热处理工艺对铅锌尾矿制备微晶玻璃的影响

以铅锌尾矿和CRT玻璃固体废弃物为主要原料,采用烧结法制备尾矿微晶玻璃,考察了不同热处理制度对铅锌尾矿制备微晶玻璃的影响。熔化阶段,通过观察混合料在两种升温熔化方式下的熔化现象和熔化效果,确定混合料需在1200℃左右保温1h,以排除SO2,CO2等气体,升温至1500℃左右,原料完全熔化;晶化阶段,根据差热曲线(DTA),以晶化温度和晶化时间为影响因素,设计热处理正交实验,通过试样的表观形貌、抗压强度、结合极差分析,确定晶化温度对尾矿微晶玻璃硬度的影响要明显大于晶化时间;根据XRD测试和曲线图可知,不同热处理制度下制备的尾矿微晶玻璃,主晶相均为透辉石,而结晶程度有所不同,导致强度存在差异,合适的热处理制度为:晶化温度1080℃,晶化时间1.5h,制得的尾矿微晶玻璃性能优良,试样平均抗压强度为218.7MPa,吸水率在0.05%以下。     

利用城市垃圾焚烧飞灰制备微晶玻璃的研究

利用上海御桥垃圾焚烧厂的焚烧飞灰为主要原料,通过添加SiO2、Al2O3、NaOH组分在实验室研制成功了以硅灰石(wollastonite)为主晶相的微晶玻璃.该体系微晶玻璃制备的最佳工艺条件为:熔融温度1500℃、熔融时间1 h,核化温度为920℃,核化时间1.5 h,晶化温度为1150～1180℃,晶化时间为2 h.研究结果表明,硅灰石为主晶相的微晶玻璃对Pb、Cr和Cd重金属具有很强的稳定束缚能力.     

热解温度对土霉素菌渣焦炭化学性质的影响

研究了热解温度对土霉素菌渣化学性质的影响.采用电子自旋共振(ESR)波谱、X射线光电子能谱(XPS)和碳-13核磁共振(13C NMR)波谱分析了土霉素菌渣及热解焦碳中自由基、碳官能团的变化.结果表明,土霉素菌渣中含有大量自由基,自由基浓度随热解温度的升高显著变化.热解温度为320℃时,焦碳中自由基浓度最高,为1.239×10~(19)spins/g.热解过程中,随着挥发分分解析出、缩聚反应加剧,土霉素菌渣及其热解焦碳中的自由基由含氧自由基、烃基自由基、含氮自由基向芳香碳自由基转化.土霉素菌渣的碳结构在热解中发生明显改变,甲氧基CH_3—O—、脂肪族C—C键、脂肪族C—O键以及羰基(C=O)基团断键,产生大量的芳香族C—C键、芳香族C—O键.热解温度为600℃时,焦碳中芳香族碳官能团(芳香族C—H、C—C、C—O键)的比例达到94.14%.     

高碳铬铁渣基微晶玻璃体系调控分析

为提升高碳铬铁渣再利用附加值,采用高碳铬铁渣制备微晶玻璃。首先在分析高碳铬铁渣成分的基础上,结合热力学软件计算,研究确定微晶玻璃体系、各成分含量范围、原料种类及配比,并通过拉曼光谱等方法研究实验制备得到的基础玻璃及微晶玻璃成品,分析微晶玻璃体系的可行性。研究表明:以辉石类晶体及霞石为主晶相,以高碳铬铁渣及废玻璃为主要原料的微晶玻璃,经过物料配比调整,可有效减少桥氧键的数量,降低体系聚合度,进而降低黏度,解决了高碳铬铁渣高熔点、黏度大带来的工艺问题。微晶玻璃成品的XRD图谱表明,高碳铬铁渣成功制备出了辉石霞石复合体系微晶玻璃,与热力学计算结果相一致,验证了设计体系的可行性。     

热态钢渣液-液混熔法制备微晶玻璃

以液态钢渣为原料直接制备微晶玻璃,可充分利用渣中的物质和热量,避免传统钢渣处理过程中产生的环境污染和热量耗散。先将40%的电炉水淬钢渣和60%的辅料(硅石粉、刚玉粉和氧化钠等)粉末同时在1 450℃下分别熔融成液态,然后将液态钢渣倒入熔融的辅料液体中混合并保温1 h,得到的玻璃熔体经过浇注、退火、热处理过程制得微晶玻璃样品。利用XRD、SEM对微晶玻璃试样的微观结构进行表征,采用标准方法进行性能测试。结果表明:经700℃核化2 h,870℃晶化1 h后微晶玻璃的理化性能较好。主晶相为透辉石[(Mg6Al2Fe2)Ca(Si1.5Al5)O2]和普通辉石[Ca(Mg,Al,Fe)Si2O6],晶体形貌为颗粒状,直径为0.05~0.1μm,分布均匀。研究对开发热态钢渣资源化利用具有重要意义,提供了一种新途径。     

