垃圾卫生填埋场新型中间覆盖层研究

目前垃圾卫生填埋场中间覆盖层以粘土为主要覆盖材料,其受土质条件影响大、覆盖层厚度大,浪费库容,且土壤资源越来越稀缺。为此设计了一种新型生活垃圾填埋场中间覆盖层结构及填料,并对填料进行了渗透试验以评价其渗透性能。结果表明,设计的新型覆土填料在合适配比条件下具有合适的渗透性能,能够满足工程需要。新型中间覆盖层结构实现了废物利用,能节省土壤资源,填料具有适宜的塑性和粘结力,具有良好的保水性,在渗滤液的净化、加快微生物分解等方面效果显著。

中间覆盖层对厌氧生物反应器填埋场中有机物降解的作用

建立了3组模拟厌氧生物反应器填埋场——R1、R2和R3,其中R1反应器无中间覆盖层,R2和R3反应器分别以矿化垃圾+重质碳酸钙、矿化垃圾+天然沸石为中间覆盖层,以研究不同中间覆盖层对厌氧生物反应器填埋场中有机物降解的作用.结果表明:以矿化垃圾+重质碳酸钙、矿化垃圾+天然沸石为中间覆盖层时,均能维持反应器中良好的内环境,可促进垃圾和渗滤液中有机物的降解.R1、R2和R3反应器中垃圾的w(VS)(VS为挥发性固体))分别比初始值下降了69.81%、75.06%、73.86%,w(BDM)(BDM为生物可降解组分)分别下降了66.87%、82.86%、75.38%,w(纤维素)分别下降了67.96%、75.41%、72.90%;R1、R2和R3反应器中垃圾渗滤液的ρ(CODCr)比最大值分别降低了25.45%、29.72%、23.01%,ρ(BOD5)分别降低了39.28%、45.66%、46.74%.表明矿化垃圾+重质碳酸钙为中间覆盖层时,既能接种可降解有机物的微生物,又能提供微生物生长所需的碱度,因此更具优势.

西北地区黄土作为垃圾填埋场中间覆盖层的试验

垃圾填埋场中间覆盖层在垃圾分区或分层堆填作业过程中用于临时封闭垃圾堆体、控制降雨入渗并减少蚊蝇滋生和臭气等.常用的高密度聚乙烯(high density polyethylene,HDPE)膜作为中间覆盖层,存在易被垃圾刺穿导致坡面雨水大量入渗和造价较高等问题.我国西北地区气候干旱且黄土分布广泛,这些黄土是当地制作垃圾填埋场中间覆盖层非常便利的材料.对黄土中间覆盖层的夯实施工、防渗性能和历经干湿循环作用后开裂导致其渗透系数增大、防渗性能劣化进行了试验研究.结果表明:黄土的饱和渗透系数随干密度增大而增大,当干密度达到1.60 g/cm3时其渗透系数为10-7～10-6cm/s,防渗性能较好;现场双套环原位实验测得黄土饱和渗透系数为8.37×10-8cm/s,较室内试验大1倍左右;黄土层历经自然干湿循环作用后易开裂,有裂缝条件下其饱和入渗系数为1.18×10-6cm/s,比无裂缝条件下的增大了14倍左右.在增设15 cm厚的保护植被土层后,黄土的开裂情况得到明显抑制.

