钛白石膏矿渣物理力学性质及其渣场稳定性评价

矿渣堆放是采矿业的必要环节,常要面对渣场稳定性评价问题。攀枝花市某矿渣场的堆积物为钛白石膏渣,其主要成份是GaSO_(4)·2H_(2)O,钛白石膏渣性质特殊,1、含水率高,GaSO_(4)·2H_(2)O中结晶水的相对原子质量占21%。2、渗透性小,钛白石膏渣为弱透水层。钛白石膏渣的特殊性导致该矿渣场地下水难以排出,造成该渣场在雨季存在边坡失稳隐患。本文在现场勘察的基础上通过室内试验和原位测试对矿渣的物理力学特性进行分析,再通过FLAC^(3D)软件进行三维数值模拟,以位移、塑性变形的特点和整体稳定性系数作为稳定性评价的依据。这种宏观与FLAC^(3D)三维数值模拟相结合的稳定性分析方式相对于极限平衡法具有更多评价依据、更能反映实际情况的优势。该矿渣场的工程地质环境稳定,位移监测数据显示矿渣场处于稳定状态。高程为1270m平台局部存在因失水和不均匀沉降产生的裂缝。宏观上矿渣场整体处于稳定状态,1270m平台处于基本稳定状态。三维数值模拟显示最危险处位于1270m平台及以上坡体,天然工况下稳定性系数为1.19,降雨工况下整体稳定性系数为1.10,与宏观分析结论相近。这种宏观与三维数值模拟相结合的稳定性评价方式可为类似特殊矿渣场稳定性评价工作提供一定参考。

攀枝花市某渣场钛白石膏渣工程性质研究及堆排工艺改进

矿渣堆排是矿业的必要环节,堆排前须清楚矿渣的工程性质,为堆排设计提供依据。攀枝花市某渣场堆体为钛白石膏渣,因工程性质不明确导致存在滑坡隐患,因此明确该矿渣工程性质对改进堆排工艺和消除隐患起着重要作用。试验结果表明该矿渣透水性弱(渗透系数Kv=30.3×10^(-6)cm/s),含水率高(ω=84.7%),重塑后基本呈淤泥状;原位测得内聚力c=27.2 kPa,内摩擦角φ=22.7°,室内重塑矿渣剪切试验测得c=14.0 kPa,φ=10.3°,表明钛白石膏渣重塑后抗剪强度大幅降低。强度折减法计算结果表明矿渣抗剪强度参数降低至重塑值时1 260~1 270 m平台之间坡体稳定性系数Kf=0.998(不稳定)。地震作用可能将1 220~1 260 m之间堆体的抗剪强度参数降低至重塑值,引发整体滑坡,因此计算堆体在重塑状态的稳定性是必要的。计算发现重塑状态堆体Kf=1.027(欠稳定),存在滑坡隐患。针对钛白石膏渣透水性弱,含水率高的特点,提出通过在矿渣中掺砂来改善排水条件,提高抗剪强度的措施,Kv从30.3×10^(-6)cm/s(弱透水层)提高至105.4×10^(-6)cm/s(中等透水层),ω从84.7%降至50.5%。c从14.0 kPa提升至18.2 kPa,φ从10.3°提升至17.4°。未掺砂继续堆排后Kf=1.039(欠稳定),掺砂继续堆排后提高至1.060(基本稳定),证明堆排工艺改进的有效性,为类似特殊矿渣堆排提供一定参考。

粉煤灰-钛白石膏路基材料的研究

研究了不同的激发剂掺量对钛白石膏 粉煤灰复合材料的强度和自由线膨胀率等性能的影响 ,以及减水剂的作用 ,复合材料的耐水性和抗硫酸盐侵蚀性能等 .选用三种不同类别粉煤灰与钛白石膏进行复合 .试验结果表明 ,原状粉煤灰与高钙粉煤灰混合后再与钛白石膏复合的材料 ,比两种灰单独掺加时效果更好 .所研制的复合材料具有较好的力学性能和优异的抗硫酸盐侵蚀性能 .

