Investigation of the medium calcium based non-burnt brick made by red mud and fly ash: durability and hydration characteristics

Red mud is a type of highly alkaline waste residue produced in the process of alumina smelting by the Bayer process.Based on the idea of medium calcium content,solid wastes such as red mud and fly ash were used to prepare non-burnt bricks;and the mass ratio of CaO/SiO2 was selected in the range of 0.88–1.42.Mechanical properties and durability were investigated with a compressive strength test.X-ray diffractometry(XRD),scanning electron microscope(SEM),and Fourier transform infrared spectroscopy(FTIR)techniques were used to characterize the hydration characteristic.The environmental performance was analyzed by Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry(ICP).The results indicated that the mechanical properties and the durability were optimal when the mass ratio of CaO/SiO2 was 1.23.The hydration products were mostly C–S–H gel,ettringite,Na4Ca(Si10All6)O32·12H2O and Ca3Al2(SiO4)(OH)8.They were responsible for the strength development,and the CaO/SiO2 mass ratio of 1.23 had the best polymerized structure.The results of an environmental performance test showed that the heavy metals in the raw materials were well-solidified in the brick.Therefore,this paper provides an effective solution for use of solid wastes in building material.

兰州地热井K1井施工工艺

甘肃省兰州市七里河区西部欢乐园内地热勘探井2501.63m,采用水源钻机TSJ3000,钻遇地层中遇到石膏地层300多米,对泥浆造成严重破坏。在石膏地层通过对泥浆进行合理的调控,预防了缩径卡钻事故。在1900~2300m期间进尺慢,钻头胎体磨损严重,通过取芯分析,对地层进行判断选出合适的钻头。本文通过对K1井施工工艺的探讨,为以后在兰州地区地热井施工提供宝贵的经验。

基于土壤改良剂的河道底泥原位修复效果

底泥是河道生态系统的重要组成部分。河道底泥中富集的营养物质(如氮、磷等)是导致河道水体富营养化,同时,底泥中的有机物和有害物质会通过溶解、悬浮或释放到水体中,进一步加剧水体富营养化,从而对河流生态系统和水质产生了严重影响。因此,修复河道底泥污染对于保护生态环境具有重要的意义。基于此,本文将硝酸钙、酵素和腐殖酸三种土壤改良剂引入原位修复河道底泥领域,通过监测上覆水以及底泥中pH、EC、DO、ORP、NH_(4)^(+)-N、COD、TP七个指标,分别探究各个处理组对河道底泥和上覆水质的修复情况,旨在通过实际观察和实验数据初步了解3种土壤改良剂对河道底泥进行原位修复的实际效果。

碱性工业固废堆存对周边环境的危害分析及应对措施

碱性大宗工业固废产量巨大且利用率低,导致堆存量大,高达数十亿吨。本文综述了钢铁渣、电石渣、粉煤灰、赤泥几种大宗碱性工业固废的产生以及堆存后对周边生态环境污染和危害,并对碱性大宗工业固废堆存场地的环境风险管控和未来处置利用方向提出了建议,提出碱性工业固废资源化利用及其矿化固碳技术将是未来的产业化发展方向,以期为碱性工业固废处置及综合利用提供参考,减少不规范堆存对周边生态环境的污染。

蔗渣白泥在电解二氧化锰生产中资源化利用研究进展

蔗渣白泥是甘蔗渣制浆造纸产生的固体废弃物,主要成分是碳酸钙和少量的无机盐、有机杂质等,对蔗渣白泥的综合利用是广西蔗渣造纸行业面临的难题。从蔗渣白泥的主要来源、成分及当前主要用途进行分析,并对蔗渣白泥在电解二氧化锰行业中应用的可能性及需要解决的关键问题进行综述,为蔗渣白泥在电解二氧化锰行业实现资源化利用提出了有效途径。

