磷石膏矿山充填材料研发与性能试验研究

为了研究固废磷石膏制备矿山充填材料的可行性,以磷石膏为骨料,添加电石渣、矿渣制备充填材料。采用单因素试验和正交试验法研究了电石渣质量分数、矿渣质量分数、物料质量分数,以及烘干温度对充填材料抗压强度的影响规律,并利用SEM分析了样品的微观形貌特征。试验结果表明:当磷石膏、电石渣、矿渣质量分数分别为65%、5%、30%时,物料质量分数为65%充填材料的强度及初始流动度满足充填要求。在130℃烘干8 h条件下,充填材料峰值强度最高。电石渣激发了矿渣活性,磷石膏与矿渣形成了针状钙矾石及水化铝酸钙和水化硅酸钙凝胶,增强了充填材料强度。

二水磷石膏-电石渣-镍铁渣三元胶凝体系的性能与微观结构

以二水磷石膏-电石渣-镍铁渣三元胶凝体系制备全固废胶凝材料,研究电石渣与二水磷石膏掺量对三元胶凝体系性能的影响,并采用XRD、扫描电镜分析了体系的水化产物、微观形貌和元素组成。结果表明:二水磷石膏和电石渣均会降低三元胶凝体系的流动度;受二水磷石膏中磷、氟等缓凝成分的影响,三元胶凝体系的凝结时间被大大延长,3 d抗压强度也随之下降,但二水磷石膏的掺入有利于后期强度的增长;电石渣的掺入缩短了三元胶凝体系的凝结时间,但降低了体系的抗压强度;三元胶凝体系的水化产物主要为C-A-S-H凝胶与钙矾石;三元胶凝体系表现出较高的膨胀率,但在2 d后体积变化趋于稳定;界面过渡区中氢氧化钙的富集与膨胀裂缝造成了高电石渣掺量情况下集料与凝胶间的黏结力下降,使抗压强度下降。

工业固废矿化封存CO_(2)的研究进展及固碳潜力评估

目前,CO_(2)捕集与封存技术是最有效的碳减排方法。相较于与天然矿石,工业固废具有较高的钙、镁基等碳化活性组分,是理想的矿化原料。本文初步介绍了工业固废中碳化活性组分,重点阐述钢渣、电石渣、粉煤灰及磷石膏矿化封存CO_(2)研究现状及制备建筑材料,从直接固碳量和间接固碳量两方面评估工业固废矿化CO_(2)碳减排潜力。结果表明:工业固废间接固碳量远高于直接固碳量。

Mechanism of Calcined Phosphogypsum for the Volume Change of Blended Cement

The paper describes an investigation into the volume change of cement mortar specimen at the three kinds of different curing schedules including 20℃and 5% Na2SO4 solution curing, tap water standard curing, 50% RH curing for 90 days. The testing results of hydration heat, chemical shrinking and XRD prove that calcined phosphogypsum has evident excitation effect on the activity of high calcium ash and steel slag. Simultaneously, calcined phosphogypsum has the function of decreasing volume shrinkage to blended cement possessing steel slag and high calcium ash. In sulfate curing, calcined phosphogypsum can avoid the phenomenon of protrude apex of the blended cement.

钾矿与不同钙质原料制备的硅钙钾肥中有效钾的性质对比研究

为研究不溶性含钾硅酸盐岩石与不同钙质原料(石灰石、磷石膏、磷石膏钙渣)制备的硅钙钾肥中钾的溶出规律,以20 g/L柠檬酸溶液为浸取液,采用正交试验考察了浸取次数、酸度、振荡温度、振荡时间对硅钙钾肥中有效钾溶出率的影响。结果表明:3种硅钙钾肥中的有效钾具有较好的缓释性;振荡温度和振荡时间对有效钾溶出率的影响无显著差异;酸度对有效钾溶出率的影响存在显著差异,酸度越大,有效钾溶出率越大。3种硅钙钾肥中有效钾的释放特征具有相似性,可以采用磷石膏、磷石膏钙渣代替石灰石生产硅钙钾肥,实现废弃物料的资源化利用。

高温烧结磷石膏钙渣制备轻质碳酸钙

以磷石膏钙渣为原料,通过高温煅烧,然后经消化、精制、碳化,制成轻质碳酸钙产品。研究结果表明:高温煅烧的最佳温度为1000℃,最佳煅烧时间为1.0 h;沉淀反应的初始反应温度为60℃,Ca(OH)_2乳液质量浓度为70 g/L,CO_2流量为1.8 L/h。制备的轻质碳酸钙产品各项指标均达到HG/T2226—2000《工业沉淀碳酸钙》标准的要求。其中,沉降体积远优于行业标准,达到了4.0 mL/g。