钛白石膏对重金属Pb(Ⅱ)的吸附特性研究

利用工业废弃物钛白石膏作为吸附剂,研究了其对重金属Pb(II)的吸附特性。采用BET、XRD、SEM对钛白石膏进行了表征,研究了介质p H值、温度、接触时间、投加量以及离子强度对Pb(II)在钛白石膏上吸附特性的影响。结果表明,钛白石膏对Pb(II)的吸附速率较快,在70 min时就达到吸附平衡,去除率达到99.8%。升高温度和增大吸附剂的投加量,均有助于去除率的提高,表明该吸附过程为吸热反应,最适宜p H值为5.7左右。吸附动力学特征更符合准二级动力学模型,Langmuir等温模型可较好的拟合钛白石膏吸附Pb(II)的等温过程。

钛白石膏的开发利用进展

钛白石膏化学成分与天然石膏相似,主要由二水石膏组成,只要采取合理的技术工艺就可实现其资源化利用。本文综述了钛白石膏在路基材料、水泥缓凝剂、墙体材料等方面的开发利用现状,展望了钛白石膏的综合利用前景。

钛白石膏用作壁纸阻燃剂的研究

本文将治理钛白废酸或酸性废水得到的副产物——钛白石膏用作壁纸的阻燃剂,通过热重分析,燃烧实验和扫描电镜(SEM)观察,比较了钛白石膏、二水硫酸钙、氢氧化铝三种阻燃剂的阻燃性能,结果表明钛白石膏具有较好的阻燃效果,可以作为壁纸阻燃剂使用。

钛白石膏的物相组成及其脱水性能的研究

为进一步开发利用钛白石膏,利用XRD和DTG考察了钛白石膏的物相组成及其脱水性能。结果表明,钛白石膏的主要成份是二水石膏,杂质主要是铁、铝、镁、钛、硅,其中含量最高的铁主要以Fe2O3存在。钛白石膏的脱水反应发生在115℃～152℃,脱水机理与化学石膏的脱水机理相似,只是脱水峰温较化学石膏的略高。

硫酸法钛白石膏的纯化工艺研究

钛白石膏中铁的存在是影响其使用性能的主要因素,分别使用萃取剂P507的萃取法和溶液中加入丙酮的溶解度法来除铁,结果表明:P507在溶液温度为25℃,相比A/O=2/1,体积分数30%,平衡时间45min时铁的去除率只能达63.97%左右。丙酮法操作简单,可以得到纯白的钛白石膏。因此,可作为钛白石膏除铁的主要方法。

水热法制备α半水钛白石膏及其聚合物增强

利用X射线荧光光谱仪分析了钛白石膏的成分,结果表明其主要成分是Ca SO4·2H2O,其杂质主要成分是Fe2O3;采用水热法,以钛白石膏为原料,制备α半水钛白石膏;通过XRD和SEM,对其进行表征;探讨转晶剂和石膏浆料p H值对α半水钛白石膏晶型的影响,以及丁苯胶粉对α半水钛白石膏抗压强度的影响。结果表明,当p H=6,丁苯胶粉添加量为0.9%时,α半水钛白石膏用水量下降到34%,其抗压强度提高到52.8 MPa,提高了101%。

钛白石膏改性处理与光催化降解酸性桃红研究

钛白石膏是生产钛白粉的副产物,其资源化利用困扰着企业的发展。通过比较不同改性实验,选择用500℃煅烧的钛白石膏作为催化剂,研究其在紫外光照条件(365 nm)下对酸性桃红(Sulforhodamine B,SRB)的催化降解特性。利用XRD、SEM对改性钛白石膏进行表征,并优化催化实验的最佳条件。结果表明,溶液pH 8.0、催化剂投加量2.0 g/L时改性钛白石膏对SRB光催化降解效果最佳,10 h SRB的降解率从16.4%提到49.3%,降解过程符合准一级动力学模型。在最佳实验条件下,夏天室外进行太阳光降解实验,6 h SRB降解效率为22.6%,较空白对照组提高14.5%,表明煅烧处理钛白石膏在处理有机污染物有一定的利用前景。