利用铅锌尾矿和CRT玻璃固体废弃物协同制备微晶玻璃工艺

以铅锌尾矿和CRT玻璃固体废弃物为主要原料,采用烧结法制备微晶玻璃材料。为确定基础玻璃的成分,以及尾矿、CRT玻璃及各化工原料的用料比例,设计了正交实验;研究了CaO,Al2O3,MgO等氧化物添加量对微晶玻璃结构及性能的影响规律。通过差热分析(DTA)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等分析方法,考察了微晶玻璃产品的晶相、晶体形貌特征及性能。结果表明:利用铅锌尾矿、CRT玻璃废弃物制备微晶玻璃的最佳配方为:尾矿20%、CRT玻璃30%、添加辅料石英砂29.7%、方解石25%、Al2O312%、晶核剂TiO21%。SEM和XRD分析可知,微晶玻璃的主晶相为透辉石;打磨抛光处理后,平均显微硬度为8.76 GPa,平均抗折强度为223.1MPa;经酸、碱浸蚀后,质量变化分别为0.43%和0.58%,耐酸碱腐蚀性良好。     

气化炉炉渣特性分析及制备微晶玻璃可行性研究

以不同炉型的4种气化炉炉渣为研究对象,采用XRF、XRD、SEM-EDS、ICP等手段对其化学组成、晶相结构、形貌特征、熔融温度、重金属含量及其浸出毒性等进行分析。结果表明,4种气化炉炉渣的主要成分均为SiO₂、Al₂O₃、CaO、Fe₂O₃以及残余炭,物相结构以玻璃体为主,具备制备微晶玻璃的化学基础;熔融温度均在1 150～1 335℃之间,低于常见的高温熔融温度,因此以气化炉炉渣制备微晶玻璃在工程上是可行的;重金属元素及其浸出毒性分析表明气化炉渣不具有浸出毒性,由其制备的微晶玻璃产品不需考虑危险属性。     

冶金废渣—玻璃工业的好原料

冶金废渣是指冶炼铁、钢、铬、铅、铜等金属时,所排放的废渣。从化学成份看,主要含有SiO_2、Al_2O_3、CaO、MgO等氧化物以及少量的FeO、MnO、Cr_2O_3、TiO_2等氧化物。若冶金矿渣中的铁含量不高,可以认为是优质的玻璃工业原料。这是因为矿渣中的SiO_2、Al_2O_2、CaO、MgO都是生产玻璃所必须的氧化物,而少量的FeO、MnO、Cr_2O_3、TiO_2,又能赋予玻璃某种特殊的性能。例如,氧化钛是良好的制造微晶玻璃的晶核剂,氧化铅能提高玻璃的折射指数;氧化铜和氧化铬能着色并可制成金星玻璃。 如果从冶炼炉排放废渣时,对废渣进行水淬或用气流急冷,就可得到粒化的冶金废渣。这种矿渣由于在熔融状态时急冷,故含有大量的玻璃相,同时具有较大的比表面和活性,这无疑对玻璃的溶制是有利的。     

C/C复合材料不同碳基体的纳米压痕行为研究

目的研究碳基体微观结构对材料整体性能的影响。方法用酚醛浸渍-碳化、中温煤沥青浸渍-碳化、甲烷为碳源前驱体,经化学气相沉积制备得到不同碳基体C/C复合材料。采用偏光显微镜对C/C复合材料不同碳基体的显微结构进行观察分析,采用XRD和Raman光谱对C/C复合材料的树脂碳基体、沥青碳基体和热解碳基体的微晶尺寸进行表征,以玻璃碳作为参比样品,通过纳米压痕测试不同碳基体试样的弹性模量和硬度。结果碳基体为热解碳和沥青碳的石墨微晶缺陷少,完整度较好,石墨化程度高。玻璃碳和树脂碳基体中石墨微晶排列紊乱,有序度低,石墨化程度低。酚醛浸渍-碳化得到的树脂碳的微晶尺寸Lc最小,为1.69 nm,弹性模量和硬度最大,分别为(23.17±0.54) GPa和(3.26±0.10) GPa;光滑层热解碳和粗糙层热解碳的弹性模量和硬度次之;沥青碳的微晶尺寸最大,Lc为9.36nm,而弹性模量和硬度最小,分别为(12.53±2.29) GPa和(0.72±0.14) GPa。结论不同碳基体的C/C复合材料中,碳基体的石墨化度越高,微晶尺寸越大,各向异性越显著,材料的弹性模量和硬度越低。     