利用电石渣进行赤泥脱碱研究

赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的工业固体废弃物,高碱含量限制了其利用。利用电石渣替代天然钙基材料进行赤泥脱碱,分析脱碱温度、电石渣掺量、液固比、反应时间四个因素对脱碱效果的影响,探究电石渣进行赤泥脱碱的反应机理。结果表明,随着温度升高、电石渣掺量增加、反应时间增加,赤泥脱碱效率升高;在温度为90℃、液固比为4∶1、反应时间为360 min、赤泥与电石渣的质量比为1∶1的反应条件下,脱碱效率达到81%,脱碱后赤泥中的Na2O含量不大于1%(质量分数),满足水泥原料的要求。电石渣进行赤泥脱碱反应符合内扩散未反应收缩核模型,提高反应温度与反应物的质量均可提高脱碱率。

赤泥还原法提铁-脱碱尾渣制备水泥熟料

赤泥中较高的铁含量和碱性限制了其在水泥中的应用,为提高赤泥在水泥中的利用率,本文研究赤泥高温还原法提铁,电石渣水热离子置换法和草酸法对提铁赤泥的脱碱,使用提铁-脱碱重构后的赤泥制备水泥熟料。结果表明:在煅烧温度为1400℃,保温时间为1 h,稻壳灰掺量为9.08%(质量分数),冷却方式为水冷的条件下,赤泥提铁率为77.24%,提铁后赤泥中铁的质量分数为9.39%;在反应温度为90℃,提铁赤泥、电石渣质量比为1∶1,液固比(mL/g)为6,反应时间为7 h的条件下,电石渣水热离子置换法的脱碱率为89.30%,脱碱后重构赤泥中Na_(2)O的质量分数为0.592%;生料率值为石灰饱和系数0.88,硅率2.4,铝率1.4时,重构赤泥配制的水泥生料在1300~1450℃的煅烧温度范围内均具有较好的易烧性,煅烧温度为1350℃时,熟料中晶粒形状为不规则多边形,晶粒形貌正常,确定掺加重构赤泥制备水泥熟料的最佳煅烧温度为1350℃。

赤泥低钙烧结脱碱硅钙渣制备轻质免烧砖

为实现赤泥的充分利用,以脱碱硅酸钙渣、水泥和砂为原料,采用压实成型技术制备了轻质免烧砖,并利用XRD、FTIR和SEM等方法研究了原料配方和成型压力对免烧砖物理性能的影响。脱碱硅酸钙渣以不规则的蜂窝状颗粒形式存在,主要由硅酸钙水合物和部分CaTiO_(3)、CaCO_(3)和SiO_(2)组成。结果表明,增加硅酸钙渣的含量可以提高免烧砖的抗压强度,降低体积密度,但过量的硅酸钙渣会降低抗压强度和软化系数,增加吸水率。当硅酸钙渣用量在50%~70%时,免烧砖的抗压强度为15.10~24.16 MPa,体积密度为1.3~1.5 g/cm3,软化系数为0.77~0.91,吸水率为28.41%~43.52%。在养护过程中,水化反应产生的水化硅酸钙和水化铝酸钙使原料颗粒絮凝在一起,增强了免烧砖的强度。免烧砖中重金属和钠离子的浸出表明硅酸钙渣轻质免烧砖对环境无害。

卤水净化盐泥实现以废治废的应用

卤水净化过程中产生钙镁盐泥,盐泥中主要含量为碳酸钙,由于盐泥中氯化钠含量高,一直未找到合理用途,多年来通过注井的方式处理盐泥。现利用淡水洗涤降低盐泥中氯化钠含量用于化工企业处理废酸,实现了盐泥变废为宝的过程,盐泥资源得到循环利用的同时盐井溶腔资源也得到了有效利用。