硫酸法钛白石膏渣土物理力学性质试验

为给钛白石膏渣的稳定性评价和治理提供技术依据,以四川某硫酸法钛白石膏渣土为例,进行物理力学性质、击实性质等土工试验。结果表明,钛白石膏渣土具有含水量高、透水性差和力学强度低、自身稳固性差的特点;在相同含水率的条件下,随着法向固结压力的增大,渣土抗剪强度呈线性增大趋势;法向压力一定时,含水率越低,渣土抗剪强度越大;随着含水率的增大,渣土黏聚力先下降后上升,内摩擦角呈线性减小趋势。

硫磺流化法还原钛白石膏工艺模拟研究

利用硫磺、碳等还原硫酸法钛白粉生产副产物钛白石膏是处理钛白石膏堆放问题的方法之一。针对硫磺在回转窑分解钛白石膏制硫酸和氧化钙的过程存在时间长、硫磺用量大、硫化钙产量不高等问题,提出了以钛白石膏为原料利用酸浸法去除铁杂质后,利用硫磺为还原剂将石膏在气固竖式反应器中煅烧生成硫化钙和二氧化硫,前者再与硫酸钙煅烧制得氧化钙和二氧化硫,得到的氧化钙可以中和废酸和废水,产生的二氧化硫用来制硫酸的方法。先利用反应热力学计算软件HSC分析确定实验方案,分别在流态化实验(800℃,保温40 min)和煅烧实验(1100℃,保温1.5 h)后得到硫化钙转化率与氧化钙纯度均达到90%左右。再利用Aspen软件模拟了工艺流程,模拟出二氧化硫体积分数可达12.09%,满足制硫酸的需求。硫酸生产成本估算为263.9元/t,具有较大的市场前景。

钛白石膏危险特性鉴别及处置对策研究

钛白石膏是硫酸法钛白粉厂在酸性废水中和处理过程中产生的固体废物,是一种有毒有害废物。对某钛白粉厂排放的该固废进行腐蚀性、浸出毒性、急性毒性以及毒性物质含量鉴别,结果表明,该固废不属于危险废物。根据现阶段资源化利用和无害化处置技术水平和该钛白粉厂排放实际情况,结合当地土地开发利用状况,提出用于已围滩涂填方的处置对策方案,既使钛白石膏得到无害化处置,又能满足围垦造地对塘渣的需求,一举两得。

沟谷型钛白石膏渣堆场设计的关键问题探讨

分析了攀枝花地区钛白石膏渣性质及分类,结合工程设计及实践经验,对该地区沟谷型钛白石膏渣堆场设计中的挡渣坝、排渗系统、堆置工艺等关键问题进行了探讨,为该类堆场设计提供参考和借鉴。

磷石膏制备白石膏工艺研究

磷石膏是磷肥工业的副产固废物,针对其存在杂质高,色泽差、资源化利用率低等问题,主要采用稀盐酸酸洗和和氨法纯化除杂的方法相结合制备白石膏,讨论了制备白石膏工艺条件。研究表明:在原料5.0 g,水与磷石膏的液固比4∶1(m L∶g),磷石膏、碳酸氢氨和氨水的配料比为1.0∶1.0∶0.8,温度T_1、T_2和T_3均为室温25℃,盐酸浓度2.5 mol·L^(-1),碳酸钙、盐酸的配料比为1∶2.5,盐酸加料速度150 m L·min^(-1)和陈化时间60 min的条件下,磷石膏经纯化处理后得到高纯度硫酸钙,转化率为86.93%,纯度和白度分别是99.5%和99.3%。

