聚氯化铝残渣制备水化氯铝酸钙及其对六价铬的吸附

采用聚氯化铝生产压滤残渣(PACR)为原料,改性得到水化氯铝酸钙吸附剂(M-PACR),考察该吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附效果。扫描电镜分析表明,M-PACR表面的孔隙结构较改性前更明显;比表面积分析数据显示,M-PACR的比表面积较PACR增大了近3倍。吸附实验效果表明,M-PACR吸附Cr(Ⅵ)的最佳pH为6。M-PACR对Cr(Ⅵ)的吸附符合二级吸附动力学模型与Langmuir吸附等温模型。

水化氯铝酸钙脱氟的pH相关性研究

以聚合氯化铝和石灰乳为原料合成了水化氯铝酸钙用于含氟水的处理。发现水化氯铝酸钙脱氟具有显著的pH相关性,脱氟效率最高的pH值在3~4区域、在pH值7~8区域的脱氟效率次之。对含氟絮体的的ζ电位、XRD、FTIR、XPS及SEM-EDS表征显示,溶解-再沉淀是水化氯铝酸钙脱氟的主要途径;但无论是在酸性、中性及碱性环境,水化氯铝酸钙对氟离子的去除始终存在着无定型Al(OH)3(am)絮体对CaF2的分子吸附;在酸性和碱性pH区域还分别存在着以新生态铝盐对氟离子的络合吸附以及水化氯铝酸钙层间的F-Cl离子交换,这些检测结果表明水化氯铝酸钙对溶液中氟离子吸收是一个复杂的过程。

水化氯铝酸钙对土壤铬的钝化修复及风险评估

本研究采集我国棕壤、红壤、黄壤、黑土和褐土5种典型土壤,制备成Cr(VI)浓度为80mg/kg的污染样品,首次应用极具潜力的层状双金属氢氧化物——水化氯铝酸钙对其进行钝化修复,并从土壤特定基本理化性质以及Cr的赋存形态、生态风险以及健康风险等方面对修复效果进行综合评价,对相关机理进行深入探讨,对使用成本进行简析.结果表明,水化氯铝酸钙可显著增加土壤pH值,并有效降低土壤Cr的活跃性、生态风险和健康风险;土壤Cr的活跃性降幅为59.09%~79.22%,生态风险降幅为14.17%~57.66%,在胃阶段和小肠阶段的健康风险(致癌风险)降幅分别为13.04%~63.04%和22.73%~56.60%.土壤Cr的赋存形态中,除了活跃态以外,修复前后均有部分不活跃态具有生态风险或健康风险.水化氯铝酸钙除了可将活跃态Cr转化到不活跃的沉淀态中,部分或完全地降低其生态风险或健康风险外,还能在一定程度上控制某些土壤中其余不活跃态Cr在毒性浸出实验或in vitro试验中的溶出.在相对最优使用量(m_(Cr):m_(水化氯铝酸钙)=1:20)条件下,水化氯铝酸钙钝化修复1m^(3)的Cr(VI)含量为80mg/kg的实际污染建设用地土壤,其试剂成本约为6.4元.作为新型Cr污染土壤钝化修复剂,水化氯铝酸钙有望为我国土壤环境质量和人群健康质量的改善做出贡献.

水化氯铝酸钙去除水中氟及其动力学研究

采用聚合氯化铝和电石渣合成水化氯铝酸钙,用于处理低浓度的含氟水。探讨了吸附时间、溶液初始pH值、吸附剂加入量、初始氟离子浓度及竞争阴离子等因素对氟离子吸附效果的影响。研究表明,100 mL初始氟离子浓度为27.25 mg/L的溶液中加入水化氯铝酸钙1.5 g/L、pH=3,在常温条件下水浴振荡(160 r/min)吸附90 min,其处理后浓度可满足国家《无机化学工业污染物排放标准》(GB 31573—2015)6 mg/L的直接排放标准。水化氯铝酸钙对氟的吸附过程符合准二级动力学模型,并且颗粒内扩散模型表明,水化氯铝酸钙吸附氟离子是一个以化学吸附为主的复杂过程。

氯盐对碱激发矿渣净浆强度影响试验

通过对掺加氯化钠(Na Cl)、氯化钙(Ca Cl2)的碱激发矿渣(KC)净浆的无侧限抗压强度试验,研究两种氯盐对KC净浆强度的影响规律,利用X射线衍射(XRD)、热重分析(TG-DTG)、液相离子测定、水化程度测定等测试手段,分析两种氯盐对KC净浆强度的作用机理.结果表明,随着Na Cl掺量增加,KC净浆抗压强度提高;随着Ca Cl2掺量增加,KC净浆抗压强度基本不变.掺加Na Cl与Ca Cl2的KC净浆中均生成含氯水化物水化氯铝酸钙(Fs,Friedel’s salt),但Fs的生成对KC净浆强度无影响作用.掺加Na Cl的KC净浆中氢氧化钠(Na OH)的生成是导致其强度增强的主要原因,混合物中Na OH的存在提高了KC净浆的液相碱度,促进矿渣水化的进一步发生,进而生成更多的水化硅酸钙(CSH)使KC净浆强度得到提高.

