微波处理不同造孔剂制备多孔粉煤灰陶粒研究

以粉煤灰为主要原料,探索不同微波条件下,木屑、碳酸氢铵、煤粉3种造孔剂对生成多孔性粉煤灰陶粒的影响。结果表明,造孔剂的选择和配加量对陶粒性能的影响最大,煤粉和木屑作为造孔剂得到的多孔陶粒,结构质量相对较好。微波处理制备粉煤灰陶粒时,可以加快陶粒的制备过程,但微波功率过大或处理时间过长,会对陶粒的性能造成破坏。当木屑作为造孔剂添加量为15%时,微波功率600 W,处理时间10min,多孔陶粒综合性能最佳,孔隙率可达42. 89%,吸水率30. 11%,抗压强度16. 35 MPa。     

含油污泥的热解及尾渣制陶粒工艺研究

对长庆油田落地油泥热解和尾渣制陶粒工艺进行研究，以尾渣含油率为评价指标，考察了进料速率、热解终温和热解时间对尾渣含油率的影响，优选出最佳的热解工艺参数，并对尾渣的性能及制陶粒工艺进行了研究。结果表明，当进料速率为7.0 t/h、热解终温和热解时间分别为550℃和2.5 h时，热解尾渣的含油率可降至0.3%以下，且污染物含量均满足GB 4284—2018要求；在尾渣与黏土的质量比为7∶3、预热温度为500℃、预热时间为40 min、烧结温度为1 050℃、烧结时间为30 min、升温速度为20℃/min的条件下，制备的陶粒性能符合GB/T 17431.1—2010要求。此技术达到了含油污泥无害化处理和资源化利用的目的。     

污泥、底泥与粉煤灰烧结陶粒的工艺研究

研究了污泥、底泥与粉煤灰烧结陶粒的配方、预热温度、物料含水率对陶粒比表面积、抗压强度、吸水率和表观密度的影响,同时对影响陶粒烧结的主要工艺进行正交试验研究.结果表明,原料配方对陶粒主要性能影响无明显规律;充分预热有利于提高陶粒强度,而不充分预热可以提高陶粒孔隙,降低陶粒密度;坯料含水率的提高会导致陶粒结构松散,降低陶粒抗压强度,增加吸水率.另外,烧结温度对于制备滤料和骨料都是最重要的影响因素.对于制备滤料,污泥添加量对陶粒比表面积的影响不确定,需要根据实际情况确定,而提高升温速率有利于提高陶粒比表面积;对于制备骨料,坯料中污泥质量分数宜在30％～35％.     

稀土尾矿对建筑垃圾陶粒烧制的影响研究

为了应对建筑垃圾和稀土尾矿的资源化利用问题,以建筑垃圾为主要原料、稀土尾矿为辅助原料进行了多孔陶粒烧制试验,利用XRD、XRF分析了原料化学成分及物相组成,利用差热技术分析了加入尾矿对陶粒烧结温度的影响规律,测试了陶粒的平均孔径、筒压强度等性能指标。结果表明,稀土尾矿对建筑垃圾陶粒的烧制主要有两方面的影响:1)降低了陶粒的烧结温度,加入10%的尾矿可将非晶转变温度从1 100℃降低至1 038℃; 2)加入适量尾矿可促进多孔结构的形成,但过量加入会导致陶粒孔径尺寸过大,孔径分布不均匀,进而影响陶粒力学性能。加入10%尾矿时,筒压强度从3.21 MPa降低至2.98 MPa;加入30%尾矿时,筒压强度进一步降低至1.01 MPa。综合考虑,10%的尾矿加入量较为合适。研究表明,建筑垃圾可以作为烧制陶粒的主要原料,而稀土尾矿可作为造孔剂和助熔剂得到应用。     

钙化焙烧与湿法酸浸提钒废渣浸出毒性研究

对钙化焙烧和湿法酸浸提钒废渣的化学成分和矿物组成进行分析,主要含SiO2、Al2O3、Fe2O3及少量其他氧化物,矿物组成主要为石英。研究在不同pH值浸提剂作用下两种钒渣的重金属浸出毒性,探讨以超纯水为浸提剂时重金属的浸出规律。利用发光细菌试验和种子发芽试验研究两种钒渣浸出液的生物毒性。结果表明:以pH值为4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0的稀H2SO4溶液和超纯水为浸提剂时,除V与As外,湿法酸浸钒渣的重金属浸出质量浓度均高于钙法钒渣;两种钒渣浸出液的pH值都较稳定。发光细菌试验和种子发芽试验结果均表明,湿法酸浸钒渣浸出毒性比钙法钒渣浸出毒性强。     