改性钛白石膏对阳离子染料罗丹明B的吸附性能

通过不同温度煅烧改性实验比较,选择用800℃煅烧的钛白石膏作为吸附剂,研究其对阳离子染料罗丹明B(Rhodamine B,RhB)的吸附特性。利用XRD,SEM,BET对改性钛白石膏进行表征,考察了溶液pH,温度,接触时间,投加量对吸附的影响。结果表明,当RhB溶液质量浓度为9.58 mg/L,pH值为7.0,吸附剂投加量为2 g/L,吸附时间为150 min时,改性钛白石膏对RhB的最大吸附量为2.3 mg/g,较原土提高了140.1%左右。溶液温度和吸附剂投加量对钛白石膏吸附RhB吸附有很大的影响。利用准一阶,准二阶动力学模型对吸附数据进行模拟,发现该吸附过程更符合准二阶动力学模型,Langmuir和Freundlich两种吸附等温模型都能较好地描述改性钛白石膏吸附RhB的过程。通过热力学计算,得到△H0为18.5kJ/mol,△G0<0,表明该吸附反应为自发进行的吸热反应。

常压水热法下钛白石膏的脱水速率与产物形貌

采用常压水热法将工业副产钛白石膏转化为晶体形貌规整的α-半水钛石膏,利用XRD确定了反应产物的相态组成,利用TGA分析了不同条件下不同时刻产物的结晶水含量,利用SEM观测了不同条件下得到的产物晶体形貌,掌握了不同的工艺参数对钛白石膏的脱水速率及其产物形貌的影响。研究结果表明:随着氯化钙含量增加,钛白石膏脱水速率逐渐加快,当氯化钙含量为15%时,40 min内其脱水程度可以达到90%以上,并获得规整的六棱短柱状晶体;而反应物浓度对钛白石膏脱水速率和产物晶体形貌影响不大,但浓度过大时,会造成晶体轻微团聚;随着反应温度的升高,钛白石膏脱水速率加快,当温度为100℃时,40 min内其脱水程度可以达到90%以上,产物呈现规整的六棱短柱状晶体;溶液pH值对钛白石膏脱水速率影响不大,但可以影响晶体的形貌,当pH值为5时,产物呈现规整的六棱短柱状晶体。

硬石膏白水泥的研究

在探讨AⅡ无水石膏水化机理的基础上 ,研究了不同激发剂对AⅡ无水石膏的激发作用 ,采用内掺煅烧明矾石和消石灰制成了硬石膏白水泥 .结果表明 ,AⅡ无水石膏在激发剂作用下提高了液相的过饱和度 ,导致二水石膏晶核形成、生长 ,最终形成结晶结构网 .此外 。

钛白废水制备石膏工艺探讨

根据钛白废水制备石膏工艺的现状与不足,在分析中和反应机理后,首先提出一次中和,制备不含钛的白石膏,该白石膏可供水泥厂直接使用;然后用一段滤液制备红石膏晶种;通过二次中和,制备低水分且SO_3合格的红石膏;最后二段滤液经曝气、浓密、沉淀,得到色度低且达GB8978-1996标准的外排水。该方案不仅能较好治理钛白废水,得到高价值的石膏,而且操作简单,治理成本低。

钛白废水制备钛石膏用于水泥缓凝剂工艺探讨

依照钛白废水制备石膏工艺的现况和不足,在对中和反应机理进行分析之后,首先进行一次中和,制出不含钛的白石膏,水泥厂可以直接使用这种石膏;之后利用一段滤液制备红石膏晶种;进行二次中和以后,对低水分且三氧化硫合格的红石膏进行制备;最后将二段滤液经曝气、浓密、沉淀,得出色度低并且能够达到相关标准的外排水。这个方案不但能够很好的对钛白废水进行治理,获得高价值的石膏,操作也十分简便,治理所用的成本也相对较低。