粉煤灰对轻烧氧化镁制备磷酸镁水泥性能影响的研究

文中分析了粉煤灰(FA)对轻烧氧化镁制备磷酸镁水泥(MPC)性能的影响。随着FA替代率的增加,MPC的凝结时间逐渐降低,流动度逐渐提高,抗压强度先升高后降低。当FA替代率为10%时,MPC的各项性能较佳,凝结时间为42.0 min,流动度为200 mm,28 d抗压强度为82.6 MPa。

偏高岭土改性轻烧氧化镁基磷酸镁水泥的3D打印性能

本文采用自主研发的混搅挤功能一体化建筑3D打印设备,实现了轻烧氧化镁基磷酸镁水泥材料的3D打印,探究了不同掺量偏高岭土(MK)对3D打印轻烧氧化镁基磷酸镁水泥性能的影响规律,并结合XRD与SEM试验进一步分析MK掺量对3D打印轻烧氧化镁基磷酸镁水泥水化产物及晶体形貌的影响。结果表明:3D打印轻烧氧化镁基磷酸镁水泥的凝结时间与力学性能均随着MK掺量的增加呈先上升后下降的趋势;当MK掺量为胶凝材料质量的4%~6%时,MK的加入有效改善了轻烧氧化镁基磷酸镁水泥浆体的打印性能,此时的轻烧氧化镁基磷酸镁水泥具有良好的挤出性能、建造性能与力学性能,能够满足3D打印应用要求;MK的加入不会改变轻烧氧化镁基磷酸镁水泥水化产物晶体的组成,但会产生大量无定形的非晶体水化产物,进一步填充水化产物与颗粒间的空隙,改善结构密实程度。

粉煤灰掺量对轻烧氧化镁基制备3d打印用磷酸镁水泥性能的影响

以实现轻烧氧化镁为原料制备低碳磷酸镁水泥材料的3d打印为目标,采用自主研发的混搅挤功能一化建筑3d打印设备,探究了不同粉煤灰掺量对以轻烧氧化镁为基制备磷酸镁水泥材料性能与打印性能的影响规律,并结合XRD与SEM微观试验进一步分析粉煤灰对其水化产物及晶体样貌的影响。结果表明:与重烧氧化镁相比,由轻烧氧化镁制备磷酸镁水泥的凝结时间大幅缩短;粉煤灰的加入对材料凝结时间影响较小,均在2~3 min左右,但对抗压强度与界面粘结强度有负面影响,当粉煤灰掺量为磷酸镁水泥质量的30%时,抗压强度及界面粘结强度分别下降约34.24%、48.94%;粉煤灰掺量在20%以内时,可有效改善轻烧氧化镁基磷酸镁水泥材料的干缩率,提高体积稳定性;粉煤灰中的活性物质参与水化反应,生成的水化产物与磷酸镁水泥展现出良好的化学相容性,使结构内部更为密实;当粉煤灰掺量为20%~25%时,制备的3d打印用轻烧氧化镁基磷酸镁水泥具有良好的工作性能、体积稳定性能、挤出性能以及建造性能,且满足3d打印对水泥基材料的力学要求。

MgCl_(2)·6H_(2)O溶液对方镁石-镁铝尖晶石耐火材料性能的影响

以电熔镁砂和电熔镁铝尖晶石为原料,以18°Be’、24°Be’、30°Be’三种不同浓度的MgCl_(2)·6H_(2)O溶液和酚醛树脂为结合剂,制备方镁石-镁铝尖晶石耐火材料。以酚醛树脂为对照组,通过研究MgCl_(2)·6H_(2)O溶液对材料常温抗折强度、常温耐压强度、烧结性能、抗热震性能的影响,探明MgCl_(2)·6H_(2)O溶液对材料的作用机理。结果表明,在常温下MgCl_(2)·6H_(2)O溶液能与镁砂反应生成氯氧镁水泥(MOC),MOC在微观下表现为交错互锁的晶须结构,使得耐火材料在干燥后具有非常高的机械强度。当热处理温度为1 700℃、溶液浓度为24°Be’时,材料的常温耐压强度达到79.1 MPa,相较于酚醛树脂提高了58.2%;当热处理温度为1 700℃、溶液浓度为18°Be’时,材料的显气孔率达到16.8%,相较于酚醛树脂降低了13.4%。MgCl_(2)·6H_(2)O溶液浓度的增加有利于提高材料的断裂韧性。MOC和Mg(OH)_(2)在烧成过程中会分解产生活性MgO,促进材料的烧结。此外,分解产生的活性MgO呈类球状,它们分散填充在镁砂颗粒内部裂隙处,形成微孔结构,有利于减缓热震时的热应力冲击。

