多固废协同制备再生可控性低强度材料及其性能研究

可控性低强度材料(CLSM)是一种替代传统级配砂石回填的新型回填材料,具有良好的工作性和力学性能。为了提高CLSM中固废利用率,减少水泥用量,降低工程成本和施工难度,利用再生微粉、矿渣粉等固废材料配合盾构渣土制备CLSM,并通过SEM分析不同配比CLSM水化产物的微观形貌。结果显示,多固废协同制备的CLSM流动度可控制在135~215 mm,抗压强度可控制在3.40~5.93 MPa。再生微粉最佳掺量为20%,矿渣粉最佳掺量为30%,抗压强度最高可达5.93 MPa。再生微粉与矿渣粉复掺可以相互促进,将更多的水泥产物CH转化为C-S-H凝胶物质填补孔隙结构,提高材料结构强度。

金矿矿渣遗存点土壤重金属污染评价和来源解析

以海南某金矿矿渣清理后的14件表层土壤为研究对象,分析测定Cu、Pb、Zn、Cr、Ni、Cd、As、Hg等8种重金属元素含量;采用单因子和内梅罗综合指数法、地累积指数法、潜在生态风险指数法,评价矿渣对土壤的污染程度。Spearman分析表明,Cr、Ni、Cu、Pb、Zn、Cd、As等7种重金属具有较强的相关性,来源于矿石;Hg为外源性的重金属。14个点位内梅罗指数均值均达到中重度污染水平,主要贡献因子为Hg、As、Pb、Cd等;地累积结果显示所有点位重金属地质累积指数的均值为3.2,均大于0,表明区域土壤存在重金属累积现象;8种重金属单项地积累指数均值大小顺序为As>Hg>Pb>Cd>Zn>Cr>Cu>Ni;Hg、As、Cd、Pb四元素明显高于其他元素,处于极强危害水平级别。潜在生态结果显示,整体处于极强危害水平,主要贡献因子为Hg、As等。

贵州松桃典型锰矿区锰渣重金属污染特征研究

为研究锰矿废渣重金属的污染特征,该文以贵州铜仁松桃典型锰矿区锰渣为研究对象,分析锰渣及浸出液的重金属元素组成、含量及矿物组成,采用Tessier连续萃取法分析锰矿渣中Mn元素的赋存形态。结果表明,锰矿废渣的主要矿物组成为石英砂、白云母、石膏、蒙脱石、高岭土和菱锰矿;通过浸出毒性检测发现浸出液中锰浓度高达8.828 mg/L,是GB 8978—1996《污水综合排放标准》所允许的最高排放质量浓度(2.00 mg/L)的4.4倍;锰矿废渣中Mn元素主要以碳酸盐结合态存在,其次是铁锰氧化物结合态、残渣态、有机态和离子交换态;Mn的生物可利用系数较高,生态风险较大。

钢渣对辽宁地区水稻土壤镉素吸收的影响

硅素肥料降低重金属毒性和减少重金属在植物体内积累的研究报道尚不多见。因此,开展这一领域的研究工作,将为合理应用硅素肥料修复、利用被重金属污染的土壤提供重要的理论依据。试验通过对辽宁不同地区水稻土施加钢渣,来研究钢渣对土壤吸附镉的影响。试验结果表明:施用钢渣能够增加大石桥、辽中、抚顺地区土壤对镉的吸附能力,而对盘锦、康平、苏家屯地区吸附能力影响不大;土壤对镉的等温吸附曲线,符合Langmuir等温吸附方程和Frendlich等温吸附方程,且加入钢渣前后,最大吸附量和吸附常数在不同程度上发生变化。

硅肥和磷肥配合施入对水稻土吸附镉的影响

以辽宁不同地区水稻土为供试土壤,采用静态恒温培养法,研究钢渣和钙镁磷肥配合施入对土壤吸附镉的影响。结果表明:与施用单一肥料相比,配合施入钢渣和钙镁磷肥,大大增强了土壤对Cd2+的吸附能力;土壤对镉的等温吸附曲线符合Langmuir方程;由于各地区的土壤理化性质不同,施用混合肥料的最佳比例也各不同。

硅肥磷肥配合施入对水稻产量及植株体内镉含量的影响

在水稻土中添加钢渣和钙镁磷肥后,能够提高土壤外源镉污染条件下水稻的产量;在一定范围内随着钢渣或钙镁磷肥加入量的增加产量呈现增加的趋势,但进一步增加其用量时,产量呈现降低的趋势。两种改良剂配合施加时产量增加效果更明显。从取得最高产量的角度来讲,处理C14(即钢渣1.5 g/kg+磷肥1.2 g/kg)为最佳用量;镉污染土壤上水稻植株不同部位镉的含量不一样,由大到小的次序为:根〉茎叶〉糙米;土壤中添加改良剂并没有改变水稻各部位镉的含量的次序,但降低了各部位镉的含量。

