拜耳法赤泥特性对水泥砂浆工作性能和力学性能的影响研究

为提高拜耳法赤泥的利用率和附加值,对比研究了不同物化特性的赤泥A和赤泥B对拜耳法赤泥-水泥复合砂浆流动度、力学强度及微结构的影响规律。研究结果表明:赤泥A的最佳掺量为10%,赤泥B的最佳掺量为20%,此时配制的拜耳法赤泥-水泥复合砂浆的力学性能可到达P·O 42.5级水泥标准要求。另外,与赤泥A相比,赤泥B的掺入可赋予复合砂浆具有更高的力学性能,这主要是因为一方面赤泥B的颗粒尺寸较为细小,有助于填充砂浆微孔,提高水泥石密实性,另一方面赤泥B含有更多的Na_(2)O、K_(2)O等游离碱,碱激发作用更为明显,可加快浆体中活性矿物的水化所导致的。

赤泥浆体流变特性和流变模型适用性研究

流变特性对泥浆的运动具有重要的意义,同时也是泥浆运动数学模型开发的基础.本研究主要目的是得到赤泥浆体的流变特性,通过数据拟合找到能描述赤泥流变特性的最优模型.采用RST-SST流变仪对6种不同含水率的赤泥浆体进行流变试验,结果表明:剪切应力随着剪切速率的增加先迅速增长,随后缓慢增长;表观黏度均随着剪切速率的增加而迅速降低,出现“剪切稀化”行为;选取3种流变模型(Ostwald-de Waele Medoel,Herschel-Bulkley Model和Bingham Model)对赤泥浆体流变试验数据进行拟合,研究发现Herschel-Bulkley模型对赤泥流变特性描述最佳.基于Herschel-Bulkley模型,提出了赤泥剪切应力本构公式,可计算不同含水率和剪切速率下的剪切应力,为了解赤泥力学特性和数学模型开发提供了科学依据.

硬脂酸钠对碱激发矿渣-赤泥胶凝材料吸水速率的影响

碱激发矿渣-赤泥胶凝材料(AASR)由于吸水速率较大,水分和侵蚀性离子易进入AASR内部,对其耐久性构成重大威胁。本文利用硬脂酸钠(NaSt)改善AASR的孔结构,并在孔隙壁上引入憎水膜,降低AASR的吸水速率。通过对AASR孔结构、接触角和微观形貌的分析,揭示了NaSt对AASR吸水速率的改善机理。结果表明:NaSt在AASR内部引入了较多的封闭孔,内部孔隙之间的连通性会被这些封闭气孔阻断,从而阻断水分在AASR孔径中的传输;NaSt在毛细孔壁形成憎水膜,增大了孔壁接触角,降低了毛细管吸力;掺入质量分数为0.5%的NaSt后,AASR的初始吸水速率的降低幅度高达83%,但对力学性能影响较小。

碱—矿渣—赤泥水泥的研究

本文在实验室条件下合成了不同模数的固体水玻璃，并着重从凝结时间和抗压强度两个方面考察了不同条件下合成的固体水玻璃对矿渣—赤泥体系的激发效果。结果表明，就赤泥／矿渣重量比为３０∶７０的体系而言，当固体水玻璃的模数为１．２、水玻璃掺量以Ｎａ２Ｏ计为３％时激发效果最佳。此时，碱—矿渣—赤泥水泥的２８天净浆抗压强度可达６７ＭＰａ，并且与碱—矿渣水泥类似具有早强的特性。另外，Ｘ—射线衍射对水化３天试样和未水化试样的半定量分析结果表明，水化３天后试样已经发生了明显的反应，说明模数为１．

用脱碱赤泥替代生料制备水泥熟料试验研究

以蒙古大唐高铝煤碳研发中心赤泥为原料,通过碳化脱钠法将赤泥中碱含量降至小于1%,部分替代生料制备水泥熟料,研究表明:赤泥掺量小于15%时,掺入后基本不改变生料的化学组成、矿物组成,可以使熟料中晶粒和液相微观结构更加均匀,烧成温度低。后期熟料的基本性能都符合要求,28 d抗压强度能达到525R水泥强度,符合要求。

固态碱-矿渣-赤泥胶凝材料的研究

在实验室条件下研究了碱性激发剂的种类、掺量对碱矿渣赤泥体系性能的影响。结果表明，采用适当的固体激发剂代替传统的液体水玻璃可以克服急凝现象，使体系正常凝结，同时保持体系原有的快硬早强特性。另外，采用有些固体碱激发剂时，体系会发生严重慢凝，但加入适量烧石膏可使凝结恢复正常。Ｘ射线对硬化体的组成分析表明，与未水化试样相比，常温水化试样的物相组成变化不大，但８０℃蒸养试样中形成了一种分子式为ＣａＡｌ２Ｓｉ４Ｏ１２·４Ｈ２Ｏ的含水铝硅酸盐矿物。