氢氧化镁煅烧制备镁砂的工艺研究

以盐湖镁资源生产的高纯氢氧化镁为原料,研究了高纯度镁砂的生产工艺。重点研究生坯制备过程中成型压力、保压时间、轻烧温度、轻烧时间、氧化镁含量对生坯密度的影响;研究高温煅烧过程中煅烧的温度与时间对颗粒密度的影响。最终确定最佳实验条件为:在900℃轻烧氢氧化镁3 h得到氧化镁,控制氧化镁与氢氧化镁的质量配比为1∶4,混合均匀后,在600 MPa下进行压片,并保压5 min,在1 600℃煅烧5 h。在该条件下得到的镁砂完全满足国标要求。

氢氧化镁@GNP复合阻燃剂的制备及其阻燃性能

氢氧化镁(MH)因无卤无毒环境友好的特点广泛用于聚烯烃(PO)线缆材料的阻燃,而随着电线电缆性能的不断提升使MH的应用面临更多的挑战。为实现绿色可控制备MH阻燃剂,以轻烧镁和石墨烯微片(GNP)为原料,采用水化法制备MH和MH@GNP纳米复合阻燃剂。利用正交试验设计优化,在球磨时间6 h、水热反应温度110℃和水热反应时间2 h的条件下获得了MH以及MH@GNP,形成了粒径尺寸在200 nm左右的片状MH包覆二维GNP的结构。在阻燃剂质量分数为50%的条件下,与商业MH阻燃剂产品(CMH)相比较发现,所制备的MH具有较好地抑制燃烧和降低热释放的作用,而且MH@GNP能够使无卤阻燃PO复合材料的极限氧指数达到28.2%,垂直燃烧等级达到UL94 V-1级,相较纯PO材料,PO/MH@GNP的热释放速率峰值下降55%、总热释放量下降54%。研究结果揭示了以轻烧镁作为原料的水化合成方法是一种高效无污染无副产物的绿色制备技术,能够可控制备具有一定形貌和粒度的MH阻燃剂,获得粒径为200 nm的MH薄片,同时,与二维GNP相结合,能够可控制备具有包覆结构的MH@GNP纳米复合阻燃剂,实现了阻燃性能的显著提升。

基于水氯镁石合成水合硅酸镁及其在镁质浇注料的应用

水氯镁石是一种非常具有应用前景的镁盐资源,其储量丰富,成本低廉。以青海盐湖水氯镁石和水玻璃合成不同MgO/SiO2摩尔比(0.5∶1,1∶1,1.5∶1)的水合硅酸镁(M-S-H)凝胶,采用XRD、SEM、红外和核磁共振等测试手段研究M-S-H的合成机理和结构特征,进而将合成的M-S-H与硅微粉复合制备镁质浇注料,探究M-S-H结构对浇注料结合特性的影响规律。结果表明:不同MgO/SiO2摩尔比的M-S-H呈层状堆叠结构,MgO/SiO2摩尔比为1∶1时M-S-H的层间自由水少,结晶度最高;M-S-H替代部分硅微粉制备镁质浇注料能显著提高1 550℃热处理后浇注料的力学性能,其中MgO/SiO2摩尔比为1∶1的M-S-H复合硅微粉制备的镁质浇注料综合性能最佳,与添加6%(质量分数)硅微粉制备的镁质浇注料相比,其常温抗折强度和高温抗折强度分别提高75%和8%。

蔗糖和活性氧化镁对硫氧镁水泥水化进程的影响

为了缩短硫氧镁水泥(MOSC)的凝结时间,提高其早期力学性能,以蔗糖为分散剂,用不同水化活性的氧化镁(MgO)粉制备了MOSC,分析了蔗糖对MOSC凝结时间、水化性能、抗压强度、物相组成、微观形貌和孔结构的影响.结果表明:活性为75.0%的MgO粉较活性为65.5%的MgO粉制备的MOSC凝结时间更短,早期抗压强度更高;蔗糖作为分散剂更适用于活性为75.0%的MgO粉制备的MOSC体系,通过其空间位阻效应的发挥,改善新拌浆体的流动度,延长新拌浆体的初凝时间和终凝时间,还能抑制Mg(OH)_(2)的生长,降低硬化浆体的孔隙率,提高其28 d的抗压强度;蔗糖可促进MOSC吸收大气中的CO_(2)形成MgCO_(3)晶体.

