温拌剂制备及泡沫沥青性能研究

分别采用浓度为1 mol/L的HCl、NaOH、NaCl溶液对活化赤泥微粉进行改性,制备改性赤泥微粉温拌剂与泡沫沥青,通过室内试验研究了温拌剂对沥青胶浆低温流变性能与抗老化性能的影响规律。结果表明,活化赤泥微粉的最佳化学改性剂为NaOH;当发泡温度为150℃,温拌剂掺量为20%时,最佳含水率由35%降至30%条件下膨胀率达到7.7倍;温拌剂显著提高了泡沫沥青的低温流变性能,但随着温拌剂掺量的增加,提升效果有所减小;温拌剂进一步提高了沥青的抗老化性能,随着温拌剂掺量的增加,抗热氧老化性能提升效果减弱,抗紫外老化性能提升效果增强。

骨料泥粉含量及MB值对混凝土性能的影响研究

为研究骨料泥粉含量和MB值对混凝土性能的影响,选择蒙脱土、高岭土和伊利土等三种主要泥粉矿物进行混凝土配置和性能试验。结果表明:高MB值泥粉掺量对混凝土性能影响较大且掺量高于2%时影响更显著,低MB值泥粉对混凝土性能影响较小;混合泥粉的MB值对混凝土强度的影响有限,但是对工作性能和耐久性的影响较大且MB值大于5时的影响显著。根据试验结论,建议以蒙脱土和高岭土为主要成分的泥粉含量不超过骨料的2%,如果对混凝土工作性能的经时保证性要求不高,可适当对标准中泥粉MB值≥1.4时的含量规定适当放宽。

基于Weibull分布的水稳碎石基层损伤本构模型研究

为探究水稳碎石半刚性基层的力学性能,采用理论分析和实验的方法,构建在单轴压缩载荷作用下水稳碎石基层损伤本构模型,并借助7d无侧限抗压试验对该损伤本构模型进行验证,分析不同龄期的水稳碎石以及掺赤泥橡胶粉水稳碎石累积损伤的扩展过程。研究结果表明:随着掺入赤泥橡胶粉以及龄期的增加,损伤本构模型的损伤因数η不断增大,分布参数m和F0减小,有效地抑制了损伤发展。本构模型理论曲线与试验曲线的拟合度较高,研究结果可为后续的水稳碎石基层相关计算提供参考。

泡沫陶瓷材料的制备及性能研究

以石英砂尾泥为主要原料采用发泡剂法制备泡沫陶瓷材料。主要研究了原料配方即石英砂尾泥、废玻璃粉、发泡剂、稳泡剂的用量对泡沫陶瓷的体积密度、吸水率和孔隙率的影响。结果表明:体积密度随石英砂尾泥和SiC用量的增加而降低,随稳泡剂用量的增加而升高。吸水率随石英砂尾泥用量的增加而增大,随SiC和稳泡剂用量的增加而降低。石英砂尾泥和废玻璃粉的最佳配比为55%和45%。发泡剂、稳泡剂最佳用量分别为2%和1%。

桥梁桩基废弃泥浆制作地聚物胶凝材料试验研究

为处理桥梁桩基废弃泥浆,采用工业固废协同泥浆制作地质聚合物胶凝材料,改良其工程性能。基于正交试验设计原理,参考水泥胶砂试验方法研究了泥浆掺量、水固比、养护龄期对地聚物胶凝材料强度的影响。试验结果表明:掺加泥浆的地聚物胶凝材料28 d抗压强度可达21.65 MPa,抗折强度可达4.11 MPa。在泥浆掺量为30%~50%、水固比为0.35~0.55及养护龄期28 d范围内,地聚物胶凝材料的抗压、抗折强度与泥浆掺量、水固比呈负相关,与养护龄期呈正相关。