利用氯化镁降低赤泥中碱含量的研究

用MgCl2溶液对赤泥进行处理,在加热和搅拌的条件下可以使赤泥中Na2O含量降低到0.13%。常温常压条件下用MgCl2溶液或人工海水处理赤泥,经浸泡也可以使赤泥中Na2O含量降低到0.8%以下,满足作为工业生产水泥原料的要求。

拜耳法赤泥强度特性的三轴试验研究

以某氧化铝厂拜耳法赤泥为对象,研究了拜耳法赤泥的物理力学特性。通过三轴压缩试验结果得出不同含水率赤泥的应力-应变关系曲线和赤泥的抗剪强度指标,利用简化的Bishop法进行了边坡稳定分析。研究结果对赤泥堆场的设计施工和赤泥在其他工程应用具有参考价值。

赤泥基粉砂土击实水敏性试验研究

为研究不同改良材料下赤泥基粉砂土的击实水敏特征,开展了不同水泥、石灰和粉煤灰掺量下的赤泥基粉砂土击实试验研究。结果表明:随赤泥掺量的增大,粉砂土的最优含水率随之增大,最大干密度先增大后减小,赤泥掺量为8%时最大干密度达到峰值;赤泥基粉砂土整体水敏性较强。掺入水泥和二灰(石灰、粉煤灰)可对赤泥基粉砂土形成物理和化学改良作用,改善其击实水敏性。随水泥与二灰掺量的增加,赤泥基粉砂土最优含水率逐渐增大,最大干密度逐渐减小;同等赤泥掺量下,二灰改性赤泥基粉砂土的最大干密度均小于水泥改性赤泥基粉砂土。水泥与二灰对赤泥基粉砂土的水敏性均有改善作用,但当其掺入量过大时,土的水敏性增强。二灰对于赤泥基粉砂土的水敏性改善效果优于水泥,采用二灰改性赤泥基粉砂土更利于该类材料的施工含水率控制,减少施工能耗。

干法赤泥堆场蒸发能力计算与分析

为了减少环境污染,改赤泥湿法堆存为干法堆存,将是今后新建和改、扩建赤泥堆场的主要发展方向。控制赤泥的含水量,使赤泥能像堆土一样自堆积起来,是干法堆存的关键,也是干法赤泥堆场设计的技术关键。目前我国干法赤泥堆场的设计经验和资料很少,本文作者根据设计实践,提出综合气象条件,从堆场蒸发量和赤泥界限含水量两方面着手,解决干堆赤泥的设计问题。文章用大量的数据介绍了赤泥的力学状态与含水量之间的关系,分析了气候对赤泥的影响,研究了堆场蒸发能力与赤泥堆积能力之间的关系,给出了评价干法赤泥堆场堆积能力的方法。

赤泥电阻率基本特性研究

为深入了解赤泥的电阻率特性,对赤泥电阻率进行了室内试验。通过测试不同含水率、不同孔隙率、不同龄期的赤泥在不同电流频率下的电阻率和赤泥的无侧限抗压强度,研究分析了电阻率与各变量之间的关系。研究表明:赤泥电阻率随电流频率、含水率、轴向应变的增加呈减小趋势,随龄期的增加先增大后减小,随孔隙率的增加先减小后增大,各因素相互影响,共同作用。

赤泥在胶凝材料中的应用研究进展

赤泥作为我国大宗固废来源之一,在当前经济技术条件下利用率仍较低,探索赤泥开发利用的新途径,对我国的环境保护和经济发展具有重要意义。对赤泥的种类和性能进行简要评述,指出将赤泥用于水泥和混凝土,能够在一定程度上缓解赤泥大量堆存所造成的环境问题。但是赤泥的碱含量高,难以实现其在传统建筑材料领域的大规模利用,必须进行脱碱预处理以降低其碱含量;高碱性赤泥在碱激发胶凝材料中表现出巨大的应用潜力,以活化赤泥为主要原料能够制备出性能优异的赤泥基胶凝材料,是实现赤泥综合利用的一条重要途径。

贵州岩溶山谷堆场赤泥的物理力学特性分析

以贵州扎塘岩溶山谷赤泥堆场为研究区,通过野外调查、钻孔取样、室内实验等手段,采用数学统计方法,对不同深度赤泥的物理力学特性进行分析。根据7组7个赤泥样品物理性质指标的统计结果表明,赤泥具有颗粒细小、密度小、含水率大、液塑限大的物理性质,且在包气带内赤泥的密度、含水率、液塑限指标会随深度的增加而逐渐增大。根据7组28个赤泥样品力学性质指标的统计结果表明,赤泥具有抗剪强度小、压缩性大的力学性质,且赤泥的抗剪强度指标粘聚力和内摩擦角随深度的增加变化较小,而压缩性指标压缩系数和压缩模量随深度的增加变化较大。研究结果可为该堆场赤泥堆体的稳定性和渗漏评价提供参数。

