太湖淤泥烧结砖的制备及其性能

以太湖淤泥和粉煤灰为原料,干燥后混合加湿搅拌,压制成40 mm×40 mm×40 mm的试样,经干燥后放入电阻炉中焙烧,测试分析了不同粉煤灰掺量和焙烧温度下淤泥烧结砖的吸水率、抗压强度、腐蚀性及重金属浸出等性能。结果表明:增加粉煤灰掺量,砖体吸水率增大,抗压强度降低;当粉煤灰掺量30%、烧结温度950℃时,淤泥烧结砖强度可达到13.6 MPa,满足国家承重墙(MU10)使用标准。砖体浸出液微偏碱性,但不具有腐蚀性,高温焙烧可使淤泥中重金属得到有效固化。     

碳基功能材料在土壤修复中的应用

为促进碳基材料在土壤改良与修复中的应用,从碳基材料的来源、理化特征和制备方式等3个方面进行了对比分析。粉煤灰和生物炭的理化性质更适宜在土壤改良和修复中应用,二者均能改善土壤理化性质,增强抗压强度,提高保水能力并间接影响土壤微生物。粉煤灰能够利用自身磁性提高土壤酶活性,而生物炭则以其独特的孔隙结构为微生物提供生长和繁殖的场所。     

粉煤灰／膨润土-聚丙烯酸盐聚合化学固沙材料的研究

文章利用粉煤灰／膨润土一聚丙烯酸盐聚合研制了一种化学固沙材料,通过大量的实验研究,确定了该固沙材料的最优配比,粉煤灰、膨润土和水玻璃的含量分别为60％、32％和16％,此条件下的固沙材料抗压强度及吸水、保水能力最佳。综合考虑到抗压强度、吸水率、失水率和经济成本,最佳配比确定为：粉煤灰、膨润土、水玻璃、聚丙烯酰胺与聚乙烯醇分别为50．4％、33．6％、8％、3％和5％,经核算每千克化学固沙剂的成本3．6元,说明了该固沙材料固沙的可行性及经济性。探讨了该膨润土粉煤灰水玻璃的固结机理、化学固沙机理及化学固沙材料的应用。     

磷石膏基新型保水材料的工艺及其性能研究

文章对1种磷石膏基新型保水材料性能进行研究。该研究采用不同制备工艺、不同有机和无机添加剂,并借助显微观察及保水性相关参数测定的方法,探索了采用固体废弃物磷石膏制备新型保水材料的工艺、性能及其保水机理,得到了较目前常用的高吸水树脂保水技术更好的效果。研究发现,新型保水材料的性能与其孔结构密切相关,而孔结构又主要取决于制备工艺,所以调整制备参数可使石膏保水材料性能达到最佳。研究得出该材料实际种植保水率最高达111.11%,较目前高吸水树脂实际种植保水率提高一倍。文章还研究了发泡工艺、粘土、高吸水树脂及聚乙烯醇等对保水性能的影响及对保水材料的作用。研究表明,采用发泡工艺,实际种植保水率最高可达77.78%。粘土改性保水材料实际种植保水率最高可达100.00%。高吸水树脂、聚乙烯醇对石膏保水材料作用不大。但甲基纤维素及海藻酸钠改性石膏效果较好。     

电解锰矿渣制备免烧砖的试验研究

以电解锰渣、粉煤灰、石灰、水泥、砂为原料,经配方设计,制备了电解锰矿渣免烧砖,在洒水养护28天后,其抗压强度可保持在10MPa以上。研究表明,随着电解锰渣含量的减少,其锰渣砖抗压强度逐渐增强。原料的适宜配比为:电解锰渣40%、粉煤灰40%、生石灰10%、水泥10%,胶砂比为1.0,水固比为0.10。     

赤泥质催化剂载体的制备研究

用赤泥做主要原料掺杂粉煤灰、膨润土、碎玻璃等制备了用于除尘脱氮柱状催化剂载体材料,考察了材料配比、烧结温度、保温时间等操作条件对材料气孔率和抗压强度的影响,结果表明:烧结温度为(1 025±25)°C,保温时间为1.5 h时制备的材料达到最优,其强度是40MPa~50 MPa,孔隙率是50%~60%。透反射显微镜显示催化剂载体气孔呈圆孔蜂窝状结构。     

