煤基固废复合改性剂高温重构钢渣的性能及机理研究

为了促进钢渣(steel slag,SS)和煤基固废的综合利用,研究了煤基固废复合改性剂(CMCSR)(煤气化渣-硅钙渣-煤田区域水库底泥)对高温重构钢渣(SHTM)的胶凝性能和体积稳定性的影响,采用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)、能谱仪(energy dispersive spectrometer,EDS)等测试方法,对重构钢渣的物相组成、微观结构及高温重构机理进行分析。结果表明:CMCSR可以提高钢渣的胶凝性能,显著降低了钢渣中游离氧化钙(f-CaO)含量。当重构温度为1250℃,CMCSR掺量为25%时,重构钢渣28 d活性指数比原钢渣可提高16.1%,重构钢渣中f-CaO的含量由4.04%降至1.90%,满足《用于水泥和混凝土中的钢渣粉》(GB/T 20491—2017)中f-CaO含量≤3%的要求。CMCSR掺量由15%增加至35%,重构钢渣中形成透辉石(CMS2)、钙铝黄长石(C_(2)AS)、C_(3)A等硅铝基矿物。高温重构过程促使RO相(CaO-FeO-MnO-MgO固溶体)中的FeO转变为镁铁尖晶石(MgFe_(2)O_(4))和磁铁矿(Fe_(3)O_(4))。重构温度为1250℃,掺25%CMCSR的重构钢渣形成结晶良好、粒径可达10μm以上椭圆形的C_(2)S颗粒。掺入煤基固废复合改性剂的高温改性钢渣,其体积稳定性、胶凝活性和易磨性得到了有效改善,从而为钢渣的低能耗细磨加工进行制品开发,或在水泥和混凝土中的直接应用提供了可能,实现了煤基固废与冶金固废的协同利用。

钢渣-矿渣-脱硫石膏复合胶凝材料的制备及水化机理

加速钢渣水化过程、胶凝活性激发对钢渣综合利用率的提高有重要意义。以矿渣和脱硫石膏为复合激发剂,基于交叉试验的设计方法,对复合胶凝材料的组成进行了优化,分析了复合胶凝材料的综合性能,采用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、扫描电子显微镜(scanning electronic microscopy,SEM)、傅里叶变换红外光谱(Flourier transform-infrared spectroscopy,FT-IR)等测试方法表征了复合胶凝材料的组成及结构,并以此揭示复合胶凝材料协同优化的机理。复合胶凝材料配合比的交叉试验结果表明:钢渣30%、矿渣60%、脱硫石膏10%,水灰比为0.5,28 d抗压强度为40.4 MPa,其他各项性能指标满足GB/T1346—2011要求。通过多项测试手段可以判断出,矿渣在脱硫石膏的激发作用下不断水解,缩短了水化诱导前期和延长了诱导期,提升早期水化反应程度,释放大量热量,生成了generates ettringite(AFt)和C—S—H凝胶。而浆体的pH值上升,促进钢渣水化反应,加速了浆体由液相反应转为固相反应,证明了各原料之间存在协同反应。

疫情下对水泥窑协同处置生活垃圾和医疗废物危废技术路线的探讨

2020年初始突然爆发的新冠肺炎疫情,造成了各类医疗废物产生量增大,对无害化处置的需求陡增。水泥企业利用水泥窑工艺技术特点与优势,积极开展协同处置新冠医疗废物工作,助力抗击疫情工作,得到了政府和人民的肯定。面对未来可能出现的各种应急突发事件的挑战,该文对今后水泥窑协同处置技术路线的开发进行了探讨,初步提出进一步提高协同处置能力、减少对水泥窑运行和产品质量影响、适应多品种废弃物包括医疗废物等大量突发应急废弃物的技术开发方向,即废弃物离线一燃气化焚烧、烟气经由分解炉二燃处置环保排放、旁路放风除氯、含高活性CaO粗氯窑灰入气化焚烧炉、消毒灭菌及抑制废弃物氯硫重金属挥发的组合技术路线,初步提出技术开发要点,并建议相关科研设计、装备开发及制作、水泥企业等单位能创新研发、产业化落地,变挑战为机遇,将成果洒向祖国大地,为建设"绿水青山"的生态环境发挥更大的作用。

通风量对厨余垃圾堆肥过程中H_2S和NH_3排放的影响

厨余垃圾堆肥过程中H2S和NH3的排放不但会引发臭气污染,而且会降低堆肥产品的养分含量。通风量是影响这2种恶臭气体排放的重要因素。以大类粗分后的厨余垃圾为研究对象,玉米秸秆作为调理剂,设置4个水平的通风量,分别为每立方米物料0.5、1.0、2.2、3.2 m3·h-1,研究通风量对厨余垃圾堆肥过程中H2S和NH3排放的影响。结果表明,4个处理均满足无害化和堆肥腐熟的要求,NH3的排放量随通风量的增加而增加,H2S的排放量随通风量的增加而减少,但过大的通风量会增加H2S的吹脱,使其排放量增大。综合厨余垃圾堆肥的无害化指标、H2S和NH3的排放以及最终堆肥产品的毒性检验结果,实验条件下每立方米物料的通风量为2.2 m3·h-1的持续通风处理,既能有效控制H2S和NH3的排放,又能保证堆肥的无害化和堆肥产品的腐熟。