城市污水厂污泥与海泥制备陶粒的试验研究

城市污水厂污泥与海泥是难以处理的固体废弃物,处理不当将会对环境造成二次污染。通过以污泥、海泥为主要原料,以碳酸钙为发泡剂来制备陶粒,分析各工艺条件对陶粒抗压强度、吸水率、堆积密度等指标的影响,试验结果得出在海泥:污泥:碳酸钙=5:4:1,预热温度350℃,预热时间20 min,焙烧温度1 120℃,焙烧时间10 min时,可以制备出性能良好的陶粒。     

铝厂含铁废渣制备脱硫剂研究

以铝厂的含铁废渣(赤泥)为主要原料,研究了制备含铁氧化物脱硫剂的工艺,考察了粘结剂、造孔剂以及干燥方式对脱硫性能的影响,并通过综合实验对脱硫剂的脱硫效果进行了测定,从而得出了最佳原料的配比:矿渣∶氧化铁∶粘结剂∶造孔剂=100∶30∶15∶3。取10 g左右的脱硫剂测得其穿透时间为5.31 h。     

化工剩余污泥烧结填料的试验研究

以化工剩余污泥、粘土、重油为原料,经烘干、预热、焙烧等工艺过程,制备了粒径为3～6mm的水处理用填料。采用单因素考察了原料配比、预热时间、预热温度及烧结温度等试验条件对填料性能参数的影响,确立了最佳工艺参数:污泥灰渣、污泥、粘土、重油比例为5∶3∶1∶1、预热时间20 min、预热温度300℃、烧结温度1 050℃。在此条件下,填料的堆积密度为448 kg/m3,吸水率为54.2%,表观密度为517 kg/m3,比表面积为29.247 m2/g,并采用扫描电镜观察了填料表面和内部孔隙特征。     

高温-动态冲击作用下页岩微纳米孔隙结构演化特征

为阐明甲烷原位燃爆压裂载荷对页岩储层的微观改性特征,开展高温-动载协同作用下页岩微纳米孔隙结构的演化特征研究,选取典型页岩样品,综合应用3D轮廓测量、原子力显微镜(AFM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD),分析高温-动态冲击作用后的页岩碎块的宏微观粗糙特性、孔裂隙结构及矿物组分随高温的变化特征。结果表明：随温度升高,页岩断面毫米级粗糙度先略有降低后急剧升高。随温度升高,页岩有机质纳米孔减少,石英中出现复杂裂缝,碳酸盐矿物产生气孔,黏土矿物层间结构破坏,页岩体孔隙度由常温的1.488%逐渐上升至700℃的1.997%。不同高温下页岩物性组成差异显著,XRD定量分析结果显示,石英的质量占比升高,方解石和白云石总占比降低,从微纳米尺度说明燃爆载荷对页岩储层有改性效果。     

高炉渣制备光催化剂及其催化活性的研究

以废弃的冶金高炉渣为原料,采用混酸酸溶-水热合成法制备了光催化剂,并对其进行了SEM、UV-Vis、XRD、比表面积等物性测试分析;通过处理甲基橙模拟废水,探讨了制备过程中渣酸比、混酸配比、渣用量、溶渣时间等条件对高炉渣制光催化剂活性的影响。将所制光催化剂与P25光催化剂进行对比分析,结果表明,高炉渣制光催化剂不仅具有较高的光催化活性,而且制备成本低廉,仅为P25光催化剂的1/10,这对于冶金高炉渣的循环再利用及光催化氧化技术的工业化应用具有重要的实际意义。     