废弃镁-铬耐火材料中镁的浸出动力学

本研究采用SEM-EDS和BSE对废弃镁-铬耐火材料浸出前后的微观特性进行了检测,通过浸出动力学试验研究了浸出条件对镁浸出的影响,采用统计和作图法对镁的浸出过程进行了动力学分析。结果表明,原料中不同物相之间嵌布关系复杂,浸出渣为铬铁尖晶石且颗粒中存在各种孔洞和裂纹。升高温度、增加盐酸浓度和液固比可以加快镁的浸出速度,从而促进整个浸出过程,其中温度的促进作用最强。最终确定废弃镁-铬耐火材料中镁的浸出过程符合渐进转化模型,其控制步骤为化学反应,表观活化能为69.11 kJ/mol,动力学方程为:X/(1-X)=4.898×10^(8)×CHCl0.7982×(L/S)0.7407×e-8312/T×t0.9276。

碱式硫酸镁水泥的生命周期评价

为了评估碱式硫酸镁水泥对环境的影响,采用生命周期评价(LCA)方法,定量分析了碱式硫酸镁水泥的3种原材料在15项中点类别(致癌物质、非致癌物质、可吸入无机物等)和4项终点类别(人类健康、生态系统质量、气候变化、资源消耗)上的影响,并对比分析了不同镁质水泥的环境影响。结果表明:碱式硫酸镁水泥在水生生态毒性上的影响值最高,在臭氧层破坏上的影响值最低;氧化镁在致癌物质、非致癌物质和水生生态毒性上的影响占比较大,均超过85.00%;七水硫酸镁在电离辐射上的影响占比(53.67%)较大;柠檬酸在土地占有上的影响占比(68.80%)较大;在4项终点类别上,氧化镁的环境影响最大,七水硫酸镁次之,柠檬酸最小;与活性氧化镁水泥、磷酸镁水泥、氯氧镁水泥相比,碱式硫酸镁水泥在9项中点类别(致癌物质、非致癌物质、可吸入无机物等)和2项终点类别(气候变化、资源消耗)上优势明显。

氢氧化镁煅烧制备镁砂的工艺研究

以盐湖镁资源生产的高纯氢氧化镁为原料,将部分原料进行轻烧用于制备氧化镁,后将得到的氧化镁与氢氧化镁混合后进行生坯压制,再将生坯进行高温煅烧制备镁砂。针对生坯制备过程,重点研究了成型压力、保压时间、轻烧温度、轻烧时间、氧化镁含量对生坯密度的影响;针对高温煅烧过程,主要研究了煅烧的温度与时间对颗粒密度的影响。研究确定最佳实验条件为:在900℃下轻烧氢氧化镁3 h得到氧化镁,控制氧化镁与氢氧化镁的质量配比为1∶4,将其混合均匀后,在600 MPa下进行压片,并保压5 min,再在1600℃下煅烧5 h。在该条件得到的镁砂完全满足国标要求。

氧化镁真空碳热还原法炼镁的工艺研究

采用物料失重率、金属Mg还原率、X射线衍射（XRD）与扫描电子显微镜（SEM）等手段与方法,研究了真空条件下氧化镁碳热还原温度、物料造球成型压力、物料配比、碳热还原保温时间以及催化剂对氧化镁碳热还原法炼镁工艺的影响。研究结果表明,在30~100 Pa时,碳热还原温度高于1553 K,控制物料压块压力为8 MPa,此时物料失重率最大,最有利于氧化镁的还原。随着焦煤还原剂与氧化镁摩尔比以及碳热还原时间的增加,碳热还原反应速率加大,还原率提高,但是变化效果不明显,加入氟盐CaF2后,物料失重率明显提高,添加CaF2的质量超过物料总质量的3%时,物料失重率超过95%,还原率也相应大幅提高。因此,选择适当的焦煤还原剂与氧化镁摩尔比值以及碳热还原时间,添加超过3%CaF2,将有利于该法炼镁过程的顺利进行与金属Mg还原率的提高。此研究为真空碳热法从氧化镁中提取金属Mg工艺提供了很好的实验依据。

氧化镁在NdCl_3-NaCl-KCl-MgCl_2熔盐中的溶解行为

研究了氧化镁在NdCl3-NaCl-KCl-MgCl2熔盐中的溶解行为。利用正交回归实验设计研究了熔盐各组分对MgO溶解度的影响,测定了不同组分熔盐中MgO的溶解度。结果表明MgO溶解度主要决定于组分NdCl3含量。分别测定了MgO在700,780,850℃下的溶解动力学。结果表明MgO在NdCl3-NaCl-KCl-MgCl2体系中的溶解速率主要与NdCl3浓度有关,其它因素的影响不显著。得到MgO溶解反应的活化能E=33·36kJ·mol-1。

