磷建筑石膏矿渣水泥的水化过程与耐水性能

通过凝结时间、流动度、孔溶液pH值、抗折强度、抗压强度、吸水率、软化系数、水化热和水化产物分析测试,探究了磷建筑石膏(CPG)掺量对石膏矿渣水泥水化过程与耐水性能的影响.结果表明:随着CPG掺量的增加,石膏矿渣水泥的凝结时间缩短,流动度减小,吸水率与3 d水化累计放热量均增大;水泥净浆孔溶液的pH值在水化早期快速下降,56 d时保持不变;当CPG掺量从40%增加到70%时,56 d水泥净浆孔溶液的pH值从11.02减小到10.62,水泥胶砂的软化系数从0.98减小到0.91,主要水化产物均为二水石膏和钙矾石,并且钙矾石的含量随着CPG掺量的增加而减少.

西北干旱露天煤矿排土场土壤重构与水盐运移机制

矿山排土场生态修复是煤矿露天开采面临的重大环境问题,是制约建设绿色露天煤矿的重要因素。土壤重构是排土场生态修复的重要步骤,以新疆为代表的西北煤炭基地,水资源短缺,盐碱化突出,土壤水盐运移是决定土壤重构是否成功的关键指标。目前研究集中在表层土壤重构改善土壤养分促进植物生长,针对保水控盐的功能化土壤重构的研究甚少,对不同土壤重构方式下的水盐运移机制尚不明晰。研究立足新疆煤炭资源禀赋特征,从煤炭循环经济的角度出发,采用能源化工副产物煤气化渣(CGS)作为重构材料,通过毛细水上升-蒸发试验,分析CGS重构后水盐垂向运移和水分供给能力,通过Van Genuchten模型拟合土壤水分特征曲线,分析CGS重构后土壤持水能力,研究CGS作为含水层重构材料的可行性。采用煤矿开采伴生岩石矿物红泥岩作为重构材料,通过土柱入渗蒸发试验,分析红泥岩重构后不同土壤深度的水盐变化情况,研究泥岩作为隔水层重构材料的可行性。结果表明,CGS重构改善土壤质地,优化孔隙结构,促进了土壤水盐运移,毛细作用增强,促进了下层水分向上供给,同时也增加了盐分表聚,重构改变土水特征曲线参数,增加了饱和含水量θ_(s),降低了参数a和n,改善了土壤持水性能。CGS添加量越高,细渣质量分数越大,效果越明显。CGS作为重构含水层材料具有可行性。红泥岩黏粒和次生矿物含量高,孔隙结构丰富,物理吸附性良好,重构后0~24 cm深度下土壤含水率高于对照组,蒸发后的盐分在20~24 cm达最高值,红泥岩有效阻隔了盐分上移。红泥岩作为重构隔水层材料具有可行性。研究以期探索出一条适合西部煤炭基地排土场土壤重构模式。

矿渣水泥基复合材料在杂散电流作用下的抗软水溶蚀机理研究

在轨道交通工程运营期间,复杂的服役环境导致混凝土结构耐久性下降。本文主要研究了在杂散电流与软水溶蚀耦合作用下,矿渣掺量、水胶比和杂散电流电压强度对矿渣水泥基复合材料微观结构的影响。结合X射线衍射、热重、扫描电子显微镜和压汞等方法,分析了矿渣水泥基复合材料经溶蚀90 d后的物相组成、Ca(OH)_(2)含量、微观形貌以及孔结构变化。研究结果表明:矿渣掺量越大,矿渣水泥基复合材料内部的Ca(OH)_(2)含量越少,材料的孔隙率越低,结构更均匀致密;随着杂散电流电压强度的增加,矿渣水泥基复合材料内部的Ca(OH)_(2)和AFt含量变少,且AFt和Ca(OH)_(2)等物相边界变得模糊不清;矿渣水泥基复合材料中C-(A)-S-H的含量略有增多,孔隙率略有下降;随着水胶比的增大,矿渣水泥基复合材料内部的Ca(OH)_(2)含量变少,剩余物相含量变少,微观结构变得松散多孔,孔径结构整体粗化,孔隙率增大。