机械力活化制备电解锰渣基复合充填材料的性能及其机理研究

以电解锰渣为基体,外加粉煤灰、氢氧化钙及硅酸盐水泥制备电解锰渣基复合充填材料（CFM）,研究了原料机械力球磨前后CFM性能的变化。机械力球磨可显著降低混合原料粒径（D90降低50.92%）、增加原料间的接触面积,提升原料反应活性,使水化反应的需水量增加、反应速度加快,并促进基体中生成更多水化产物,进而提升CFM的性能。原料经球磨后制备的CFM-B2（电解锰渣掺量55%）的流动性、凝结时间、泌水率、线性收缩和抗压强度均满足充填材料使用要求,且其重金属、氨氮浸出浓度满足标准（GB 5085.3—2007和GB 31573—2015）要求。     

木屑型香菇菌菌渣活性炭及其制备方法

以木屑型香菇菌菌渣为原料,采用微波辐照碳酸钾(K2CO3)活化法制备菌渣活性炭。探讨了活化时间、K2CO3与菌渣质量比、活化功率对活性炭得率及吸附性能的影响,得到适宜的制备条件为:活化时间16 min,K2CO3与菌渣质量比0.8∶1,活化功率520 W。该制备条件下所得活性炭碘值为729.94 mg/g,亚甲基蓝吸附值为163.47mg/g,得率为23.4%。SEM、N2吸附、零点电荷p H值的表征结果表明,微波辐照K2CO3活化起到了很好的造孔作用,菌渣活性炭的孔大多为直径介于3~6 nm的中孔。根据BET方程计算的菌渣活性炭比表面积(SBET)为674.2 m2/g,孔容为0.54 m L/g,平均孔径为3.7 nm,菌渣活性炭的p HZPC为5.23。     

烧结、炼铁作业的职业卫生

烧结是将粉状或粒状矿物加热至一定温度而使之固结的过程。炼铁是将烧结矿或块铁矿与焦炭及石灰石等炉料投入高炉内,经预热、还原、渗炭,而后融成铁水的过程。 烧结、炼铁生产环境的有害因素主要有高温、热辐射。夏季烧结机工作地点气温多在４０℃左右,高炉铁水口与渣水口气温为４０℃—６０℃;热辐射强度达Ｊ／ｃｍ２·ｉｎ～Ｊ／ｃｍ２·ｍ;辐射强度最高可达３０Ｊ／ｃｍ２·ｍ　ｉｎ。由于是连续生产,再伴有重体力劳动,所以,高温、热辐射对人体的影响则更加明显。烧结矿在配料、下料、机尾卸料、筛分、热返矿过程中产生大量粉尘…     

改性煤矸石吸附废水中磷酸盐的研究

以煤矸石和氧化钙为原料,通过热碱改性方式,制备改性煤矸石吸附剂(Ca-CG).通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)方法分析证明了改性煤矸石比表面积增加,在其表面及其内部孔径中成功引入了 Ca2+.试验研究了氧化钙添加量和pH值对磷酸盐吸附的影响.动力学和热力学分析表明:Ca-CG吸附磷酸盐过程符合准二级动力学方程,且该过程是自发进行;在煅烧温度为1 073 K,煤矸石与氧化钙比例为1:0.5条件下,对10 mg/L磷酸盐去除率超过95％.     

从煤矸石中提取活性氧化铝的清洁化工艺

煤矸石中含有大量的铝,将其作为一种新的铝资源加以利用,有助于减小铝需求的压力,缓解煤矸石所引起的环境污染问题。煤矸石中铝、硅主要以高岭土形式存在,活性非常低,通过热活化可以提高煤矸石活性,增加氧化铝的浸出率。用XRD对熟料和赤泥矿物组成进行分析,并通过正交试验确定了煤矸石的烧成条件和浸出条件。结果表明,烧成条件为:石灰饱和系数LSF=0.9,烧成温度1 260℃,反应时间90 min,平均颗粒直径0.085 mm。浸出条件为:Na2CO3质量浓度100 g/L,液固比3 L/mg,浸出温度85℃,浸出时间100 min。在最适宜的条件下,煤矸石中氧化铝的浸出率达85.6%。     

大红山微细粒铁尾矿固化技术研究北大核心CSCD

以大红山微细粒铁尾矿固化干堆为背景,研究了矿浆自然沉降特性、过滤特性以及3种沉降剂对其沉降效果的影响,同时对铁尾矿的固化进行了研究。结果表明,在32%矿浆中加入沉降剂,其沉降性和过滤性均优于原矿浆,且泌水较澄清。土工物理力学性能测试及XRD、SEM分析表明,低温陶瓷胶凝材料的活性硅酸盐矿物在碱激发条件下反应生成水化硅酸钙(C-S-H)及水化铝酸钙(C-A-H)胶凝,其水化产物填充于尾矿颗粒间,使颗粒胶结连接成具有一定承载力和水稳性的复合材料,实现了尾矿的安全堆存。     

