某选硫尾矿回收明矾石和石英试验研究

为充分有效地回收尾矿中的明矾石和石英,针对尾矿中硫含量高、SiO_(2)含量低、明矾石和地开石含量较高的特点,开展了尾矿脱硫回收明矾石和石英的试验研究。试验考察了脱硫浮选碳酸钠、油酸、水玻璃等药剂以及明矾石和石英混浮、脱硫再选工艺等对明矾石和石英回收的影响。结果表明,碳酸钠用量为3000 g/t、油酸用量为250 g/t~300 g/t、水玻璃用量为100 g/t~200 g/t、经两次粗选可得到SiO_(2)品位74.66%、TS 0.99%的尾砂,三次粗选可得SiO_(2)品位79.77%、TS0.87%的尾砂精矿;三次粗选精矿合并精选时,随着精选水玻璃用量的增加,S在精矿中得到富集。综合考虑,两次精选均为空白精选,可获得品位27.59%的明矾石精矿。

基于考古-科学互证的视角解惑硝石矾石散治疗“女劳疸”的可行性

目的解惑硝石矾石散治疗女劳疸方药与证型不符的疑问,探索硝石矾石散的科学内涵。方法借助古史研究领域的“二重证据法”,运用古文献、考古素材,还原汉代人群寄生虫感染的现象,结合现代临床与科研基础,印证汉代主流养生活动与黄疸的关联性。结果发现汉代人群普遍有寄生虫感染,房中术对肝细胞损害的黄疸具有一定影响,代表炼丹术成果的硝石矾石散对此黄疸有治疗作用。结论硝石矾石散具有保肝作用,其来源于民众对养生术的反应,是张仲景对时代医学现象的忠实记载。

溶液法合成纳米钙矾石的水泥晶种效应研究

为研究钙矾石晶体在水泥水化过程中的晶种效应,以十八水合硫酸铝与四水合硝酸钙为原料,氢氧化钠调节pH,通过溶液法得到钙矾石纳米晶体,利用Zeta电位计、XRD、SEM等技术探究纳米钙矾石的微观结构;将其以不同掺量引入至水泥浆体中,考察钙矾石掺量和水灰比对水泥凝结时间以及早龄期力学强度的影响规律。结果表明:利用溶液法制备出纳米尺度、晶型完整、纯度高的钙矾石产物,在聚羧酸减水剂辅助下可均匀稳定地分散于水中,适合作为晶种用于提升水泥净浆的早期强度,在最佳掺量0.3%条件下,水泥的1、3 d胶砂抗压强度分别提高了15%、8%;纳米钙矾石的晶种效应导致普硅水泥的初凝时间延长而终凝提前,即水泥的初-终凝时间差缩短。

合成钙矾石-水化硅酸钙复合晶种的水泥早强效应

【目的】解析钙矾石-水化硅酸钙晶种的协同效应,改善普通硅酸盐水泥的早期力学强度。【方法】以溶液法合成的超细钙矾石和纳米水化硅酸钙为复合晶种,在微观结构表征基础上,探究钙矾石和水化硅酸钙的掺量以及水灰比对水泥净浆试块1、3 d抗压强度的影响与作用机制。【结果】溶液法合成的超细钙矾石和纳米水化硅酸钙的纯度高,结晶完整,在水中可长时间保持稳定悬浮状态,适合作为复合晶种使用。当纳米水化硅酸钙质量分数固定为5%情况下,随着超细钙矾石掺量的增大,水泥净浆试块的早期抗压强度先升高后降低,在钙矾石掺量(质量分数,下同)为0.6%时,试块的1 d抗压强度提高125%;当钙矾石掺量为0.4%时,水泥净浆试块的3 d抗压强度提高57%。在超细钙矾石掺量一定情况下,水泥净浆试块早期强度随水化硅酸钙掺量的提高而明显增长,但掺量高于5%会导致泌水现象的发生。【结论】超细钙矾石与纳米水化硅酸钙作为复合晶种具有明显的协同效应,可有效提高普通硅酸盐水泥的早期力学强度,早强效果明显优于单独使用的钙矾石或水化硅酸钙晶种。