中间覆盖层提升生物反应器填埋场产气能力的研究

为了解填埋场中间覆盖层对提升生活垃圾填埋处理的产气能力的影响,采用5组生物反应器进行填埋场模拟实验。结果表明:(1)垃圾分层填埋有助于提升垃圾的产气速率。产气速率常数依次为聚丙烯酰胺(PAM)组(5.0%(质量分数,下同)石灰、0.1%PAM、94.9%土壤)>石灰组(5.0%石灰、95.0%土壤)>木屑组(5.0%石灰、5.0%木屑、90.0%土壤)>土壤组(100.0%土壤)>空白组(只装填生活垃圾)。(2)250d时空白组、土壤组、石灰组、木屑组和PAM组的累积产气量分别为1 510.03、1 850.38、1 946.64、1 650.76、2 498.61L。PAM组高出空白组65.5%。(3)垃圾覆盖层能显著提升垃圾的产CH_4能力,土壤组、石灰组、木屑组、PAM组产CH_4最高分别为63.25%(体积分数,下同)、64.16%、62.09%、70.83%,而空白组CH_4最高仅为39.14%。PAM组在垃圾装填60d后CH_4浓度迅速升高,比空白组提前90d进入快速产CH_4阶段。

改性污泥用作填埋场中间覆盖层的适用性探讨

为研究改性污泥作填埋场中间覆盖材料的长期性能,通过无侧限压缩试验和渗透试验,研究温度和渗滤液对污泥强度和渗透性能的影响。结果表明,温度升高,污泥的无侧限抗压强度下降,渗透系数增大;在自来水中浸泡一个月后,二者的渗透系数分别减小了14.3%和53.4%,污泥的无侧限抗压强度下降了14.3%,而在渗滤液中浸泡一个月后,污泥的无侧限抗压强度反而提高了91.1%。该改性污泥的强度和渗透性均满足作填埋场中间覆盖层的要求。

超低碳钢连铸过程中间包覆盖剂结壳机理研究

通过工业试验和热力学计算研究了超低碳钢连铸过程中间包覆盖剂成分变化、物相组成以及发生结壳机理。结果表明,RH精炼出站时,钢包顶渣氧化性较高且渣中w(CaO)/w(Al_(2)O_(3))偏低,顶渣成分需要进行改质处理;浇铸过程中由于大包下渣、引流砂的混入以及覆盖剂间相互混合,使得连铸过程中覆盖剂成分发生明显变化;高温下液相中镁铝尖晶石优先生成,促进了钙铝黄长石相和CaO・TiO_(2)相的形核和长大,进而引起中间包覆盖剂发生结壳。为此,需要严格控制浇铸末期大包下渣,将原始覆盖剂中SiO_(2)、MgO质量分数分别调整为(10±2.5)%、5.0%〜7.5%,以抑制钙铝黄长石和镁铝尖晶石相的析出。

熔融制样-X射线荧光光谱法测定中间包覆盖剂中主次组分

由于中间包覆盖剂的类型和原料组成不同,导致其中组分差距很大,同时测定样品中各组分含量存在难度。试验中将样品在950℃中进行灼烧以去除样品中的碳,以四硼酸锂-偏硼酸锂混合熔剂(m(Li_(2)B_(4)O_(7))∶m(LiBO_(2))=67∶33)为熔剂,以LiBr为脱模剂,熔融制备玻璃样片,建立了X射线荧光光谱法测定中间包覆盖剂中SiO_(2)、Al_(2)O_(3)、CaO、MgO、Fe_(2)O_(3)、MnO、P_(2)O_(5)、TiO_(2)各组分含量的分析方法。通过试验对分析条件进行了优化,确定了稀释比、脱模剂用量等熔样条件,以黏土砖、电炉渣、高炉渣、转炉渣、平炉渣、硅石、镁石、连铸保护渣标样绘制校准曲线,采用理论影响系数法与经验系数法相结合的方法校正共存元素间的吸收-增强效应。对一个中间包覆盖剂样品中各组分含量进行重复测定,以考察方法的精密度情况,试验结果表明各组分的相对标准偏差为0.41%~3.0%。按照实验方法对3种不同类型中间包覆盖剂各组分含量进行了测定,结果与化学湿法测定结果相符。