几种工矿废渣改善土壤供硅能力的效果

施用硅肥可以改善土壤硅素肥力状况,提高水稻产量,改善稻米品质,增强水稻抗性,利用工矿废渣生产硅肥还能产生良好的生态环境效益。本研究采用室内模拟与盆栽试验的方法,研究了高炉渣、粉煤灰和金刚石矿渣作硅肥施用对水稻土供硅能力的影响。结果表明,在北方酸性水稻土上施用废渣使土壤硅素释累积放量显著增加,明显改善土壤的供硅能力,促进水稻对硅素养分的吸收,上述效果随废渣用量增加而更为明显,且高炉渣的效果要明显好于粉煤灰和金刚石矿渣。另外,五种废渣的不同施用量与植株含硅量增加率之间均满足对数正相关关系,对数项系数a与127d的硅素累积释放量之间存在极显著的线性正相关关系,说明土壤硅素累积释放量可以评价施用过废渣的土壤的供硅能力,能够反映废渣作硅肥的适宜性。

碱激发矿渣固化土压平衡盾构渣土的试验研究

利用碱激发高炉矿渣对土压平衡盾构渣土进行固化,考察了矿渣掺量、液固比、碱激发剂、成型压力、养护温度等因素对固化土力学性能的影响,分析了固化反应的主要产物及固化土的微观结构,研究了固化土的抗酸抗盐侵蚀能力。结果表明:碱激发高炉矿渣对土压平衡盾构渣土具有较好的固化能力,在配比范围内,随着高炉矿渣掺量的增加,固化渣土抗压强度和表观密度增大;固化渣土强度的主要来源是碱激发高炉矿渣生成的C-S-H和C-A-S-H;氢氧化钠和水玻璃的复合激发相对于单一激发固化效果更好,液固比、成型压力和养护温度对于固化渣土的抗压强度有一定影响;硫酸钠对所制备的固化渣土的侵蚀作用较小,而硫酸和盐酸的侵蚀作用相对较大。

改性矿渣水泥-渣土免烧砖的制备与性能表征

以改性矿渣水泥为渣土固化的胶凝材料制备了性能稳定的免烧渣土砖,研究了改性矿渣水泥与渣土的质量比(胶渣比)对免烧渣土砖抗压强度、吸水率、软化系数、冻融循环稳定性、干湿循环稳定性的影响,分析了免烧渣土砖的固化机制。结果表明:胶渣比为1∶4时所制备的免烧渣土砖抗压强度和软化系数最高,分别为15.81 MPa和0.80;吸水率和15次干湿循环后的质量损失率最小,分别为8.12%和0.61%。XRD和SEM分析显示,改性矿渣水泥和水掺入渣土后(经过均匀混合和高压成型),反应物的水化速度加快,使渣土材料快速硬化,获得较高的早期强度。

覆土对渣堆氡析出率与伽玛辐射的影响试验

牦牛坪稀土矿的开发,对矿区及周围地区存在放射性污染问题。试验以牦牛坪的一个渣堆为研究对象,选择当地易取的亚砂土进行覆盖试验,研究不同覆盖厚度与氡析出率和γ辐射剂量率之间的关系,推荐最佳覆盖厚度。结果表明:覆土能降低渣堆的氡析出率和γ辐射剂量率,且厚度越大,氡析出率的降低系数越大。经综合分析,最终推荐最佳覆盖厚度为50 cm。

基于皮带出渣图像识别渣土含水率区间

为实时识别渣土含水率,通过制备3种初始含水率细砂,添加不同泡沫注入比的泡沫制成不同含水率的改良渣土,通过皮带出渣试验平台开展出渣试验,获取皮带上渣土图像,并采集渣土样测定其含水率,以1%为间隔标记含水率区间,建立渣土图像与含水率区间数据集。通过图像预处理,采用简化局部像素强度模式结合完备局部二值模式的方法提取渣土主体图像与边缘图像纹理特征,选取粒子群优化的支持向量机模型作为基模型,进一步构建渣土含水率识别集成学习模型,提高了识别准确率,含水率识别误差为±1%。

施用废渣后土壤硅素释放特性及其影响因子的研究Ⅱ土壤硅素释放特性及其与pH的关系

选取5种工矿废渣进行室内模拟试验,研究不同种类工矿废渣作为硅肥施用对土壤硅素释放特性及pH的影响。结果表明:y=kxm方程可以很好地描述土壤硅素释放的动力学特征;施用废渣可显著提高水田土壤硅素释放速率,增加土壤硅素释放量,提高土壤溶液的pH值,土壤溶液pH与培养127天硅素累积释放量间呈极显著直线正相关关系;三种高炉渣(A、B、F)的施用效果明显好于粉煤灰(H)和金刚石矿渣(J),即三种高炉渣更适于作为生产硅肥的原料。

施用废渣后土壤硅素释放特性及其影响因子的研究Ⅰ硅素释放与钙、镁、铁、铝的关系

选取5种工矿废渣进行室内模拟试验,研究不同种类工矿废渣作为硅肥施用对土壤钙、镁、铁、铝释放的影响及其与硅素释放间的关系。结果表明:y=kxm方程可以很好地描述土壤钙、镁、铁、铝释放的动力学过程,Ca释放动力学方程yCa=kCaxmCa中的参数kCa与Si释放动力学方程ySi=kSixmSi中的参数kSi表现为极显著的直线正相关关系;钙镁累积释放量之和及铁铝累积释放量之和分别与硅素累积释放量呈极显著的幂函数正相关和直线正相关关系。施用废渣可降低土壤中铁、铝的活性,甚至可增加钙、镁的含量,从而在提高土壤供硅能力的同时起到改良土壤的作用,且高炉渣A和高炉渣F的施用效果要优于高炉渣B、粉煤灰H和金刚石矿渣J,是加工硅肥的适宜原材料。