面向固废协同处置多功能组合机群上料系统

针对固废协同处置工程中相关专用装备缺乏,起重机混编时装备之间相互干涉,缺乏统一的调度和自动化管理的问题,以及作业流程不科学、生产效率低下、协同效果不佳、生产数据不明、非计划停机故障频发等诸多痛点。文中开发多功能组合机群上料系统,突破相关关键技术,破解现阶段装备短缺的卡脖子难题。

多固废协同强化混凝土力学性能与微观结构分析

针对工业固废大量堆放的难题,采用矿渣粉、磷石膏、钢渣粉免烧研制出一种多固废胶凝材料,并设计制备出多固废协同强化混凝土,强度等级为C30~C50。通过材性试验和微观分析,探明了其基本力学性能和水化机理。结果表明,C50多固废混凝土28 d立方体抗压强度和弹性模量分别为53.2 MPa和3.58×10^(4)MPa;C50多固废混凝土120 d的收缩率平均为224.4(10^(-6)),具有较好的体积稳定性;多固废协同强化混凝土的水化产物主要为C-S-H和AFt,C50多固废混凝土28 d的微观结构致密,有利于提高其后期强度。

多固废协同强化混凝土梁和柱力学性能试验

为明确多固废协同强化混凝土梁的抗弯性能和柱的轴心抗压性能,设计制作了6根多固废协同强化混凝土梁和6根多固废协同强化混凝土柱,得到了不同配筋率对其极限承载力、混凝土和钢筋应变的影响规律。结果表明:当配筋率从0.97%增大到1.62%时,试验梁承载力提高了45.59%;当配筋率从1.13%增大到2.01%时,试验柱承载力提高了11.57%。依据《混凝土结构设计规范》中相关承载力计算公式,引入多固废混凝土材料影响系数k1、k2(k1=1.18、k2=0.798),其计算值与试验值比较吻合。试验结果为多固废协同强化混凝土的工程应用提供了试验依据。

钢铁冶炼高炉协同处置冶金尘泥固废的冷态流动数值模拟研究

本文根据“双碳”背景下发展循环经济的客观需求,针对目前工业固废处置能力差的问题,提出了开展工业窑炉协同处置固废的技术路线。利用流体仿真软件和双欧拉模型,重点研究在典型高温工业窑炉——炼铁高炉中协同处置冶金尘泥这种含铁固废的冷态气固两相流动场。建立了从固废颗粒入炉到充分流动的全过程冷态流动模拟,分别得到了气相侧和颗粒侧的速度分布及组分分布。结果表明:在采用20%固废原料掺混比的条件下,高炉冷态流动场在120 s全过程流动中在80 s内达到流动稳定,固废颗粒与铁矿石颗粒在流动场上具有高度一致性,验证了高炉协同处置冶金尘泥固废在冷态流场特性方面的合理性和可行性,对指导固废资源化以及高炉仿真模拟研究具有指导意义。

新时代水泥窑协同处置固废现状及发展建议

为了给新时代下的水泥窑协同处置固废提供参考,文章在水泥窑协同处置技术方案优缺点比选的基础上,分析水泥窑协同处置固废的现状,探讨其经济性,并提出几点新时代下水泥窑协同处置固废的发展建议。通过研究可知,水泥窑协同处置固废的现状不佳,经济效益不突出,应进一步改进水泥窑协同处置固废的方法,提高效益。

长江经济带典型锌冶炼园区不同固废处置模式生态效率研究

我国铜铅锌有色冶炼固废种类多、存量大,富含多种环境毒害元素如镉铬汞砷等,而目前固废末端处置方式单一,对其所含的大量铜铅锌银镍等有价金属组分也未能有效分离,固废污染防控与高效资源化利用问题突出,已成为制约产业绿色可持续发展的关键因素。以长江经济带典型铜铅锌综合冶炼基地为例,设置直接处理(情景1)、内部循环(情景2)和协同利用(情景3)三种锌冶炼固废处置情景模式,结合物质投入产出法、层次分析法与熵值法,构建资源能耗、环境风险、物质循环与经济效益的多维生态效率指标核算方法体系,对三种情景模式开展生态效率综合评估分析。结果表明,情景3因加强了锌冶炼固废在铜、铅冶炼系统间的协同转化,其生态效率综合评价指数最高,为0.2246,较情景1和情景2分别高出313.6%和25.5%;从资源能耗角度来看,情景2单位产品能耗最高,达0.3086;而从物质循环和经济效益角度来看,情景3固废综合利用率最高,达97.6%,铜铅锌三种有价金属回收率达97.2%,利润总额达48131.3万元;但在环境风险方面,尽管情景3固废中重金属污染排放减少1470.4 t/a,但废气中铅砷镉汞等重金属污染排放却比情景1增加了3倍以上,达1.59 t/a。综上所述,情景3在固废二次资源综合利用和经济效益方面优势显著,因此,加强铜-铅-锌产业链间固废的协同利用,不仅可大幅减少固废冗余量,提高有价金属资源的回收效率,增加经济效益,还能有效降低水、土环境污染风险,但大气中重金属污染排放问题仍亟需关注。