锰矿石氧化-磷酸铵镁沉淀预处理焦化废水

针对焦化废水中含有高浓度CODCr,挥发酚和氨氮的特性,提出锰矿石氧化-磷酸铵镁(鸟粪石)沉淀两步预处理焦化废水的方法.以磷酸、硫酸调节焦化废水pH至1.2,利用锰氧化物在酸性条件下的强氧化性,氧化去除废水中的挥发酚和硫化物,去除率分别为99%和100%,同时CODCr的去除率达70%,出水pH升高至1.8;向上述锰矿石处理后的废水投加菱苦土粉(轻烧氧化镁)进行磷酸铵镁沉淀试验.结果表明,在固液比为18 g/L,搅拌反应24 h后,氨氮以磷酸铵镁沉淀形式得到去除,去除率达90.1%,pH升高至9.4.X射线粉末衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对沉淀产物表征分析表明,磷酸铵镁沉淀是在菱苦土颗粒表面形成和生长的.

用镁碱代替钠碱的高得率浆过氧化氢漂白

综述了国外在高得率浆H2O2漂白中,用Mg(OH)2或MgO代替NaOH的研究成果与生产应用实践,结果表明,用Mg(OH)2或MgO代替部分NaOH可以节约生产成本、降低废水中的COD和浆料中的阴离子垃圾,并使浆料获得良好的物理性能。

纳米氧化镁对小鼠血清生化指标的影响

目的探讨纳米镁材料对小鼠血清生化指标的影响。方法按照固定剂量(5g/kg)法以镁粉、微米氧化镁和纳米氧化镁一次经口灌胃。14d后处死动物取血清观察常规生化指标的变化。结果纳米氧化镁组小鼠血清LDH和ALP明显低于微米氧化镁组(P<0.05),但与对照组相比无明显变化(P>0.05)。结论纳米氧化镁对血清LDH和ALP的影响与微米氧化镁材料有明显差别,其生化毒性作用可能与微米氧化镁材料有所不同。

Al-Si复合滑板材料的研究进展

主要介绍了Al-Si复合Al2O3-C滑板、Al-Si复合Al2O3-ZrO2-C滑板和Al-Si复合MgO-MgAl2O4-C滑板的研究与应用情况。Al、Si等的引入,使滑板制备工艺简化,烧成温度降低,生产流程缩短,并可提高滑板的高温强度、抗热震性和抗氧化性等关键性能。

水化条件对氢氧化镁颗粒尺寸的影响

研究了水化温度、水化时间、悬浮液浓度和水化介质配比对氢氧化镁颗粒尺寸的影响。结果表明,有添加剂存在时,氢氧化镁颗粒尺寸随着水化温度的提高先增加后降低然后又有明显增加,水化温度为70℃时得到的产物颗粒最为细小;水化2h,产物粒径最小;改变悬浮液浓度和水化介质配比,对生成的氢氧化镁颗粒尺寸影响不大。

氧化镁加入量对铝镁质干式捣打料性能的影响

以不同粒度的白刚玉、α-Al_2O_3微粉以及电熔镁砂为原料,硼酸为结合剂,手工捣打制备试样;研究镁砂加入量对经高温热处理后试样的物相变化、显微形貌以及力学性能的影响,以优化铝镁质干式捣打料中镁砂的加入量。结果表明:手工捣打试样经过1600℃烧后,氧化镁加入量为6wt%时试样的性能较优异,反应生成的铝镁尖晶石较多,其晶粒尺寸约为8μm,大部分尖晶石结晶完整,呈现较规则的形状。

白云石镁水泥材料的初步研究

以活性较高的苛性白云石粉和氯化镁溶液制备白云石镁水泥材料。研究氧化镁、氯化镁和水不同配比条件下对白云石镁水泥材料的抗压强度、相组成以及形貌的影响。在所研究的配比条件下,以氧化镁、氯化镁和水摩尔比为3.38∶1.00∶16.86和3.24∶1.00∶16.26配比的镁水泥样块强度较高,结构致密,水化物胶凝相稳定;氯化镁加入量较低,水的加入量较高会使镁水泥试块强度不高;氯化镁加入量较高,水的加入量较低会使镁水泥试块吸潮返卤现象严重,导致强度逐渐下降。