用改性赤泥为原料制备水泥

研究了用改性赤泥为水泥混合材料制备水泥的方法。用具有酸性的工业废渣磷石膏作赤泥的改性剂，以降低水泥的碱含量；在750～800℃焙烧赤泥，使赤泥中活性低的γ-2CaO·SiO2转变为活性高的β-2CaO·SiO2，以提高赤泥的活性。实验结果表明：在水泥中加入质量分数为45％的混合材料，改性赤泥比赤泥用作混合材料制备的水泥的后期强度提高近10％；改性赤泥作混合材料时，水泥的各项物理性能仍能满足GB1344-1999《矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥》中的525^#水泥要求；用改性赤泥作水泥混合材料，其强度优于粉煤灰、增钙粉煤灰和赤泥。     

赤泥改良过程中微生物群落及酶活性恢复研究

本研究选用蛭石、粉煤灰为基质改良剂,以园林落叶为改良基质的有机质来源,通过长期取样分析培养基质pH值、EC、CEC等基本理化指标、氮素（NO₃^--N）含量以及微生物群落功能多样性、群落结构、酶活性等微生物指标的动态变化,来评估赤泥生态修复效果.结果表明,赤泥基质改良处理能显著降低赤泥比重,增加其孔隙率;经近1a的室外培育,基质的pH值、EC分别由11.25和1.05mS/cm降至8.49和0.27mS/cm,硝态氮含量也由8.72mg/kg增至72.17mg/kg;相应的脱氢酶、脲酶及碱性磷酸酶活性也日趋接近对照土壤,微生物群落多样性逐渐增加,群落结构显著变化,其整体代谢功能逐渐恢复.综合比较各处理的修复效果,可知在相同有机质添加量下,粉煤灰添加的处理效果优于蛭石添加,可加速赤泥的土壤化进程,为赤泥土壤化修复和规模化处理研究提供科学依据.     

CaCl_2废液在赤泥脱碱中的应用

采用CaCl_2废液对赤泥进行脱碱处理。分析了脱碱机理,考察了CaCl_2废液对赤泥进行脱碱处理的影响因素。研究结果表明,在赤泥加入量为5 g、CaCl_2废液加入量为4 m L、反应温度为80℃、反应时间为4 h的最佳条件下,Na去除率达75%,脱碱后赤泥中Na的质量分数低于0.8%,脱碱后CaCl_2废液的p H约为7。CaCl_2废液对赤泥进行脱碱处理的脱碱机理为CaCl_2废液中的CaCl_2、Mg Cl2和酸与赤泥中的碱发生离子交换反应,使得赤泥中的Na转化为Na Cl,进入到溶液中,从而脱除赤泥中的碱。     

赤泥渗滤液对压实黏土衬垫的侵蚀机理研究

针对赤泥渗滤液生态环境污染严重这一热点问题,研究赤泥渗滤液对压实黏土衬垫的侵蚀机理.通过地球化学平衡软件(Visual MINTEQ)模拟赤泥渗滤液中各个元素的赋存形态,同时开展渗透试验、污染物离子浸出测试、剪切试验以及微观结构观测,分析化学腐蚀作用对压实黏土渗透性、抗剪强度和微观结构的影响规律及作用机理.结果表明:赤泥渗滤液中铝主要以Al(OH)4-的形态赋存;赤泥渗滤液作为渗透溶液,压实黏土的渗透系数为4.07×10-11m/s;赤泥渗滤液降低了压实黏土的抗剪强度,且主要体现在黏聚力上,对内摩擦角影响甚微;黏土与渗滤液之间的水化反应产生了一些水化产物和胶结结构,同时水的渗透压力附带土粒填充了土体原有的结构空隙,土体结构得到优化.赤泥渗滤液使压实黏土化学相容性有所提高.     