利用垃圾焚烧渣制备陶瓷透水路面砖的试验研究

垃圾焚烧渣是一种危险的固体废弃物,无害化利用垃圾焚烧渣具有重要意义。以垃圾焚烧渣为主要原料,通过高温烧结工艺制备了一种综合性能较佳的透水砖,研究了垃圾焚烧渣的添加量与烧成温度对样品结构与性能的影响规律。结果表明:添加适量的废玻璃及适当提高烧成温度能够改善试样的强度及环境安全性;当垃圾焚烧渣、废玻璃与煤粉(外加)的添加量分别为60%、40%、20%(质量分数)时,在1 200℃下烧成制品的透水系数、抗折强度与抗压强度分别为0.58 mm/s、6.23 MPa和18.58 MPa,其强度和透水系数分别达到了R_(f)4.5与B等级,且制品的Cu^(2+)、Pb^(3+)和Zn^(2+)浸出浓度满足GB 5085.3—2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》要求。XRD与SEM-EDS分析结果表明,由废玻璃熔融而成的高温液相溶解了三氧化二铅、氧化锌和氧化铜,抑制了Cu^(2+)、Pb^(3+)和Zn^(2+)的浸出。提高烧成温度能够降低样品的气孔率,促进三氧化二铅、氧化锌与氧化铜的溶解,进而协同改善制品的环境安全性。莫来石与玻璃相相互胶结,连通气孔均匀分布,赋予了透水砖较高的强度与优良的透水性能。

某固废资源综合利用项目产生水淬渣的危险特性鉴别研究

为明确某固废资源综合利用项目中产生水淬渣的危险特性,通过属性判断、腐蚀性鉴别、急性毒性初筛、易燃性鉴别、浸出毒性鉴别、反应性鉴别、毒性物质含量鉴别等手段对水淬渣是否具有危险特性进行鉴别。鉴别结果表明,在生产工艺不变、原辅料来源稳定、原辅料配比稳定且相关生产设备运行良好,生产工况稳定的情况下,鉴别对象水淬渣不属于危险废物,可作为一般工业固体废物进行管理和处置。

含铜污泥搭配发热危废协同处理及综合利用技术

本文介绍了富氧侧吹熔池熔炼炉协同处理含铜污泥和发热危废的技术,该工艺具有金属回收率高、熔炼强度大、一次能源消耗低,实现了含铜污泥的有价金属的综合回收和发热危废的无害化处理。生产实践表明:处理量10万吨/a含铜污泥和发热危废,可降低煤率约10%,节约成本770万/a,产出约4000t/a的多金属合金(其中含铜55%、含镍11.9%),为企业提质增效打开了的突破口。

碱激发矿渣-赤泥新型低碳透水混凝土性能研究

以粒化高炉矿渣与拜耳法赤泥两种工业固废作为胶凝材料,硅酸钠溶液作为碱激发剂,石灰岩碎石作为粗骨料,制备透水混凝土,研究了设计孔隙率、水胶比与骨料粒径对透水混凝土强度与透水性能的影响。结果表明:随设计孔隙率增大,试样的强度逐渐减小,但透水性能逐渐增强。最优水胶比受设计孔隙率和骨料粒径的影响,当透水混凝土设计孔隙率为15%、骨料粒径为4.75~9.50 mm时,最优水胶比为0.36,其强度较高且具有良好的透水性能。碱矿渣-赤泥透水混凝土的力学与透水性能均优于水泥透水混凝土,符合低碳绿色的发展理念。