含铝矿物相在胶凝体系中的水化机理研究进展

含铝矿物相对水泥与工业废渣的水化反应、火山灰活性材质发生土聚反应等过程中形成性能优良的地质聚合物具有不可或缺的作用。综述了含铝矿物相水化铝酸钙(C-A-H)、水化硫铝酸钙(C-A-S--H)、水化硅铝酸钙(C-A-S-H)及水化氯铝酸钙(C-A-Cl-H)胶凝体系中铝相的水化机理,对含铝矿物相在这几种胶凝体系中的形成与反应规律进行了总结。高铝水泥中加入合适添加剂可以提高水泥强度和稳定性,铝取代硅导致电荷不平衡,能够强烈吸引并固定重金属等有害离子;铝酸钙与氯离子作用后能够直接对氯离子进行固定,为危险废弃物的稳定化和无害化处理提供了新思路。指出今后应加强含铝矿物相在不同化学组成的胶凝体系中的形成与转变规律研究。

化学外加剂对粉煤灰-矿渣-水泥胶凝体系的激发作用

为提高粉煤灰-矿渣-水泥充填胶凝体系早期强度,选取10种激发剂,通过单掺及复掺试验,研究激发剂的早强性能,并获得最优配比,利用XRD、SEM、EDS手段分析了胶凝体系的水化产物及复合激发剂作用机理。结果表明:单掺激发剂时,当掺量≤1.4%,早强效果较优的依次为:NaCl>Na_2CO_3>CaSO_4·2H_2O>Na_2SiO_3·9H_2O>三乙醇胺,复掺激发剂最佳配比为:NaCl、三乙醇胺分别为胶凝材料总质量0.9%和0.03%,硫铝酸盐水泥、CaSO_4·2H_2O均为水泥熟料质量5%,胶砂试样3 d强度比空白样提高191.7%,28 d强度与空白样相差不大;胶凝体系受激发主要水化产物为C-S-H凝胶、水化氯铝酸钙和钙矾石,C-S-H凝胶构成了试样的强度主体,针状钙矾石与片状水化氯铝酸钙交错生长,具有加筋、填充作用,使微观结构更加密实、紧凑,提高了早期强度。

铝酸三钙对盐溶液中氯离子的固化研究

研究了铝酸三钙(C3A)在不同浓度的氯化钠溶液中对氯离子的固化行为。结果表明:同一龄期下,当溶液中的氯离子浓度从0 mol/L增大到1.0 mol/L时,C3A固化氯离子的含量随之增大;同一浓度下,随着水化龄期的延长,C3A固化氯离子的含量先随之增大后趋于稳定,且1 g C3A最大固化氯离子的质量为0.1657 g。X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜(SEM)和综合热分析(TG-DSC)的结果显示:C3A结合氯离子生成六方片状的水化氯铝酸钙(F盐及其固溶体)是固化氯离子的主要原因。

不同细度的铝酸三钙对氯离子固化能力的影响

水泥中C_3A的含量被广泛认为是影响氯离子固化能力的重要参数。研究了不同细度的铝酸三钙(C_3A)在一定浓度的氯化钠溶液(0.8mol/L)中对氯离子固化能力的影响。X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜(SEM)、综合热分析(TG-DSC)和全谱直读等离子体发射光谱仪(ICP-OES)等的实验结果表明:同一龄期(1d)下,当C_3A的细度从45~80μm减小到30.8μm以下时,C_3A固化氯离子形成六方片状的水化氯铝酸钙(F盐及其固溶体)含量增大,且1gC_3A最大固化氯离子的质量为0.135 1g。

矿渣固化氯盐渍土强度变化规律试验研究（英文）

目的:探讨矿渣固化氯盐渍土强度变化规律及作用机理,为氯盐渍土有效固化提供依据。创新点:评价矿渣固化高含盐量氯盐渍土的效果,分析矿渣固化氯盐渍土固化机理,提出具有一定适用性的拟合关系式。方法:通过固化土无侧限抗压强度试验、X射线衍射、能谱分析、热重及液相离子浓度测试对固化氯盐渍土强度及微观结构进行分析。结论:1.氯化钠是影响矿渣固化氯盐渍土强度的主因;2.矿渣固化氯盐渍土强度随土中含氯量增加而增强,铝酸钙与氯化钠反应生成的水化氯铝酸钙填充孔隙及氢氧化钠提高液相碱度是增强固化土强度的主因;3.通过固化土强度增量曲线拟合分析,得到矿渣固化氯盐渍土强度增量与含氯量关系式。