赤泥建设材料衍生产品的安全性分析

赤泥是拜耳法炼铝工业中产生的残渣,因其具有碱性腐蚀、有毒有害金属元素、放射性元素,而成为一个棘手的环境问题。赤泥安全处置的有效方法是通过开发工业上可行的规模化应用方法,以提高利用率、减少处置量,赤泥在建设工程材料领域的开发就是其规模化应用的一种有效途径;同时,必须解决赤泥的建设材料衍生产品的安全性问题,才能从根本上实现赤泥废弃物的无害化处置。从放射性、腐蚀性及浸出毒性方面讨论赤泥建设工程材料衍生品的可行性、安全性与环境相容性。结果表明,赤泥的放射性水平超过了安全规定的限值,但没有表现出显著的浸出毒性,同时其碱性延缓了钢筋的去钝化进程。     

添加固废赤泥对过量施肥下油菜的生长及品质影响

为探索赤泥对蔬菜生产的影响,开展了高肥料投入条件下,原状赤泥及焙烧赤泥掺混土壤对油菜生长影响的盆栽试验。结果表明:在较高肥料投入条件下添加2,4 g/kg赤泥不仅未造成油菜减产,而且赤泥的施用使油菜地上部的全氮含量提高16.5%,Vc含量提升4.5%~20.9%,虽然存在油菜地上部全磷含量降低的趋势,但降低程度未对油菜生长产生明显影响。     

用赤泥和粉煤灰制备聚合氯化铝铁絮凝剂和SiO2

以工业固体废弃物赤泥和粉煤灰为原料,经过酸浸、水解、聚合等步骤,制备复合型无机高分子絮凝剂聚合氯化铝铁.考察了酸浸出温度、盐酸浓度和浸出时间对赤泥和粉煤灰中Fe、Al溶出率的影响,并确定了最佳工艺条件.提取Fe、Al后的滤渣,采用碱溶法制备SiO2,考察了反应条件对实验结果的影响.结果表明,赤泥和粉煤灰中Fe和Al的溶出率都达到80.0％以上,SiO2的溶出率为65.0％.     

草酸浸出和太阳光催化回收赤泥中的铁和铝

系统研究了草酸浸出赤泥中铁和铝的过程,探究了草酸浓度、反应时间、反应温度和液固比对铁和铝浸出率的影响。在此基础上,利用响应面实验优化浸出过程,同时采用太阳光照射草酸浸出液,将草酸铁还原成草酸亚铁沉淀,实现浸出液的回收再利用。结果表明:回归方程模型显著,草酸浸出赤泥的最佳工艺条件为草酸浓度为0.30 g/mL,液固比为14∶1,反应温度为95℃,反应时间为150 min。在此条件下,铁和铝的浸出率分别为87.76%和74.60%。太阳光照射催化浸出液420 min内,总铁含量从1.152 g/L下降至0.173 g/L,85%以上的草酸铁以草酸亚铁沉淀形式得以回收。再通过调节pH,过滤及蒸发结晶后可回收滤液中的铝和草酸。这为赤泥中铁和铝的回收提供了新的技术路线选择。     

赤泥及其复配体系阻燃聚乙烯的研究

采用X射线光电子能谱、热失重分析法及粒度分析法研究了拜耳法赤泥表面的元素组成、热稳定性及粒度分布;采用复配协同阻燃的方法,将拜耳法赤泥分别与微胶囊红磷、聚磷酸铵、硼酸锌、氢氧化镁等阻燃剂复配,研究了赤泥复配阻燃剂用于聚乙烯的阻燃效果.研究表明,拜耳法赤泥表面含有铝、硅、磷及氮等多种阻燃元素,热稳定性及粒度均可满足阻燃塑料的基本要求, 质量分数为50%的拜耳法赤泥阻燃聚乙烯的氧指数为20.8%.在增容剂接枝马来酸酐聚乙烯存在下,赤泥复配阻燃聚乙烯的氧指数达到了30.3%, 力学性能基本满足应用需求.