Cu/Cu_2O材料的制备及形貌调控研究

目的一步制备和调控Cu/Cu_2O材料。方法采用水热法合成Cu/Cu_2O材料,通过改变反应时间、温度,原料投料量以及乙醇和水混合溶液中溶剂比等参数来调控Cu/Cu_2O复合材料的晶体形貌和Cu含量。结果增加氨水和甲酸使用量会明显提升Cu/Cu_2O复合材料中的Cu含量,硝酸铜和混合溶液(乙醇+水)中水量增加会使Cu/Cu_2O复合材料中Cu含量减少,而反应时间和反应温度均不会使复合材料中Cu量发生变化。氨水和甲酸使用量的增加,会使样品从菜花状、正八面体或十二面体向类球状转变。而硝酸铜和混合溶液(乙醇+水)中水量增加恰好使得样品形貌向相反方向变化。另外,反应温度过高会使得晶体向正八面体转变并且逐渐出现孔隙。结论通过改变样品合成参数可成功调控Cu/Cu_2O复合材料中Cu含量和形貌。     

改性粉煤灰填充聚丙烯酸钠高吸水性树脂合成工艺研究

改性粉煤灰与丙烯酸通过水溶液聚合法制备出粉煤灰／聚丙烯酸钠高吸水性复合材料。采用单因素法,分析了中和度、聚合温度、反应时间及静置分层处理对高吸水性复合材料吸水性能和耐盐性能的影响。实验结果表明：当中和度为50％、聚合温度为70℃、反应时间为5h时且静置分层处理所制备的高吸水性复合材料具有最佳的吸水性能。     

碱热改性粉煤灰对含氟废水的吸附性能研究

在碱性条件下,利用水热法制备改性粉煤灰,用于去除废水中的氟离子。采用XRD和SEM对碱热改性前后的粉煤灰进行表征,对比了改性前后粉煤灰对模拟废水中氟离子的吸附性能,并研究了改性粉煤灰投加量、初始pH值和反应温度对吸附性能的影响。结果表明,粉煤灰碱热后改性表面吸附位点增多且孔隙增加,吸附潜力明显提升。当改性粉煤灰投加量为2 g/L、废水初始pH值为7.6、反应温度20℃时,氟离子的去除率高达94.7%。反应在60 min达到吸附平衡,该吸附反应是一个吸热过程。碱热改性的粉煤灰处理含氟废水不存在二次污染风险。     

响应曲面分析优化改性粉煤灰漂珠对水中氟的吸附性能及机理研究

为提升粉煤灰漂珠对水溶液中氟的吸附性能,以氧化钙为原料,采用煅烧法制备钙改性粉煤灰漂珠吸附材料.通过响应曲面分析中的Box-Behnken设计吸附氟试验,探讨各吸附因数及其交互作用对吸附效果的影响,确定最佳吸附条件.利用SEM（扫描电镜）、EDS（能量散射光谱）、XRD（X射线衍射）以及BET比表面积等手段对吸附材料进行表征,并结合吸附动力学、吸附等温试验探讨钙改性粉煤灰漂珠吸附剂的除氟机制.结果表明:①初始ρ（F-）和吸附温度对改性粉煤灰漂珠吸附水中F-的去除率有显著影响,当pH为5.0、初始ρ（F-）为125 mg/L、吸附温度为40℃时,改性粉煤灰漂珠对水中F-的吸附效果最佳.②动力学试验显示,改性粉煤灰漂珠对水中F-的吸附过程符合准二级动力学模型,说明该吸附过程主要以化学吸附为主;与Langmuir和Freundlich吸附等温模型相比,Temkin吸附等温模型更适合于描述该吸附平衡过程.③SEM、EDS和BET比表面积分析显示,改性后的粉煤灰漂珠内部生成了具有不规则表面和多孔结构的含钙团簇物质,从而增加了BET比表面积,改善了孔隙结构.XRD分析显示,钙改性粉煤灰漂珠主要通过离子交换作用吸附去除水中的F-.研究显示,以工业废物为原料制备的钙改性粉煤灰漂珠吸附剂的最大除氟率为93.59%,是一种具有应用潜力的低成本吸附材料.      