建筑物下特厚煤层镁渣基全固废连采连充开采技术与实践

我国建筑物下压煤量巨大,同时煤矸石、粉煤灰等煤基工业固体废弃物排放量日益增加,严重制约地方经济社会发展。以榆林麻黄梁煤矿为试验矿井,针对其特厚煤层、建筑物下压煤、充填成本高等问题,提出了特厚煤层全固废连采连充开采技术。采用四阶段工序并将特厚煤层分为上、下2部分二次回采压覆煤炭,最大程度控制地面沉降。为降低充填原材料成本,采用化学优化剂对镁渣进行源头改性,抑制镁渣冷却粉化,稳定水化活性,协同粉煤灰、脱硫石膏等煤基固废,研发了改性镁−煤渣基胶凝材料。采用改性镁−煤渣基胶凝材料胶结煤矸石、粉煤灰制备了全固废充填材料。针对麻黄梁煤矿四阶段强、弱充填强度要求,设计不同配比的改性镁渣基充填材料试验,优选配比并应用于井下充填。论述了膏体充填系统与充填接顶方法。麻黄梁煤矿全固废胶结充填工艺试验显示,井下28 d龄期充填体钻芯平均单轴抗压强度超设计强度27%,钻芯浸出毒性满足相关国家标准要求,成功回收了建筑物下压覆煤炭资源,社会经济效益显著。麻黄梁煤矿特厚煤层全固废胶结充填开采实践为国内类似矿井提供了有益借鉴,同时为我国大型煤炭基地的“煤−电−化−冶”固废大规模资源化利用提供了新的思路。

侧吹熔炼处置锌冶炼渣炉渣组成对导热性及析出物相的影响

侧吹熔炼炉采用水冷挂渣炉壁时,高导热系数炉渣可在炉衬表面形成稳定渣皮,保护并延长炉衬的使用寿命。针对铁矾渣和铅银渣处理用FeO-CaO-SiO_(2)-PbO-ZnO五元渣系,采用稳态平板法对炉渣渣皮的导热系数进行了测定,并通过扫描电镜对固态渣皮进行微观结构分析,以探究炉渣组分改变对渣皮导热系数及结晶矿相的影响。结果表明,增加CaO和SiO_(2)都会使渣皮导热系数增大,其中添加CaO对渣型影响最显著。优化渣型的导热系数从原渣的7.62 W/(m·K)增大到了17.94 W/(m·K),提高了135%。在冷凝过程中,高温析出的物相为黄长石,其熔点、黏度相较于原渣也有显著降低。调整后的渣型更容易形成稳定的渣皮,有利于水冷挂渣护炉。

碱与矿物掺和料对磷石膏霉变与性能影响研究

为解决磷石膏制品易发霉、力学性能低和耐水性差等问题,本研究通过复合石灰、电石渣等碱性材料和矿渣、偏高岭土等矿物掺和料来改善其各项性能。采用扫描电镜、X射线衍射仪、压汞仪等测定了磷石膏制品的水化产物。结果表明:碱可以有效抑制磷石膏制品发霉;在碱性条件下,矿物掺和料可以提升磷石膏制品力学性能和耐水性。磷石膏制品的最佳配比(质量分数)为:磷石膏72%、矿渣20%、偏高岭土8%、电石渣5%,其抗压强度为23.19 MPa,吸水率为27%,软化系数为0.85。水化硅酸钙(C-S-H)对孔结构优化优于钙矾石(AFt)。