磷石膏钙渣制备高品质轻质碳酸钙工艺研究

以磷石膏钙渣为原料,用盐酸浸取,将其中的钙溶出,通过二次除杂得到精制氯化钙溶液,精制氯化钙溶液再经碳化制备出高品质轻质碳酸钙产品。重点研究了酸溶和精制过程,得出了最优工艺参数。采用最优工艺参数制备了产品,所得产品经贵州省化工产品质量监督检查站检测,达到了HG/T 2226—2000《工业沉淀碳酸钙》优级品标准。利用扫描电镜对产品进行了表征,结果表明产品粒子呈均匀棒状,分散性好。

磷石膏制备碳酸钙晶须的工艺研究

以磷石膏制备的钙渣为原料,通过HCl浸取、NH3.H2O除杂得到精制的CaCl2溶液。采用碳化法制备文石型CaCO3晶须,研究了结构导向剂浓度、CO2流速、反应温度、搅拌速度等因素对文石型CaCO3产品颗粒形貌和结构的影响,得出了最优工艺参数。钙渣酸溶和CaCl2溶液精制条件为HCl与CaCO3摩尔比2.5,HCl浓度2.5mol/L。碳化过程以MgCl2为晶体导向剂,MgCl2浓度为0.4mol/L,CO2通气速度、搅拌速度和反应温度分别为35mL/min、250r/min、80℃,得到的产品试样为文石型CaCO3晶须。

磷石膏钙渣制备轻质碳酸钙工艺研究

本文在磷石膏生产硫酸工艺基础上,采用磷石膏钙渣为原料制备高品质轻质碳酸钙,结果表明:在Ca(OH)2乳液质量浓度为90g/L,碳化温度为30℃,CO2流量为1.2L/h,碳化搅拌速度为2100r/min的条件下,制备的碳酸钙产品的沉降体积和pH值最优。电镜扫描发现,产品粒径大小均匀,呈球形。理化分析其品质达到HG/T2226-2000《工业沉淀碳酸钙》优等品标准要求。

基于正交法的钾钙肥制备工艺研究

以不溶性含钾岩石和磷石膏钙渣为原料,将其混合均匀,经过制块、烘干、高温烧结等工艺流程制备得到钾钙肥产品。利用正交设计法,进行了9次实验,探索制备钾钙肥的相关影响因素,得到产品生产的最佳工艺条件:即原料配比(不溶性含钾岩石与磷石膏钙渣质量比)为1∶1.45;高温烧结时间为30 min;烧结温度为1 160℃。同时对产品生产过程进行热分析,了解产品生成过程中的相关反应和反应历程,对产品进行主要成分分析,通过与相关产品企业标准进行比较,该产品质量超过企业一级品标准。

磷石膏钙渣制备轻质碳酸钙过程中沉降体积的研究

以磷石膏钙渣为原料,用盐酸浸取将其中的钙溶出,滤液经精制后合成制备轻质碳酸钙。探讨了初始反应温度、溶液浓度、CO2流量对轻质碳酸钙产品沉降体积的影响,并得到了优化工艺参数。结果表明,在最优工艺条件下制备的轻质碳酸钙产品粒径较细,分散性好,其沉降体积可达3.3 mL·g-1。该工艺条件对于磷石膏钙渣的资源化利用具有重要意义。

煅烧磷石膏对含掺和料混凝土耐久性的影响

磷石膏经高温煅烧改性后与高钙灰、钢渣二元矿物复合水泥配制混凝土及胶砂.研究了煅烧磷石膏对混凝土抗冻、抗渗性能及胶砂抗硫酸盐侵蚀和抑制体积收缩的影响,用扫描电镜分析了煅烧磷石膏对混凝土耐久性影响的原因.结果表明:在以50%(质量分数)的高钙灰和钢渣为矿物掺和料的复合水泥中加入煅烧磷石膏后,混凝土抗硫酸盐性能没有明显改善,但抗冻、抗渗及抗体积收缩有明显改善,氯离子扩散系数降至142.2×10-14m2/s,100次冻融循环动弹性模量损失率降至19%,90 d体积收缩率减至1.50×10-4.

CO_2捕集的研究现状及钙基吸收剂的应用

温室气体CO_2是当今世界环境恶化的主要原因之一,近年来针对CO_2的捕集技术也相继被研究。磷石膏是湿法冶炼磷酸的副产物,具有产量大、微辐射性等特点,严重危害自然环境和人类健康。本文阐述二氧化碳捕集与封存(CCS)以及燃烧后捕集的三大方法的具体技术原理与特点,着重分析利用钙基吸收剂捕集CO_2的技术特点和优势,提出CO_2捕集技术的探索方向并指出利用磷石膏分解渣作钙基吸收剂矿化捕集CO_2的思路。当前对CO_2捕集的研究多停留在吸收剂捕集方面,单纯吸收剂虽吸收效果较好,但其成本较高。磷石膏分解渣作钙基吸收剂不仅有着良好的捕集效果,且解决了成本问题,实现了"以废制废"的思路。