Preparation of steel slag porous sound-absorbing material using coal powder as pore former

The aim of the study was to prepare a porous sound-absorbing material using steel slag and fly ash as the main raw material, with coal powder and sodium silicate used as a pore former and binder respectively. The influence of the experimental conditions such as the ratio of fly ash, sintering temperature, sintering time, and porosity regulation on the performance of the porous sound-absorbing material was investigated. The results showed that the specimens prepared by this method had high sound absorption performance and good mechanical properties, and the noise reduction coefficient and compressive strength could reach 0.50 and 6.5 MPa, respectively. The compressive strength increased when the dosage of fly ash and sintering temperature were raised. The noise reduction coefficient decreased with increasing ratio of fly ash and reducing pore former, and first increased and then decreased with the increase of sintering temperature and time. The optimum preparation conditions for the porous sound-absorbing material were a proportion of fly ash of 50% (wt.%), percentage of coal powder of 30% (wt.%), sintering temperature of 1130°C, and sintering time of 6.0 hr, which were determined by analyzing the properties of the sound-absorbing material.     

垃圾焚烧飞灰合成地聚物及重金属稳定化效果

以偏高岭土和大掺量垃圾焚烧飞灰为原料,在碱激发作用下制备地质聚合物材料。在抗压强度和重金属浸出毒性测定的基础上,研究了不同原料配比对地聚物性能的影响。实验结果表明:合成的地聚物材料有较高强度,可以达到17 MPa以上,对重金属有明显固化效果,Pb水浸、无机酸浸、有机酸浸出浓度分别为0.25,0.16,0.22 mg/L;Cd水浸、无机酸浸、有机酸浸出浓度分别为0,0,0.15 mg/L,Pb、Cd和其他重金属均达到进入生活垃圾填埋场标准。     

多固废耦合水泥制备C30混凝土性能研究

为实现工业固废的资源化利用,研究了以钢渣、水渣和脱硫石膏为原料制备的复合胶凝材料作为掺合料替代水泥制备C30混凝土。考察复合胶凝材料的掺入量对胶材标准稠度用水量、凝结时间、混凝土性能的影响。结果表明：净浆的标准稠度用水量和凝结时间与复合胶凝材料的掺入量呈正相关;所制备混凝土的抗压强度随着复合胶凝材料替代水泥量的增加而下降,全部使用胶凝材料制备混凝土试块的28 d抗压强度达到43.5 MPa,为水泥对照组的78.3%。钢渣微粉和脱硫石膏能够促进水渣水化生成钙钒石和水化硅酸钙等水化产物,起到良好的胶结作用,使得混凝土结构致密。该复合胶凝材料可替代部分水泥,减少CO₂排放,带来巨大的经济效益和环境效益,具有广阔的市场应用前景。     

飞灰/石灰吸着剂制备及其脱硫脱硝性能的研究

以飞灰和石灰为原料,采用常压水合、蒸汽水合、加压水合三种水合方式制备干法脱硫脱硝吸着剂,并探讨了吸着剂表面及孔结构特性对脱硫脱硝性能的影响。研究了制备条件如:飞灰/石灰比、水合温度、压力等因素对吸着剂表面及孔结构特性及其脱硫脱硝性能的影响。结果表明,以飞灰和石灰水合制得的吸着剂的比表面积和孔体积均远大于原料石灰或飞灰的比表面积和孔体积。水合制得的飞灰/石灰吸着剂比表面积最大可达97.55m2/g,孔隙体积更是较两种原料增大了10～100倍;水合法制备飞灰/石灰吸着剂时,飞灰/石灰比对吸着剂的表面及孔结构特性影响最大,在飞灰/石灰比为1/1时,制得的吸着剂的脱硫脱硝性能较优;水合制备的飞灰/石灰吸着剂,比表面积40m2/g以上,且孔径在250～270A觷时,表现出具有较高的脱硫脱硝活性。     

生活垃圾焚烧飞灰制陶瓷砖表征

为了探索生活垃圾焚烧飞灰资源化利用途径,在对飞灰化学组成及矿物成分分析的基础上,利用飞灰、黄陶土、耐火砂及长石研制陶瓷砖,最佳配比方案为:飞灰20%,黄陶土60%,长石10%,耐火砂10%,分析了最佳配比制品的吸水率、抗压强度、微观结构及水平振荡浸出毒性。结果表明:飞灰属SiO2-Al2O3-金属氧化物体系,主要矿物成分是钙硅酸盐及铝硅酸盐等,可用于制陶瓷砖;最佳配比制品达MU15强度等级,满足抗风化的要求;随煅烧温度的升高,制品结构不断密实化,960℃烧成的制品显示出完全烧结的特点,960~1 000℃烧成的制品中出现明显的晶化、玻璃化过程。最佳配比制品重金属浸出毒性完全达标,重金属的浸出率与坯体相比大大降低。     