赤泥浆体剪切应力特性试验研究

赤泥浆体的剪切应力是流变参数的重要指标,对赤泥所形成的泥石流运动有着重要的影响。以赤泥作为试验材料,配以9种不同的含水量,利用流变仪进行了两个循环的剪切试验。试验结果表明:剪切速率和含水量对赤泥剪切应力有显著影响,剪切应力随剪切速率的增加而增大,在初始剪切阶段增加速率较快,后期增加速率减缓,赤泥出现剪切稀化现象;赤泥起动剪切应力灵敏度受含水量的影响。综合考虑剪切速率和含水量,提出了赤泥剪切应力的经验计算公式,可快速、准确地计算剪切应力。试验研究成果有助于了解赤泥泥浆剪切应力的变化规律,为赤泥剪切应力的计算提供参考。

生料固定碳控制方法的改进

本文针对烧结法生料浆配制中影响固定碳指标控制因素进行了分析,得出根据入磨碱赤泥水份变化可较好地控制固定碳指标和配煤消耗,推导出入磨碱赤泥水份变化与配煤量大小的关系,制作出入磨碱赤泥水份与配煤比例或配煤转速对照表。岗位操作人员可以根据入磨碱赤泥水份查出需配入配煤比例或配煤转速,能够快速、有效地控制好固定碳指标和配煤消耗。从而既能保证熟料窑稳定操作,达到较佳的排硫效果,又能降低煤耗,取得较好的经济效益。

降低拜耳法赤泥含水率的工业实践

中国铝业重庆分公司氧化铝生产自试生产以来,生产系统存在的主要问题:矿石A/S偏低;烧结法粗液浓度偏低;烧结法入窑生料浆水分偏高。针对问题采取的主要对策措施:一是增建拜耳法赤泥浆液旋流器分级流程;二是增加拜耳法赤泥过滤流程。并对选用的设备进行充分试验论证。项目实施后,达到预期效果。

拜耳法赤泥对石灰土渗透性能的影响

为了研究赤泥的掺加对石灰土渗透性能的影响,通过配制赤泥-石灰土后进行渗透试验的方法,研究了赤泥掺量、配比含水率、孔隙比和养护龄期等变量因素对试样渗透性能的影响情况。结果表明:拜耳法赤泥的掺入增强了石灰土的抗渗性能;试样的含水率和孔隙比对渗透性能有较大的影响,二者随着对最优含水率和最大干密度的偏离,渗透系数增大,抗渗性能减小;随着养护龄期的增加,试样渗透系数减小,抗渗性能提高。可见,赤泥的掺入有利于石灰土抗渗性能的提高。试验为赤泥石灰土抗渗性能研究提供了一定的理论基础,有利于赤泥的综合利用。

降低熟料溶出过程中碳碱浓度的方法

介绍了一种实现熟料低Na2Oc溶出的方法,通过在熟料溶出过程中添加一种化学添加剂,来抑制熟料溶出二次反应,改善赤泥沉降性能和压缩性能,提高氧化铝溶出率,从而减少粗液中的SiO2浓度,减轻了脱硅工序的负担,避免了碳碱在烧结法湿法系统的循环。

水平排水板真空预压–碱激发矿渣固化联合法处理高含水率淤泥的试验研究

疏浚淤泥具有含水率高、强度低、渗透性低等特点,快速高效的加固处理这些淤泥并实现其资源化利用具有重要意义。通过模型试验开展水平排水板真空预压–化学固化(PHDVPS)联合方法快速处理高含水率淤泥的研究。模型试验采用的固化剂包括不同配比的活性氧化镁激发粒化矿渣粉和硅酸盐水泥,并将联合方法的处理效果和效率与单一真空预压方法进行对比。在模型试验中,监测真空预压排水量和淤泥体积的变化;在模型试验结束后,测试不同养护龄期固化土样的无侧限抗压强度(UCS),并对固化土样的微观结构进行分析。试验结果表明:与单一真空预压法相比,PHDVPS法具有更优越的减量效率和加固效果。固化剂会产生絮凝效应,有助于提高真空脱水效率和效果,使后续的固化反应在更密实的土体骨架中进行,从而进一步大幅提升土体强度。此外,对于PHDVPS方法,以活性氧化镁激发粒化矿渣粉作固化剂比以水泥为固化剂具有更好的减量效果和加固效果。