SDS对瓦斯预抽孔封孔材料性能的影响

为提高煤矿瓦斯预抽孔的封孔质量,以无水硫铝酸钙、石灰、石膏为主要原料开发新型瓦斯预抽孔封孔材料;测定十二烷基硫酸钠(SDS)对封孔材料的凝结时间、强度等特性的影响;用扫描电镜(SEM)观察SDS对水化反应产物微观形貌的影响;根据料浆滤液中离子浓度的变化,探讨SDS影响封孔材料性能的化学机制。结果表明:加入SDS导致封孔材料浆液的表面张力降低、凝结时间缩短;硬化过程中膨胀应力增加;6和24 h单轴抗压强度略有增加而3天后单轴抗压强度显著降低;水化反应早期速率加快;水化产物的晶体尺寸更小;SDS通过引入气泡的物理作用和增加料浆液相中氢氧根和铝含量影响封孔材料性能。     

影响炭化型煤成型性能的工艺参数研究

对无烟粉煤生产炭化型煤的成型工艺进行了研究,得出了粉煤成型的最优工艺参数。同时用扫描电镜(SEM)对炭化型煤高温时的粘结机理进行了研究,结果表明,粘结剂用量为16%,成型水的质量分数为13%~15%,成型压力为50 MPa,炭化温度为800℃时,制得的高性能型煤的抗压强度和跌落强度分别为13.2 MPa和98.2%。型煤炭化时,煤改性粘结剂产生液相胶质体在无烟煤表面形成胶质薄膜层,薄膜层逐渐缩聚、固化,填充于颗粒间,提高了型煤强度。     

贫化铜渣的特性分析

铜渣是有色金属火法炼铜过程中产出的固体废弃物.通过化学分析、XRD衍射、SEM-EDS和热重等分析铜渣的特性.铜渣主要成分是赤铁矿(α-Fe203)、铁橄榄石(Fe2SiO4)、磁铁矿(Fe3O4)和非晶态硅石,并含有铜及少量镍、钴等有价组分.铁橄榄石和磁铁矿约占总渣量的90%.冷却方式影响渣中铁橄榄石的形成,空冷渣中铁橄榄石的比例明显高于水淬铜渣中的铁橄榄石含量.磁铁矿以多边状、树枝状、放射状结构存在于硅酸盐基体中;铁橄榄石呈柱状、板状、树突状颗粒存在于炉渣基体中;铜矿物或被硅铁氧化物所包裹,或与铜铁矿物共同形成斑状结构及多矿物共生嵌于铁橄榄石基体中.铜渣中铁橄榄石组分首先在491～1 173℃之间氧化转变为赤铁矿和非晶态硅石,其次是磁铁矿发生Fe3O4→γ-Fe2O3→α-Fe2O3的晶型转变过程.加热可以使铁橄榄石、铜和铁的硫化物及磷化物发生氧化反应.     

页岩气水基钻屑制备低密度支撑剂及性能研究

以页岩气开采中产生的固体废弃物水基钻屑和铝矾土为原料,锰粉为烧结助剂,在一定温度下烧结制备了强度达标的低密度支撑剂。探讨了烧成温度和水基钻屑掺量对支撑剂性能的影响,并利用XRD、SEM对不同水基钻屑掺量的支撑剂进行了微观结构和晶相的分析。结果表明:随烧成温度升高,支撑剂的破碎率先升高后降低,体积密度和视密度与之相反;适量增加水基钻屑的掺量,支撑剂样品的莫来石相衍射峰增强,晶粒尺寸变大,与刚玉相晶粒交织形成网状骨架结构,显著提高了样品强度;当添加20 g水基钻屑、80 g铝矾土和4 g锰粉时,在1350℃下烧结制备的支撑剂性能最佳,在52 MPa闭合压力下破碎率为4.02%,体积密度为1.47 g/cm3,视密度为2.67 g/cm3。