Mg (OH)2@粉煤灰复合材料对重金属离子的去除研究

根据“粒子设计”思想，以粉煤灰为载体，采用非均匀形核法制备了一种核壳结构粉煤灰负载纳米氢氧化镁复合材料，并对其吸附废水中Cu （II）、Ni （II）和Pb （II）性能进行研究.采用扫描电子显微镜（SEM）、EDS能谱、比表面积分析仪（BET）、X射线衍射（XRD）、红外光谱（FTIR）等技术对包覆前后的复合粉体进行了表征.结果表明，复合粉体表面均匀包覆了大量纳米氢氧化镁和少量水合碳酸镁，比表面积增大到原来（粉煤灰1.79m²/g）的30多倍，平均孔径由11nm增加至14.7nm.平均孔隙宽度从12.8nm增加至15.4nm.粉煤灰表面的Si-O-Si、Si-O-C与氢氧化镁之间形成Si-O-C-O-Mg和Si-O-Mg-OH.复合粉体材料去除重金属的效率明显高于原粉煤灰和氢氧化镁，其单位饱和吸附量分别达到了216.30、116.50、160.96mg/g.根据Zeta电位、FTIR及模拟方程分析了复合粉体吸附重金属离子机理，结果表明复合粉体材料对重金属离子通过沉淀反应、静电吸引、离子交换等方式进行吸附，吸附过程等温线符合Langmuir等温模型，动力学符合颗粒内扩散模型，热力学符合自发吸热反应.通过解吸再生试验发现，经过5次循环再生利用后，复合粉体对重金属离子的去除率达到50%以上，这说明复合粉体在吸附过程中具有良好的再生性能.     

基于PPR建模的全固废材料固化盐渍土抗压强度计算模型

为了实现全固废材料在盐渍土固化中的资源利用,选用电石渣、粉煤灰和矿渣组成一种盐渍土固化剂,对其固化盐渍土的28 d抗压强度进行试验研究,采用投影寻踪回归（PPR）对试验高维数据进行分析,建立28 d抗压强度PPR计算模型,验证了模型的精度和稳定性,最后采用该模型进行仿真计算,探索各影响因素与固化盐渍土抗压强度的关系。研究结果表明:该PPR计算模型具有较高精度和较好的稳定性,各影响因子对抗压强度贡献权重系数顺序为火山灰质材料掺量 > 矿渣占比 > 硫酸盐含量 > 电石渣掺量;仿真计算结果定量描述了各影响因素与固化盐渍土抗压强度间的关系;PPR模型较深入地挖掘了固化盐渍土抗压强度高维数据的内在结构,为全固废材料固化盐渍土的力学性能研究提供参考。     

铜尾矿与陶瓷抛光泥复合蒸压加气混凝土的制备及其性能研究

利用废弃物铜尾矿与抛光泥复合取代粉煤灰,与水泥、石灰、石膏等材料制备蒸压加气混凝土。重点研究了铜尾矿与陶瓷抛光泥的颗粒细度、掺加量、工艺参数等对蒸压加气混凝土砌块抗压强度、绝干密度等性能的影响,通过XRD、SEM对其微观机理进行研究。结果表明:铜尾矿与抛光泥粉磨时间为20 min时,铜尾矿的比表面积达到244.5 m2/kg,抛光泥比表面积为350.4 m2/kg。原材料中铜尾矿、抛光泥、水泥、石灰、石膏的质量比为45∶20∶10∶22∶3时,制备的砌块最大抗压强度达到5.1 MPa,平均抗压强度达到4.7 MPa,绝干密度低于625 kg/m3,达到A3.5,B06的蒸压加气混凝土砌块的要求。砌块中的托贝莫来石与C-S-H （B）等水化产物与未反应的石英相互致密穿插,使砌块的微观孔结构更加致密,砌块的抗压强度更高。     

含砷飞灰固化处理研究

通过试验确定了胶凝材料的组成体系,探讨了影响胶凝材料性能的主要工艺参数,确立的最佳固化工艺条件为:水泥∶砂子∶飞灰= 57.6∶40∶2.4,水灰比为0.28,水泥采用标号为42.5的快硬硫铝酸盐特种水泥,以硫化钠作为添加剂,其用量为飞灰/硫化钠= 1.5.在最佳配比和最佳养护条件下,固化体在实验室条件下抗压强度可达2.5 MPa,砷的浸出浓度为0.83 mg/L,达到了相关的填埋标准.