钙矾石法去除反渗透浓水硫酸根试验研究

研究钙矾石法对反渗透浓水硫酸根的去除效果,探讨pH、氯化钙投加量n(Ca/S)、偏铝酸钠投加量n(Al/S)、初始硫酸根质量浓度等因素对硫酸根去除效果的影响。结果表明,对于硫酸根质量浓度为1015 mg/L的反渗透浓水,通过钙矾石法可将其中83.44%硫酸根去除;试验最佳工艺参数为pH=12.0、n(Ca/S)=4、n(Al/S)=0.7;三者对试验影响的排序为pH>n(Al/S)>n(Ca/S),其中pH是关键因素,在处理效果中起绝对主导作用,偏铝酸钠投加量次之。对于初始硫酸根质量浓度不同的废水,处理效果有明显差异,在初始硫酸根质量浓度为1090~1550 mg/L内,随着硫酸根初始质量浓度增加,硫酸根去除率逐渐增大。该方法的弊端在于残留钙离子质量浓度较大,后续可通过投加碳酸钠将残留钙转化成碳酸钙以实现其资源化利用。

模拟地热环境下延迟钙矾石的形成探究

随着“西部大开发”战略推进,我国基建工程逐渐延伸至藏南—川西—滇西地热带,工程中经常出现高温蒸汽喷出、隧洞岩壁高温等地热高温热害问题。而在蒸养、地热等高温环境下,混凝土水化硬化初期生成的钙矾石(AFt)会受热分解,转化为单硫型硫铝酸盐(AFm),随龄期增长易与未反应的硫酸根在孔隙或骨料界面处生成延迟钙矾石,从而导致混凝土膨胀开裂,为西部山脉中桥隧工程的安全服役埋下严重隐患。鉴于此,试验采用溶液法模拟水泥孔溶液中钙矾石生成的液相环境,通过高温蒸养模拟90℃地热环境,综合运用XRD、SEM、热重分析等测试技术,对地热环境中钙矾石的生成与温度、石膏掺量的关系进行了研究,得出了70~75℃为延迟钙矾石生成(DEF)的临界温度区间,地热环境服役混凝土中石膏的适宜掺量在4%左右的结论。

用氢氧化钾从明矾石中浸出钾及其动力学研究

研究了用氢氧化钾从明矾石中浸出钾,考察了搅拌速度、浸出温度、碱矿质量比和浸出时间对钾浸出率的影响,并探讨了浸出动力学。结果表明:搅拌速度900 r/min、浸出温度70℃、浸出时间30 min、碱矿质量比3/1、KOH浓度50%条件下,钾浸出率最高可达96.91%;浸出过程动力学符合表面化学反应控制模型和Avrami-Erofeev模型,表观活化能分别为41.77、40.73 kJ/mol。该法可为解决钾资源供应问题提供一种新途径。

外部因素对钙矾石晶体结构及形貌的影响综述

钙矾石是硫铝酸盐水泥、通用硅酸盐水泥以及其他无熟料水泥等胶凝材料的重要水化产物之一,其晶体结构由中心柱和平行中心柱的沟槽组成。沟槽结构围绕中心柱呈六边形排列,硫酸根和水分子在沟槽中通过氢键网络将整个结构连接在一起。在水泥等胶凝材料的水化反应中,钙矾石晶体容易受到所处环境等外部因素的影响。其中反应物离子的过饱和度、温度、减水剂、氯离子、晶种等外部因素往往会改变钙矾石晶体结构中水分子和氢键的数量,进而改变晶体结构的稳定性及形貌等。此外,在合成钙矾石晶体过程中,搅拌桨型式及转速等也会影响钙矾石晶体结构和形貌,从而造成认知的不统一。本文在系统综述钙矾石晶体结构基础上,详细汇总了各种外部因素对钙矾石晶体结构和形貌的影响,同时介绍了各种研究手段,并对钙矾石晶体形成与形貌的研究方向提出了建议。