不同萃取剂从赤泥浸出液中萃取分离铁钙试验研究

研究了用P204、P507萃取分离赤泥浸出液中的铁、钙,考察了萃取剂的体积分数、水相pH、萃取温度、萃取时间和相比V_(O)/V_(A)对铁、钙萃取分离的影响,确定了2种萃取剂的最佳萃取试验条件,对比了萃取性能。结果表明:有机相组成为40%P204+60%磺化煤油时,在水相pH=1.4、萃取温度50℃、萃取时间15 min、相比V_(O)/V_(A)=1/1条件下,Fe^(3+)萃取率为94.29%,Ca^(2+)萃取率为5.07%,P204可较好萃取分离铁和钙;有机相为30%P507+70%磺化煤油时,在水相pH=2.5、萃取温度40℃、萃取时间15 min、相比V_(O)/V_(A)=3/1条件下,Fe^(3+)萃取率可达99.67%,Ca^(2+)萃取率为1.95%;P204、P507都能从赤泥浸出液中萃取分离铁、钙,相较而言,P507萃取分离性能好于P204。

浅析钙镁型制盐母液及盐泥综合处理工艺

陕北岩盐资源从杂质分类属硫酸钙型卤水,还有一定量的钙、镁、铁盐杂质成分,生产企业通过母液外排的方式予以控制,这样既造成了大量制盐母液的浪费,也使钙镁石膏泥堆积地面形成巨大环保压力。文章结合中盐榆林公司真空制盐项目实际运行情况,提出了制盐母液处理工艺来消除上述弊端,在完全去除镁离子、抑制氯化钙富集的基础上实现母液回收利用,将过程产生的钙镁石膏泥注入运行盐井,实现了制盐系统的经济、环保运行。

钙镁泥对不同土壤pH及部分元素有效性的影响

通过恒温培养试验,探究不同用量钙泥、镁泥对砖红壤、红壤以及石灰性褐土的改良效果。结果表明:不同用量钙泥、镁泥均不同程度地提高了土壤pH值,且以镁泥对砖红壤pH值的增幅最大;低量钙泥、镁泥提高了红壤、石灰性褐土有效P含量,高量镁泥提高了砖红壤有效P含量;3种土壤水溶性钙、镁和活性铁、铝、锰含量均随钙泥、镁泥添加量的增加而增加,这主要与钙泥、镁泥本身的性质有关。相关性分析表明,钙泥、镁泥处理不同土壤的pH值、有效P、水溶性Ca和Mg以及活性Fe、Al、Mn含量均存在一定的相关性。总体来说,镁泥对土壤pH、有效P含量影响大于钙泥,而钙泥对土壤中水溶性Ca、Mg和活性Fe、Al、Mn含量影响较镁泥大。钙泥、镁泥对酸性土壤具有良好的改良效果。

造纸碱回收白泥综合治理技术的研究与应用

对造纸碱回收白泥综合治理技术的研究现状与生产实际应用情况进行了综述,探讨了白泥资源化回收利用的可行方案及存在的问题,分析了白泥资源化回收利用过程中相关技术问题的解决途径。同时重点介绍了白泥精制CaCO3新技术和国内两家稳定运行的应用示范工程。

白泥循环煅烧/碳酸化捕集CO_2的反应特性

在双固定床反应器和热重分析仪上研究造纸白泥在循环煅烧/碳酸化过程中的CO2捕集性能。结果表明：当碳酸化温度为700℃时,白泥循环碳酸化转化率最高。随煅烧温度升高,白泥碳酸化转化率迅速降低。第1次循环白泥碳酸化速率和碳酸化转化率最高,5次循环后,碳酸化速率和碳酸化转化率基本不再衰减,从第5次循环到第100次循环转化率基本维持在0.21左右。白泥初始循环碳酸化转化率较低,15次循环后体现出优于石灰石的捕集CO2性能。煅烧白泥孔隙主要分布在1~10 nm,在碳酸化过程中容易被堵塞,所以初始循环碳酸化转化率较低;经多次循环后,煅烧后白泥表面孔隙结构优于煅烧后石灰石,因此白泥取得比石灰石更高的碳酸化转化率。

钠钙粉作为添加剂制备赤泥激发偏高岭土胶凝材料

采用XRD、IR、SEM、和EDS等分析手段,研究了钠钙粉作为添加剂制备的赤泥偏高岭土胶凝材料的力学性能和水化产物。结果表明:钠水玻璃模数为1.0、水灰比为0.34、钠钙粉加入量为6%时效果最好,同时得知偏高岭土经强碱激发后的水化产物为C-S-H凝胶和硅铝酸钙。随着试样养护龄期的增长胶凝材料结构更密实,形成PSS型结构.