赤泥提铁研究进展

我国赤泥堆存量已超过10亿t,主要类型为拜耳法赤泥,该赤泥中含铁量高达30%以上,是经济价值较高的铁资源。目前回收赤泥中铁资源的方法主要是高温还原焙烧-磁选,还原剂以固态碳基还原剂和气基还原剂为主,需大量能耗和成本。我国是农业大国,主要农作物秸秆年产量在7亿t以上,这些生物质具有碳中性、反应活性高、灰分含量低、储量高、可再生等优点,而且热解温度远远低于固态碳质还原剂,其还原三价铁的温度仅为300~800℃,属于低温热解,采用生物质还原焙烧赤泥可大幅降低能耗和成本。本文重点对固态碳质还原剂、气基还原剂和生物质还原剂还原三价铁的参数进行对比,并详细阐述了生物质热解过程及还原赤泥中Fe_(2)O_(3)的机理,认为生物质还原焙烧-磁选技术可以实现赤泥和农业秸秆等固体废弃物的减量化和高值化利用,具有极高的经济价值和环境效益。最后对未来研究赤泥中铁资源回收提出以下建议:加强探究技术耦合实现赤泥产业化处置;回收利用生物质热解产气及热量;探究尾渣综合利用途径;增强对铁铝矿物的分离研究,以实现铁精矿的连续动态化生产。

粉煤灰 - 锂渣基发泡陶瓷的制备及性能研究

为制备低成本兼具高孔隙率与高压缩强度的发泡陶瓷,以粉煤灰、锂渣、长石、滑石和碳化硅为原料,经1180、1200、1220、1240℃分别保温10、20、40、60 min烧结制备发泡陶瓷试样。主要研究了锂渣的掺量(质量分数分别为0、10%、20%、30%)对试样物相组成、显微结构、孔隙率及压缩强度的影响。结果表明:1)随锂渣掺量的增加,发泡陶瓷的孔隙率增加,体积密度降低,压缩强度波动;2)锂渣中丰富的钙、硫成分,可发挥助熔剂和发泡剂作用,降低烧结温度,提高发泡陶瓷的孔隙率,改善气孔圆整度,提高压缩强度;3)当锂渣掺量为20%(w)时,经1220℃保温20~40 min烧结所得发泡陶瓷的体积密度为0.32~0.40 g·cm^(-3),孔隙率为84.4%~87.6%,压缩强度为1.51~2.35 MPa。

水泥窑协同处置危废破碎过程中氮气保护的重要性

随着工业的发展,工业生产过程产生的危险废物逐渐增多,因危险废物具有腐蚀性、毒性、易燃性、反应性或者感染性,而且可能对环境或者人体健康造成有害影响。危险废物无害化处置的问题就日益突出,利用水泥窑协同处置固(危)废综合利用技术,燃烧温度高,废物处理彻底,无灰渣排放,没有异味扩散,对重金属固化效果好,真正实现了处理的“吃干榨尽、变废为宝”,无疑是目前最经济、最彻底、最环保的处理方式。因危险废物形态各异,固态危废需进行破碎后方能入窑处置,破碎机在破碎固态危废时,转子之间和危废之间会摩擦生热,达到危废闪点后极有可能发生爆炸,对处置过程造成重大安全隐患,文章具体研究破碎过程中,在破碎机内预先冲入氮气置换,降低氧气含量,将燃烧三要素之一的助燃物进行控制,已达到安全处置的目的。

赤泥基水泥稳定碎石基层材料制备及性能研究

为解决大量堆积赤泥资源化利用问题,文章研究以不同比例赤泥取代水泥稳定碎石中的集料部分,利用碱激发原理,使用矿渣和脱硫石膏取代部分水泥用量,并验证其路用性能。结果表明:30%赤泥掺量不但可以大量消纳赤泥,同时经济性较好,能满足路用性能的要求;利用碱激发原理,胶凝材料比例为矿渣∶脱硫石膏∶水泥=13∶5∶7时,强度既能满足高速公路基层所需,也能减小干缩量,适合实体工程应用。

钢渣协同建筑再生骨料制备透水材料

透水混凝土作为“海绵城市”建设的一种重要绿色建材,被广泛应用于护坡、停车场、人行道、轻载道路等领域。本文研究了钢渣、再生骨料单掺及复掺作骨料对透水混凝土性能的影响,骨胶比、成型方式等因素对钢渣协同建筑再生骨料透水混凝土性能的影响,探究了钢渣协同建筑再生骨料制备透水混凝土的可行性。

KR脱硫渣碱激发矿渣的配比优化及水化特性

KR脱硫渣是铁水脱硫工序产生的废渣,多种固废协同制备胶凝材料是脱硫渣资源化的有效途径。本文利用KR脱硫渣、矿渣和脱硫石膏制备固废基胶凝材料,研究KR脱硫渣和矿渣掺量对胶凝材料力学性能的影响,优化原材料配比。通过XRD、TG-DSC、IR、SEM-EDS和水化热测试方法研究了固废基胶凝材料的水化产物及水化特性。结果表明,固废基胶凝材料优化配比为KR脱硫渣25%(质量分数,下同),矿渣60%,脱硫石膏15%,胶凝材料3 d、28 d、90 d抗压强度分别达到30.01 MPa、49.47 MPa和55.73 MPa。固废基胶凝材料的早期水化放热速率低,3 d累积放热量仅为普通硅酸盐水泥(OPC)的37.9%,其水化产物主要是针棒状钙矾石(AFt)和无定形水化硅酸钙(C-S-H)凝胶。KR脱硫渣中大量的Ca(OH)2在水化早期可以碱激发矿渣,使玻璃相硅酸盐解体,同时与脱硫石膏反应促进AFt的生成。KR脱硫渣、矿渣和脱硫石膏协同反应使水化后期的水化产物持续增加,相互胶结形成致密结构,有利于强度的持续增长。