电石渣-矿渣固化膨胀土强度及微观机制研究

针对南水北调中线地区膨胀土因环境湿度变化引起力学特性劣化导致的工程地质灾变问题,采用电石渣、矿渣作为固化材料对膨胀土进行改良,通过素膨胀土和改良固化膨胀土无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度和水稳性等对比试验,分析改良固化前后的性能差异;通过X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、电镜扫描(electron microscope scanning,SEM)、热重分析(thermogravimetric analysis,TGA)试验及核磁共振(nuclear magnetic resonance,NMR)试验分析了电石渣-矿渣固化土的强度增长机制,揭示其微观作用机制。结果表明:以6%电石渣掺量为基础,不同矿渣掺量下的电石渣-矿渣复合改性固化土,总体上强度和耐水性能均有明显提高,并在矿渣掺量为9%时达到最大值。而随着养护龄期的增加,无侧限抗压强度和劈裂抗拉强度不断增加,水稳系数则有所减小。电石渣-矿渣复合固化土水化生成的水化硅酸钙(C-S-H)和水化铝酸钙(C-A-H),胶结土颗粒形成了紧密的团聚体,有效改善了土体的孔结构分布,提高了固化土的强度。电石渣-矿渣膨胀土复合固化方法效果明显,具有较好的工程应用前景。

基于灰色关联分析的钢渣沥青混凝土水稳定性研究

该文采用灰色关联法,分析了不同生产工艺的钢渣、级配、沥青以及集料粒径的水稳定性能,并通过计算它们的关联度,得出了影响钢渣沥青混凝土水稳定性能的主次因素。研究结果显示,影响钢渣沥青混凝土水稳定性的因素相对影响程度依次为沥青、集料、级配和粒径。

拉林铁路弃渣场水土保持型生态恢复技术探讨

为研究高寒高海拔地区铁路建设项目弃渣场的生态恢复措施,该文以拉(拉萨)林(林芝)铁路工程为依托,结合青藏高原的地域条件探讨弃渣场的水土保持型生态恢复技术。研究得到以下结论,根据恢复区立地条件,系统阐明弃渣场的选址原则及水土保持型生态恢复理论;基于物种选择原则和防护措施设计建立适应于青藏高原地区的水土保持型生态恢复技术。研究成果可为该地区铁路工程建设项目的弃渣治理提供一定的借鉴意义。

高含碳煤渣硫酸熟化——水浸法回收钒、镍

印度某高含碳含钒煤渣含钒3.57%、镍1.19%,具有较高回收价值,但该渣碳含量较高(14.61%),采用传统直接浸出效果较差。首先采用氧化焙烧对该含钒煤渣进行脱碳预处理,然后采用硫酸熟化—水浸技术提取其中的钒和镍。重点研究了焙烧、硫酸熟化和水浸工艺参数条件对钒、镍的浸出的影响。结果表明,最优焙烧温度和时间分别为800℃、2h;焙砂的最佳浸出粒度为-0.075mm占比90%;最佳熟化工艺参数条件为:酸料比1.5∶1、熟化温度200℃、熟化时间1h;最佳水浸条件为:固液比4∶1、水浸温度95℃、水浸时间2.5h;在上述最佳工艺参数条件下,钒的浸出率可高达96%,镍的浸出率约53%。

钢渣透水砖的制备与性能研究

随着海绵城市建设的兴起,透水砖作为新兴材料,正受到越来越多的关注。采用未碳化的钢渣作为粗、细骨料制备钢渣透水砖,研究目标孔隙率、成型压力以及水胶比对钢渣透水砖抗压强度及透水性能的影响。研究结果表明:目标孔隙率、成型压力以及水胶比对钢渣透水砖性能影响显著,当目标孔隙率为14%,成型压力为9 MPa,水胶比为0.28为最优配合比。

低品位黏土钒矿水浸渣对氧化亚铁硫杆菌活性的影响

以低品位黏土钒矿水浸渣(以下简称钒矿水浸渣)和氧化亚铁硫杆菌为试验材料,研究了钒矿水浸渣对氧化亚铁硫杆菌生长特性及氧化活性的影响。按不同比例将钒矿水浸渣加入到已接种氧化亚铁硫杆菌的培养液中,测定计算不同矿浆浓度下溶液的pH值、菌液浓度、Fe^(2+)氧化率、钒浸出率。结果表明,钒矿水浸渣会对氧化亚铁硫杆菌浸出体系的pH值、Fe^(2+)氧化率、菌液浓度产生影响,并抑制氧化亚铁硫杆菌的生长特性和氧化活性。随着钒矿水浸渣引入量逐渐增大,体系终止pH值逐渐升高,菌液浓度、Fe^(2+)氧化速率和钒浸出率逐渐降低。当矿浆浓度为2.5和5 g/L时,钒的浸出率相近,均为60%左右,而当矿浆浓度升高到为7.5和10 g/L时,浸出率仅为48%左右。