碱性中间包覆盖剂对钢水洁净度的影响

通过氧氮分析、ICP-AES、SEM和EDS,试验研究4种成分不同的碱性中间包覆盖剂对钢水洁净度的影响,并从热力学角度分析了覆盖剂对钢液造成氧化的原因。结果表明,在1550℃下,提高中间包覆盖剂碱度以及降低其中MgO、Al_2O_3含量均有利于降低钢中的总氧含量,覆盖剂碱度最高时,T[O]含量最低,为12.8×10-6;在一定程度上增加中间包覆盖剂的碱度有利于钢中夹杂物数量的减少及尺寸的减小,但碱度过大反而不利于细小夹杂物的形成;此外,碱度更高的覆盖剂中SiO_2活度相对较低,向钢液中传氧量较少,因而对钢液二次氧化的程度小,更利于洁净钢的生产。

TB-P无碳预熔中空型碱性中间包覆盖剂的开发应用

TB—P中间包覆盖剂集无碳、预熔、中空、碱性于一体,选择CaO-MgO-Al2O3-SiO2 渣系,CaO/SiO2>2,(MgO)为(14±4.5)%,(Al2O3)为(12±4.5)%,(Fe2O3)<2%、F.C≤0.1% 在工作层采用镁质喷涂料的60 t中间包使用时,铺展性、均一性、保温性等工艺性能良好,不结壳,无增碳隐患,Al2O3吸附率达30%左右无碳预熔中空型碱性中间包覆盖剂较好地发挥了“中间包冶金”——“中间包全碱性技术”

钙质中间包覆盖剂的研制与应用

通过添加适当的稀释剂、引气剂和保气剂 ,优化覆盖剂的组成、粘度、熔化温度和熔化速度 ,研制出的钙质中间包覆盖剂自由碳含量低 ,在使用过程中粉尘少、不结壳、不挂渣 ,铺展性能和保温效果好。使用该覆盖剂后 ,中间包渣中SiO2 、Al2 O3、S、MnO的含量大幅度增加 ,说明该覆盖剂对钢液中的SiO2 、Al2 O3、S、MnO等夹杂物具有极强的吸附作用 ,可起到净化钢水。

碱性中间包覆盖剂吸附夹杂能力的研究

根据CaO-SiO2-Al2O3三元相图研制开发了一种碱性中间包覆盖剂,研究了其与酸性和中性覆盖剂吸附Al2O3夹杂的能力,指出碱性覆盖剂具有优于酸性和中性覆盖剂吸附Al2O3夹杂的能力,并通过工业试验验证了所研制的碱性覆盖剂具有优良的冶金效果。

RE_xO_y对中间包覆盖剂物化性能的影响

通过实验测定和物相分析,研究了RExOy对中间包覆盖剂物化性能的影响作用机制。随着RExOy加入量的增加,中间包覆盖剂的熔点和粘度先有所降低,当RExOy加入量超过15%时,二者均迅速升高。RExOy在中间包覆盖剂中的主要存在形态为稀土硅酸钙、固溶于玻璃相和未溶RExOy质点,其中固溶于玻璃相中的RExOy数量很少。当L a2O3加入量为20%时,中间包覆盖剂中出现未溶RExOy质点。RExOy对于中间包覆盖剂物化性能的改变与其在渣中的存在状态有关。如果渣中出现未溶RExOy质点,中间包覆盖剂的物化性能将会发生剧变;如果渣中形成稀土硅酸钙,中间包覆盖剂的物化性能将有所改变,但变化幅度不大;如果RExOy溶解进入玻璃相中,中间包覆盖剂的物化性能将保持相对稳定。

对以高炉渣为主料的中间包覆盖剂的熔化温度研究

为了研究以高炉渣为主料的中间包覆盖剂熔化温度的变化规律,本文采用二次正交设计方法,测定覆盖剂的熔化温度,建立二次回归模型,分析Ca_2添加量及碱度对覆盖剂熔化温度的影响,并利用TG-DSC热分析方法和XRD图谱分析,探究覆盖剂在熔融过程中的质量、物相变化,进一步说明覆盖剂熔化温度的变化规律。最终以覆盖剂熔化温度为指标,当覆盖剂中CaF_22添加量为10%～15%,碱度为1.75～2.0时,得到最优配方为:高炉渣76%、石灰粉8.77%、萤石15.23%。