循环流化床灰蒸压加气混凝土中延迟形成钙矾石的研究

以循环流化床灰(CFBA)取代煤粉炉粉煤灰(PFA),研究不同CFBA取代量和水泥掺量对蒸压加气混凝土(AAC)抗压强度和干密度的影响,借助化学滴定、X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)探究钙矾石(AFt)在AAC中延迟形成的特点。结果表明,CFBA取代40%(质量分数)PFA、水泥掺量为20.0%(质量分数)条件下,能够制备满足干密度级别B05和强度级别A3.5要求的AAC。当CFBA分别取代40%PFA、100%PFA后,未经蒸压处理的空气养护试样中AFt含量于7 d达到最大值,分别为7.71%(质量分数)和18.60%;经过蒸压制得AAC后,再空气养护28 d,试样中延迟生成的AFt量均少于1.00%;而蒸压处理制得AAC后,再泡水养护28 d,CFBA取代40%PFA的试样中AFt生成量为2.57%,CFBA取代100%PFA的试样中AFt生成量达4.46%;CFBA取代100%PFA的AAC试样中延迟形成的AFt为典型高长径比针棒状晶体,存在体积安定性风险。

陕西白河小东沟绿松石矿明矾石的矿物学及谱学特征

鄂豫陕地区是我国重要的绿松石产区,其中陕西白河位于秦岭东部,是绿松石的重要矿点之一。选取陕西白河县小东沟绿松石矿床的黄白色和绿色伴生矿样品,对其进行薄片观察、X射线粉晶衍射测试、红外光谱仪和拉曼光谱仪分析的矿物学和谱学研究。测试结果表明样品为明矾石,还含有少量磷铝矾和高岭石。可观察到其呈脉状结构产出,表明具有多期次形成阶段,后期结晶颗粒较好,具有典型假立方体状的菱面体的结晶特点;该矿物红外光谱谱带主要分布在3697~3488 cm^(-1)以及1638~433 cm^(-1)范围内,在3697和3620 cm^(-1)处具有高岭石中OH导致的弱红外吸收谱峰;明矾石的拉曼光谱谱峰由SO42-振动导致,此外在3700和3626 cm^(-1)处出现高岭石中OH的伸缩振动导致的峰位。结合该地区绿松石矿床风化淋滤特点,判断该区明矾石矿脉形成于低温富碱性环境下,当含矿溶液或围岩中形成绿松石所需成分不足时,趋向于形成明矾石,以脉状、块状形式产出,并共生有磷铝矾和高岭石矿物,为研究本区绿松石矿床特点提供依据。

合成钙矾石的分解与重构

目的研究钙矾石的分解与重构,得到钙矾石分解与重构的规律.方法以CaO、Al2(SO4)3·18H2O为主要原材料,通过液相合成方法制备钙矾石,在70℃、100℃和蒸压3种方式下使钙矾石发生分解,并在20℃和40℃的淡水环境中实现钙矾石的重构,通过XRD和SEM对分解与重构产物进行分析.结果不同原材料配比反应4 h的液相合成样品中,钙矾石和石膏晶体都清晰可见;不同温度条件下,钙矾石都能发生明显分解,其中70℃和100℃分解条件下分解产物的主晶相为二水石膏,蒸压分解条件下分解产物主晶相为硬石膏,在X射线图谱中未发现明显的AFm的衍射峰.结论 3种方式下分解的样品在20℃和40℃的淡水环境中都能较快地发生钙矾石的重构,提高温度可以加速重构的进程.