不溶性含钾岩石与磷石膏钙渣混合均匀度对硅钙钾肥影响的研究

在以磷石膏钙渣和不溶性含钾岩石为原料制备新型硅钙钾肥的最佳生产工艺条件的基础上,考察了混合均匀度(以SO2-4的含量来表示)随混合时间的变化规律;采用不同混合时间段的原料制备硅钙钾肥,测定了钾的转化量随混合时间的变化情况。试验结果表明:磷石膏钙渣与不溶性含钾岩石均匀混合时,硅钙钾肥中钾的转化量随着原料粒度的减小而增大,当原料粒度<180μm(>80目)时,不溶性钾完全转化为可溶性钾;但当原料粒度达到180μm(80目)时,原料混合不均匀会影响硅钙钾肥中钾的转化量,即混合时间不足90 s时,硅钙钾肥中钾的转化量小于5.19%。

磷石膏分解渣中氧化钙的分离纯化及表征

利用酸碱化学方法研究磷石膏分解渣中氧化钙的提纯工艺,并结合XRD、SEM、EDS手段表征提纯物物相和光谱特征等。结果表明,通过加入去离子水和盐酸可以有效除去渣中可溶性二氧化硅和酸不溶物,经氢氧化钠处理后的物料在1050℃煅烧3.5h,形成的样品中氧化钙纯度达到89%,其结构密实紧凑,表面分布均匀,色度较高。提纯过程中,磷石膏分解渣、去离子水、盐酸和氢氧化钠的最佳质量比为5∶15∶6∶8。

三相流化床中磷石膏分解渣碳酸化反应研究

通过对磷石膏分解渣在三相流化床中碳酸化反应的实验研究,探讨了不同因素对磷石膏分解渣中CaS转化的影响。实验结果表明:增大CO2气体流量和增加反应时间有利于CaS的转化,随着液固比的增大,CaS的转化率首先是增大然后趋于平缓,而升高反应温度对CaS的转化有微弱抑制作用。得到磷石膏分解渣碳酸化反应的最佳反应条件:CO2气体流量为300 mL/min、反应时间为40 min、液固比(体积质量比)为6 mL/g、反应温度为(25±2)℃。在最佳反应条件下,三相流化床中CaS的转化率为97.34%,釜式反应器中CaS的转化率为86.32%,相差了11%。与釜式反应器相比,三相流化床反应器更有利于磷石膏分解渣的碳酸化反应。

SO_4^(2-)环境下矿物复合水泥基材料体积稳定性研究

通过在20℃,5%硫酸钠溶液养护制度下,研究了不同钢渣、高钙灰掺量,以及二者复掺下水泥基材料试件60、90 d的强度和90 d内试件线长度变化,并采用XRD微观分析和化学分析,揭示体积变化机理。试验结果表明,与基准样相比,适量钢渣的掺入使试件90 d收缩率最大可减少3.06×10-4;高钙灰的掺入,对体积稳定性有改善作用,其90 d最小收缩率达到1×10-4;二者的复掺,复掺叠加效应明显,而改性磷石膏的掺入,对强度、体积稳定性的改善更为突出,在一定龄期内,甚至出现了零收缩率。

水泥-赤泥-电石渣-磷石膏固化镉污染土壤

为修复镉污染土壤,同时资源化利用工业废渣,以水泥、赤泥、电石渣、磷石膏为原料制备了镉污染土壤固化剂。考察了龄期对固化土无侧限抗压强度、渗透系数、浸出液pH、浸出毒性的影响,并采用SEM-EDS技术观察固化土微观形貌、Tessier五步连续提取法分析重金属形态。实验结果表明,水泥、赤泥、电石渣、磷石膏的最佳掺量(以干土壤质量计)为9%,5%,1%,1%。工业废渣固化土的抗压强度和抗渗性随龄期延长而提高,浸出液pH呈先上升后平稳再下降的趋势,毒性浸出液中未检测到Cd^(2+)。对比同等掺量的水泥固化土,工业废渣固化土的渗透系数和腐蚀性均更低。固化土中有钙矾石和水化硅酸钙生成,镉的稳定态含量较高。

钾矿与不同钙质原料制备的硅钙钾肥中有效钙的性质对比研究

以20 g/L柠檬酸溶液为浸取液,浸取石灰石、磷石膏、磷石膏钙渣分别与钾矿原料制备的硅钙钾肥中的有效钙,用火焰原子吸收分光光度法测定有效钙的含量,并计算溶出率;采用正交试验考察影响硅钙钾肥中有效钙溶出率的因素,探讨了有效钙的溶出规律。结果表明:3种硅钙钾肥中的有效钙具有较好的缓释性;施肥后温度和时间对有效钙溶出率的影响无显著差异;土壤酸度对有效钙溶出率的影响存在显著差异,酸度越大,有效钙溶出率越大。3种硅钙钾肥中有效钙的释放特征具有相似性,采用磷石膏、磷石膏钙渣代替石灰石生产硅钙钾肥,可实现废弃物料中钙的资源化利用。