苇浆黑液碱回收白泥精制填料碳酸钙的研究

本文通过对碱法苇浆黑液苛化白泥的精制工艺的研究，优化了 苇浆黑液苛化白泥为碳酸钙填料的精制工艺。

利用含油碳酸钙污泥制备橡胶填充剂

本文以中原油田含油碳酸钙污泥为研究对象,根据高分子理论化学和橡胶工程理论,论证了油田含油碳酸钙污泥开发含油橡胶填充剂的理论基础。经粉体加工,将含油碳酸钙污泥制备成实验用橡胶填充剂。通过橡胶工程实验及产品测试,结果表明,与正在使用的普通碳酸钙和纳米碳酸钙填充剂相比,含油碳酸钙污泥制备的填充剂对橡胶制品的性能没有明显的影响;在分散性、橡胶网状分子的交联性、磨耗、回弹性等方面,较普通碳酸钙和纳米碳酸钙的填充效果稍优。

电石泥渣分析

研究建立了电石泥渣的分析方法,并对试样进行了系统分析,105～110℃干燥重量法测自由水;用差热分析确定试样中氢氧化钙的实际分解温度,在580～600℃灼烧重量法测化合水,动物胶凝聚的二氧化硅沉淀中,先用重量法测出二氧化硅和碳渣含量,再用氢氟酸挥发除去其中的二氧化硅,再恒重,测出残渣即为碳渣含量,通过差减法测出二氧化硅含量;滤液中用磺基水杨酸分光光度法测三氧化二铁,铬天青S光度法测三氧化二铝,变色酸光度法测二氧化钛,EDTA容量法测氧化钙,EGTA容量法测氧化镁。通过分析,对电石泥渣各组分的存在形式作了正确判断。经误差分析,证明方法准确可靠,切实可行。

碱回收白泥精制碳酸钙对AKD施胶剂的吸附特性研究

用紫外分光光度法和颗粒电荷滴定法测定了几种碱回收白泥精制碳酸钙(LMCC)和商品碳酸钙(包括PCC1、PCC3、GCC1和GCC2)填料对AKD施胶剂的吸附特性。结果显示,LMCC和GCC1对AKD的吸附量高于实验用其他商品碳酸钙,GCC1的比表面积远低于LMCC,但其AKD吸附量却高于LMCC,这可能与填料的电荷特性密切相关。LMCC加填后成纸的施胶度最差,且随干燥温度的增加LMCC对AKD施胶的负面影响增加,AKD吸附量最高的GCC1加填纸的施胶度远高于LM-CC加填纸,这与通常所认为的吸附量越高的填料对AKD施胶的影响越大相矛盾,有可能LMCC对AKD施胶的影响并非单纯的吸附原因。

屯1井三开钻井液工艺技术

介绍了屯1井三开安集海河组地层钻遇复杂情况的处理及钻井液工艺技术。安集海河组地层富含伊/蒙间层,岩性以灰绿色、棕红色泥岩为主,地层水化能力强,存在强水平挤压应力和高压地层流体,导致钻井过程中井壁失稳、缩径、垮塌、阻卡等严重复杂情况。采用钾钙基聚磺钻井液配合高分子聚合物抑制剂及护壁剂白沥青等,控制高温高压滤失量小于10mL,通过封堵抑制协同作用保持井眼稳定,明显减少了井下复杂情况。现场应用表明,钾钙基聚磺钻井液具有防塌性、强抑制性、抗温、抗污染能力,满足了安集海河组地层的钻井要求。