响应曲面法优化低温固相合成砷钠明矾石固溶体优化研究

采用低温固相法合成砷钠明矾石固溶体,探索了反应温度、反应时间和n(As)/n(Al)对砷钠明矾石固溶体产率的影响。在单因素实验的基础上利用Box-Behnken对反应温度、反应时间和n(As)/n(Al)等因素进行了优化研究。结果表明,最佳反应条件为:反应温度为200℃、反应时间为2.8 h、n(As)/n(Al)=0.45。在该条件下合成砷钠明矾石固溶体的产率为52.88%,与模型预测值吻合。采用响应曲面法优化得到的低温固相合成砷钠明矾石固溶体的最佳工艺参数比较可靠,为利用砷钠明矾石固化/稳定化砷的实际应用提供参考依据。

矾石航道建设对水动力和冲淤演变的影响研究

矾石航道是伶仃洋继广州港出海航道之后规划的另一条重要航道,广东省政府将其列入重点建设项目,在“十四五”期开工建设。该文基于FVCOM开源模型,对矾石水道开展三维潮流数模试验研究,研究其建设是否对周边水域产生不利影响,为工程决策提供依据。研究结果表明:矾石航道轴线布置与矾石水道涨落潮主流向基本一致,顺主流,横流小;矾石航道工程实施后对水位的影响不大,整体变化幅度在0.1~0.2 cm之间;工程实施后对周围水动力的影响范围仅局限在航道沿程有开挖浚深里程段,大部分水域流速增减幅度在0.10 m/s以内;航道建设后年淤厚区间约0.21~0.65 m,年回淤量约62万m 3,航道工程实施后不会对周边工程海域的水流条件产生不利影响。

基于某铜尾矿矿物学特征回收其中明矾石的前景分析

为实现从铜尾矿中综合回收明矾石,并降低明矾石尾矿中硫酐含量,不影响微粉制备,以福建某铜尾矿为研究对象,利用化学分析、矿物自动分析仪(BPMA)等手段对铜尾矿样品进行了工艺矿物学研究,重点查明了铜尾矿中石英、明矾石、地开石、绢云母和硫酐的主要物相组成、嵌布特征及粒级分布。结果表明,铜尾矿中SO_(3)占比5.04%,TS含量占比1.91%,明矾石常见与石英、地开石、绢云母呈浸染状互为连生,部分可见包含细粒黄铁矿连生。硫酐主要赋存于明矾石中,部分硫酐分散于地开石、石英和绢云母中,从铜尾矿样品中回收明矾石,精矿中硫酐的理论品位为38.22%,理论回收率为94%左右。在工艺矿物学研究基础上,提出采用“脱泥-脱硫-明矾石浮选”流程,流程结构为“一粗一扫二精”的浮选流程,得到了SO_(3)品位20.14%、SO_(3)回收率53.36%的明矾石精矿,且尾矿中硫酐含量满足制备微粉要求。

水泥-明矾石-沸石三元体系力学性能研究

研究了混合材掺量40%下明矾石(石膏)-沸石不同比例对抗折强度、抗压强度及流动性的影响,阐明了明矾石(石膏)-沸石体系作为混合材对水泥水化的影响机制。研究表明,明矾石与石膏的最佳比例为2:1,在此比例下明矾石作为混合材的力学性能最优。沸石比例越小,相同龄期下硬化体强度越低。28d龄期,沸石掺量25%时抗压强度为47.03MPa,相对于空白样降低12.97%;沸石掺量35%时仍然能达到46.61MPa,与空白样相比下降了11.90%。流动性与沸石掺量呈线性关系,沸石掺量越高,流动性越差。综合力学性能及流动性,确定混合材掺量40%下明矾石(石膏):沸石最佳配比为10(5):25。沸石越多,体系反应活性越高,相同龄期下水化产物越多,反应越快,强度越高。

钙矾石法去除离子型稀土矿尾水中硫酸根研究

为了降低离子型稀土矿山尾水中硫酸根浓度,实验研究了钙矾石沉淀法去除硫酸根离子的最佳参数,用偏铝酸钠(NaAlO_(2))、铝酸钙(约含Al_(2)O_(3)49%)和聚合氯化铝(约含Al_(2)O_(3)40%)3种铝盐进行对比实验研究。实验结果表明:采用钙矾石沉淀法去除离子型稀土矿山尾水中硫酸根离子时,偏铝酸钠在pH值=11.5,按照Ca^(2+)∶SO_(4)^(2-)∶Al^(3+)=6∶3∶2的摩尔比计算,按0.8的过量比投加药剂,充分反应60min后,将硫酸根离子浓度从1400mg/L降至418.29mg/L,达到相应排放标准。该方法经工业实验验证稳定可靠。