赤泥颗粒和赤泥对污染土壤镉形态分布及水稻吸收的效应

赤泥能促进土壤中镉形态转化(离子交换态向残渣态转化),但赤泥碱性很强,对土壤的功能有一定的破坏,为此采用盆栽试验研究了赤泥粉和改性赤泥颗粒对酸性潮泥田土壤镉形态分布及水稻生长的影响。结果表明,同比例(5%W/W)赤泥颗粒的pH值较赤泥粉下降2.4个单位,但随着时间的推移,改性后赤泥颗粒中OH-有缓释的趋势;同比例(5%W/W)赤泥颗粒对镉污染土壤的形态分布影响在修复前期比赤泥粉小,在修复后期与赤泥粉基本相同甚至稍大,但两者对水稻生长影响不同:添加赤泥颗粒导致水稻增产18.3%,添加赤泥粉导致水稻减产33.3%;赤泥粉和赤泥颗粒均能抑制水稻对土壤中镉的吸收,添加量越高,抑制效果越明显;添加合适的赤泥颗粒能促进水稻的生长,反之抑制水稻的生长,通过试验,初步确定水稻生长状况最好的赤泥颗粒添加量为3%(W/W),此时离子交换态最大降幅为32.1%,残渣态最大增幅为13.7%,水稻增产37.35%,糙米镉含量减少43.8%,低于国家食品卫生标准限值(Cd≤0.2mg·kg-1)。

机制砂石粉和泥粉含量对C50箱梁混凝土性能的影响

通过分析机制砂的特点，研究机制砂中不同石粉和泥粉含量对C50箱梁混凝土的工作性、不同龄期的抗压强度及28d、56d抗渗性能的影响规律，并探究其作用机理。研究表明：机制砂中石粉和泥粉含量对C50箱梁混凝土的工作性、力学性能和耐久性能均有明显影响；机制砂C50箱梁混凝土中石粉的最佳含量为8％～12％；泥粉含量限制在2％以下为宜（MB值≤1．2）。

核-壳型KHCO_3/赤泥复合粉体的甲烷抑爆特性

为了获取新型经济、环保、高效的粉体抑爆材料,以制铝工业废料赤泥为原料加以改性作为载体,采用反溶剂-溶析法制备出具有核-壳结构的KHCO_3/赤泥复合粉体。通过20 L球形抑爆实验系统,测试新型复合粉体对甲烷爆炸压力参数的影响,并与单一赤泥粉体和KHCO_3粉体的抑制效果对比。结果表明:核-壳型KHCO_3/赤泥复合粉体具有更好的抑爆效果。其中,负载含量为30%的KHCO_3/赤泥复合粉体使9.5%的甲烷-空气预混气体的爆炸最大压力降低37.5%,最大升压速率降低93.2%,爆炸延迟时间大幅度延长。并对核-壳型KHCO_3/赤泥复合粉体的抑爆机理进行了讨论分析。

双歧杆菌冻干菌粉制备工艺的研究

优化双歧杆菌冻干菌粉的制备工艺及检测冻干菌粉在模拟人体胃肠环境中的耐受性和贮存稳定性,采用3种方法制备双歧杆菌冻干菌粉。方法1:双歧杆菌在牛奶还原培养基中的扩大培养液加入甘露醇作为保护剂制备冻干菌粉;方法2:双歧杆菌在PTYG培养基中的扩大培养液经低温离心得到菌泥,向菌泥中加入保护剂甘露醇、增量赋形剂脱脂乳粉制备冻干菌粉;方法3:同方法2得到菌泥,向其中加入保护剂甘露醇、包埋剂明胶及增量赋形剂脱脂乳粉制备冻干菌粉。由方法2得到菌粉活菌数较高,为1.31×1010CFU/g;经模拟胃肠环境处理后,活菌数仍保持在4.19×108CFU/g;对胃酸、胆汁酸具有很高的耐受力。经典加速实验证明由方法2制备的菌粉室温保存1年以上活菌数仍保持在107数量级,具有较好的贮存稳定性。

石粉对赤泥基注浆材料的影响机制

为明确石粉掺合料对地聚物材料的作用机理,以赤泥基注浆材料为研究对象,系统研究了石粉掺量和粒径分布对赤泥基注浆材料浆体性能、力学性能和微观结构的作用规律,并结合X射线衍射仪(XRD)、压汞仪(MIP)和扫描电镜(SEM)等微观测试手段分析其作用机理.研究表明,结石体力学强度随石粉掺量的上升先增大后减小,当石粉的质量分数为5%时抗压强度最高,3 d时可达5.65 MPa,抗压强度提升幅度为18.94%,同时浆液泌水率上升幅度仅为9.85%,且28 d结石体孔隙率降低了18.35%,因此,5%为石粉在赤泥基注浆材料中的最佳质量分数.在石粉最佳质量分数条件下,随着石粉平均粒径减小,浆液凝结时间及泌水率均呈现下降的趋势;当石粉平均粒径达到8μm时,石粉“填充效应”和“成核效应”作用尤为明显,浆液黏度突升,且3 d和28 d试样强度分别提升了11.86%和10%,故石粉平均粒径越小,其对赤泥基注浆材料的提升作用越显著,赤泥基注浆材料的最佳粉料质量配比为赤泥47.5%,矿粉47.5%,石粉5%;微观分析证实,石粉在浆液水化历程中以物理特性参与其中,为Na2O–SiO2–Al2O3–H2O凝胶(N–A–S–H),水化硅铝酸钙凝胶(C–A–S–H)和水化硅酸钙凝胶(C–S–H)等凝胶提供成核位点,供地聚物凝胶沉淀和生长,加速浆液水化.