水淬锰渣-炉渣-石灰石复合微粉的活性试验

研究了经过物理激发的水淬锰渣微粉和炉渣微粉活性指数,进而确定水淬锰渣、炉渣适宜的比表面积;采用石膏、生石灰、水玻璃3种激发剂对水淬锰渣、炉渣、石灰石复合微粉进行了化学激发试验;探讨单一激发和复合激发对复合微粉的影响。结果表明:物理激发微粉时,水淬锰渣的适宜比表面积为470 m^(2)/kg,炉渣的适宜比表面积为410 m^(2)/kg;化学激发复合微粉时,使用4%的石膏和1%生石灰作为复合激发剂对复合微粉激发效果最佳,7、28 d活性指数达到最高,此时复合微粉7 d活性指数为55.7%,28 d活性指数为78.3%,均满足《用于水泥、砂浆和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》(GB/T 18046—2017)中S75等级标准。

危险废物熔炼水淬渣的危险特性分析

以国内几家危险废物处置利用企业产生的熔炼水淬渣为研究对象,分析研究原料、产品和工艺流程,并通过采集100个熔炼水淬渣样品进行元素含量分析和危险特性测试,结合熔炼水淬渣的产生过程分析其危险特性的影响因素。结果表明,水淬渣的腐蚀性(pH值)7.39~10.38,浸出液中镍浓度最大占标率11.62%,其他无机元素及化合物浓度最大占标率均低于10%。原料中添加生石灰会造成水淬渣的腐蚀性(pH值)偏碱性,水淬渣浸出液中镍浓度与原料中重金属镍含量、以及焚烧过程中影响水淬渣对重金属固化效果的工艺参数的有关。

水淬硅锰渣的机械粉磨特性

这是一篇矿物加工工程领域的论文。根据机械力化学原理,采用振动磨的方式对水淬硅锰渣进行粉磨,通过研究粉磨时间对水淬硅锰渣粉比表面积、粒度分布、活性评价等影响,并使用比表面积和激光粒度分析仪、XRD和SEM等表征方法对水淬硅锰渣粉的比表面积、粒径分布、难磨物相和颗粒形貌进行了探讨,同时也研究了不同粉磨时间的水淬硅锰渣粉作掺合料对地聚物抗压强度的影响。结果表明,随着粉磨时间延长,硅锰渣粒度分布逐渐左移,颗粒粒径逐步细化,石英相逐渐向无定形结构转变。从成本角度考虑,当粉磨时间为25 min、比表面积为1.8281 m^(2)/g时作粉煤灰地聚物掺合料时,28 d抗压强度可达26.79 MPa。并确定出难磨物相为直锰辉石晶体结构,以及不同的含锰物相。

一种再生复合相变材料泡沫玻璃的制备与性能测试

为减少建筑材料能耗,试验通过固废物水淬渣和陶瓷废料,结合氧化铝和硼砂,制备一种泡沫玻璃材料,并研究其强度和保温性能。结果表明,该泡沫玻璃材料的最佳配方为:在900℃发泡温度条件下,水淬渣、陶瓷废料和纯碱份数比例固定为40∶60∶10,氧化铝和硼砂添加量分别是4%、8%。此时,制备的泡沫玻璃材料抗压强度为9.38 MPa,导热系数为0.411 W/(m·K),均符合建筑保温材料要求。综上,试验中的泡沫玻璃材料有着良好的强度和保温性能,是一种绿色环保的建筑节能材料,可以适用于建筑外墙等。