钙矾石纤维的生长与形貌

采用硫铝酸盐水泥熟料-石膏-氧化钙三元体系、硫酸铝-氧化钙二元体系和硫酸铁-氧化钙二元体系制备钙矾石纤维,研究钙矾石纤维生长过程,分析不同铝质原材料、反应温度和水固比对钙矾石纤维生长速度和形貌的影响。结果表明:不同铝制原材料制备的钙矾石纤维形貌差异较大,由硫铝酸盐水泥熟料制备的钙矾石纤维尺寸最大,为类木质形貌,由硫酸铝制备的钙矾石纤维尺寸最小且形貌多样,由硫酸铁制备的钙矾石纤维为层状结构;提高反应温度和加大反应水固比均促进反应进行,增大钙矾石纤维尺寸,其中反应温度的影响更为显著。将钙矾石作为一种纤维材料进行研究,突破了钙矾石单纯为水泥水化产物的局限,为调控钙矾石纤维在纤维增韧复合材料中的应用提供了理论基础。

浅析海湾型河口出海航道平面布置设计方案--以珠江口矾石水道为例

海湾型河口区的动力环境和滩槽演变受上游网河区下泄水沙和口外潮流波浪的交互作用,从而使得其出海航道的平面布置和尺度计算需综合考虑确定。本文以珠江口伶仃洋未来双通道之一的矾石水道为例,以二三维耦合的潮流泥沙数学模型试验方法,从工程区域自然条件、滩槽演变、港区发展的适应性以及航道稳定性、未来升级的适应性等方面,对矾石水道航道平面布置进行论证分析并确定最优方案,为潮控海湾型河口出海航道的平面布置和航道设计提供借鉴。

铬酸型钙矾石与硫酸型钙矾石的差异性研究

人工合成硫酸型钙矾石和铬酸型钙矾石晶体的X射线衍射谱显示,铬酸型钙矾石的晶格比硫酸型钙矾石的稍大一些。把铬酸型钙矾石放在SO_4^(2-)浓度为1240mg/L的硫酸钠溶液中长期浸泡并跟踪监测发现,随着浸泡时间的延长,铬酸型钙矾石中的CrO_4^(2-)被SO_4^(2-)替换的比例升高,6个月时其置换率达到了近26％。分析认为这是因硫酸型钙矾石的溶解度远小于铬酸型钙矾石而引起的不全等溶解的结果。采用2种加热方武来研究2种人工合成钙矾石的热稳定性的差异。一种是连续加热实验,即把合成的硫酸型钙矾石或铬酸型钙矾石及其合成液混合物由25℃至60℃逐级加热,并在每个温度下恒温1小时。第二种加热方法是分次加热,即把硫酸型钙矾石或铬酸型钙矾石与石灰水混合,并分为若干份,每份混合物在不同的温度级别下恒温受热1小时。液相化学监测结果表明:这2种加热试验所得的结果十分接近;硫酸型钙矾石液相中SO_4^(2-)的浓度在40℃～50℃时浓度最低,说明硫酸型钙矾石在该温度下最为稳定;而铬酸型钙矾石最为稳定的温度是45℃～60℃。硫酸型钙矾石周围液相中SO_4^(2-)的浓度在70℃～75℃左右开始增大,说明硫酸型钙矾石于此温度开始出现热分解,不过90℃时其分解量仅为13％左右。铬酸型钙矾石则在80℃以后开始出现热分解。

我国明矾石的物化性质及其在水泥中的水化硬化

本文系统地介绍了我国明矾石的地质成因、化学成份和矿物组成及其在水泥中的水化硬化,提出了明矾石在碱-硫酸盐激发下形成钙矾石的水化机理,综述了我国利用明矾石作为特种水泥、外加剂的原料及作为普通水泥的混合材所取得的应用成果。