滑板磨制粉泥在滑板中的利用研究

为了研究滑板磨制粉泥利用的可行性,将经过干燥和碎化处理的滑板磨制粉少量取代或全部取代常用铝锆碳滑板生产配方中的预混粉,成型后的样块经200℃24 h干燥后,分别在电炉中裸烧(500℃3 h、1 000℃3 h)和在滑板生产线的匣钵中埋炭烧成(1 300～1 450℃)。通过检测不同条件热处理后试样的显气孔率、体积密度、质量变化率、线变化率、常温耐压强度、高温抗折强度及抗水化性能发现:用少量(质量分数1.9%～5.5%)的滑板磨制干粉泥部分取代滑板生产配方中的预混粉时,对滑板的性能影响较小;用其全部取代预混粉且加入铝粉和增强抗水化剂进行基质调节时,试样的各项性能接近甚至超过滑板生产试样的。可见,滑板磨制粉泥经干燥和碎化处理后,可作为优质微细粉原料应用于滑板生产中。

钻井废泥浆综合治理技术研究

油田钻井生产每天都要产生大量的废弃泥浆 ,钻井废泥浆长期累积造成地表植被的严重破坏 ,污染土壤和水源 ,危及人类的生存。在对钻井废泥浆的基本物理化学性质进行研究时发现将钻井废泥浆脱水固化处置后 ,加入粉煤灰等工业垃圾做骨料和添加剂 ,用于油田井场路建设的方法 ,可实现钻井废泥浆的“无毒、无害、低成本、可工业化再利用”,是一项工业污染源综合治理 ,保护环境的先进技术。

赤泥物相的X射线粉末衍射Rietveld法定量分析研究

赤泥是以铝土矿为原料生产氧化铝过程中产生的固体废渣,从废物利用及环保方面考虑,获得赤泥的相组成及各相的含量对于赤泥的综合利用更具有实际意义。利用X射线粉末衍射技术对平果铝厂提供的赤泥样品进行了分析,并分别采用Rietveld全谱图拟合法和传统的参比法(RIR法)对该赤泥样品进行定量物相分析。Rietveld法作定量物相分析时采用全谱图数据,因此克服了重叠峰带来的影响。研究表明,利用Rietveld方法进行定量相分析获得的结果比RIR法更准确;Rietveld法作定量物相分析得到:该赤泥含有水钙铝榴石、赤铁矿、硫碱钙霞石、钙钛矿、一水硬铝石、绿锥石、方解石、针铁矿和一氧化钛等9种物相,它们的含量分别为42.0%、27.7%、16.5%、6.6%、2.4%、1.8%、1.2%、0.9%和0.8%。

工业污泥、海泥和石粉研制轻质陶粒的研究

通过对工业污泥、海泥和石粉原料的化学组成分析,探讨计算符合烧制陶粒要求的原材料配合比,并由试验确定烧制工艺,所得陶粒产品性能符合国家标准《轻集料及其试验方法》GB/T 17431-2010技术要求,确定了利用工业污泥、海泥、石粉和添加剂制备轻质陶粒的可行性。

钻井泥浆粉自动添加装置的设计和应用

为了改善石油钻井中泥浆粉的取用方式,设计一种可定量吸取并压送泥浆粉的气力输送装置。该装置的工作原理是使用真空发生器使罐体内达到真空,之后利用罐体内外压差吸取泥浆粉到罐内。当所吸取的泥浆粉达到设定值后开启风机,向罐内吹送气体,使罐内压力增大。当罐内压力大于标准大气压后,利用罐体内外压差将泥浆粉压送至目的地,实现泥浆粉的定量自动输送。通过基于C++的Visual Studio软件实现整个装置的运行控制。该装置不仅可以自动控制泥浆粉输送,而且可以减少其传输过程中的污染。

人工砂含泥当量和石粉当量测算方法研究及应用

以基准黏土和基准石粉为参照,提出了含泥当量和石粉当量的概念,经过大量试验研究得出了数理统计的回归方程,使MB值由定性到定量。以此划定混凝土强度等级与人工砂粉体含量的限值。