蛭石对中间包覆盖剂保温性能的影响

以高炉渣为原料配制中间包碱性覆盖剂,分别向覆盖剂中添加蛭石0、10%、15%、20%、25%,测定其保温性能,并通过扫描电子显微镜分析了蛭石对覆盖剂微观结构的影响。结果表明:蛭石可显著提高覆盖剂的保温性能,最佳添加量为20%,优选出配方为:高炉渣37%、石灰石35%、萤石12%、蛭石16%。工业试验结果表明,此覆盖剂具有良好的铺展性能和保温性能。

温度及组成变化对中间包覆盖剂黏度的影响

对由高炉渣演化而成的CaO-Al2O3-SiO2-MgO-CaF2五元系中间包覆盖剂的黏度进行了测试研究,得到覆盖剂中各主要组成和温度对黏度的影响规律及程度,并经回归分析,得到了回归方程。研究结果表明:高炉渣的利用率可达74.32%,随着渣中CaF2、CaO和MgO含量的增大,覆盖剂的黏度显著降低;随着Al2O3、SiO2含量的增大,覆盖剂的黏度不断升高,而且覆盖剂中各组成对熔渣黏度影响的程度为:CaF2>CaO>SiO2>Al2O3>MgO。

无碳碱性中间包覆盖剂保温性能的研究

采用测量单向炉补偿功率的方法对影响无碳碱性中间包覆盖剂保温性能的各种原料进行分析,通过调整覆盖剂的化学成分、提高其熔化温度、降低体积密度,以达到更好的保温效果,满足实际生产需求。

碱性中间包覆盖剂结壳机理分析

通过工业取样,研究了碱性中间包结壳物的成分和微观结构.研究发现,结壳物主要成分为钙铝酸盐、黄长石和少量硅酸二钙,且镁铝尖晶石、硅酸二钙先于铝酸钙析出.当覆盖剂成分位于CaO-S iO2-A l2O3-10%MgO相图尖晶石区域内,冷却过程析出尖晶石趋势增大.应适当引入其他保温材料以提高碱性中间包覆盖剂形成封闭气孔数量,防止凝固结壳的发生.

连铸碱性中间包覆盖剂的实验室研究

本文介绍了包钢连铸中间包覆盖剂配方的设计思路及设计原则，并对所设计的磁性中间包覆盖剂的各种物化性能，测试方法作了介绍，表明这种磁性覆盖剂保温性能好，同时具有较强的防止钢液二次氧化及吸收Ａｌ２Ｏ３等非金属夹杂的能力，对中间包内衬及长水口侵蚀也较小。

中间包碱性覆盖剂的研制

根据CaO-S iO2-A l2O3三元相图研制开发了一种中间包碱性覆盖剂,研究了其与酸性和中性覆盖剂吸收A l2O3夹杂的能力,指出碱性覆盖剂吸收A l2O3夹杂的能力优于酸性和中性覆盖剂,并通过工业试验验证了所研制的碱性覆盖剂具有较好的冶金效果.

熔融制样-X射线荧光光谱法测定钢水中间包覆盖剂的5种组分

中间包覆盖剂用于炼钢连铸过程,其主要作用有保温、防止大气对钢水的二次氧化、吸附钢水中上浮夹杂物、不与钢水反应避免污染钢水、防止钢液回硫等[1-3]。随着冶金技术的不断进步和对冶炼纯净钢、特殊合金钢的要求不断提高,中间包覆盖剂已由传统的隔热保温、防止钢水二次氧化功能逐渐向增加其冶金功能的方向发展[4-6]。中间包覆盖剂主要有酸性、中性、碱性和双层渣等4种类型[7-8]。