矿物演化行为对垃圾焚烧飞灰熔融特性的影响

以焚烧飞灰为主要原料,采用灰熔点测试、差示扫描量热法、X射线衍射、扫描电子显微镜等方法,研究了掺加SiO₂(以w计)对焚烧飞灰熔融特性的影响,并利用CASTEP模块模拟计算生成矿物的反应活性. 结果表明,当w(SiO₂)为29.14%时,焚烧飞灰流动温度为1 355 ℃,比原灰降低了近200 ℃,熔融特征温度随w(SiO₂)增加而上升. 将焚烧飞灰熔融并热处理后得到微晶玻璃,其矿物质组成为硅灰石、假硅灰石、钙铝黄长石、钙铁榴石、硬石膏和三型钾霞石等. 分子模拟计算结果表明,假硅灰石、钙铝黄长石和钙铁榴石形成能高,属耐熔矿物,而硅灰石、硬石膏和三型钾霞石等助熔矿物的低共熔会导致灰熔融温度降低. SiO₂/CaO(质量比,下同)<1时,过量的Ca2+易与活性氧发生集聚反应,形成热稳定性好的假硅灰石;SiO₂/CaO接近于1时,生成以硅灰石为主晶相的助熔矿物,硅灰石形成能为-41.67 eV,低于其他矿物,并且晶体氧原子中活性氧比例达到77.78%;当SiO₂/CaO>1时,大量无定形SiO₂及方石英(非活性氧)的存在致使灰熔融温度升高. 硅酸盐矿物熔体中非活性氧(Si—O—Si)和活性氧(Si—O,自由氧)占氧原子比例的变化是焚烧飞灰熔融特性改变的内因.      

金属尾矿建筑微晶玻璃组成的研究

从晶格常数、晶核剂、低共熔点等方面讨论了玻璃主成分确定、晶核剂选择等问题。用差热分析、Ｘ射线衍射等测试方法，研究其核化和晶化特性。研究表明：金属尾矿制取建筑微晶玻璃不但可行，而且ＣａＯ—ＭｇＯ—Ａｌ２Ｏ３—ＳｉＯ２系统玻璃在较低温度下即开始晶化，且均以透辉石为主晶相，尾矿掺量可达６５％以上。     

提取粉煤灰有价成分后固体残渣制备微晶玻璃

为解决粉煤灰提取有价成分后固体残渣中由于含氟硅酸盐而难以利用的问题,利用氟硅酸盐在微晶玻璃制备中可作成核剂的特性,提出了将两条工艺路线相结合的新方法,即以该类固体残渣为原料制备微晶玻璃,实现此类固体废物的资源化利用。通过等温晶化制度对产品进行晶化处理。研究表明,晶化产物中生成了大量以镁橄榄石为主晶相的微晶体,该方法是可行的。     

关于自然界石油热化学转化的动力学

自然界的石油是各种化合物的多组分溶液,这些化合物是以碳为基础所构成的,并依分子中碳原子的数目、分子的碳骨架的构型(链状的、分支的、环状的或更复杂的结构)、碳原子间化学键的重键性、化合物中个别的碳原子被氧、硫、氮原子所取代、其他非碳元素(H、O、S、N 等)在分子中的排列、这些元素在碳骨架上的分布及相的状态等因素的差异而相互区别开来。     

利用氯碱工业废渣白泥生产微晶石

中国地质科学院尾矿利用中心等单位 ,利用青岛化工废料白泥 (氯碱工业废渣 )生产微晶玻璃板材中试项目 ,在青岛通过了青岛科委组织的科技成果鉴定 ,与会专家一致认为 :利用白泥生产高档建筑材料———微晶玻璃 ,成功地利用了废弃物 ,为企业找到了新的经济增长点。并为长期以来困扰青岛市的氯碱工业废渣(白泥 )堆放困难、污染环境的问题 ,找到了一条出路。利用氯碱工业废渣白泥生产微晶石     

南斯拉夫亚得里亚海长岛盆地中有机相的地球化学特征

长岛盆地的沉积物主要是早、晚白垩世的。为了确定有机相的特征,我们采同了不同井的岩心样品和少数露头样品的地球化学分析资料。 地球化学资料表明,早白垩世的碳酸盐序列是一种具有高度石油潜势的良好生油岩。这种生油岩由暗灰色均一的微晶状灰岩和高沥青质层纹状灰岩组成。它们伴生有沥青和油渍。有机质主要为海相成因(藻类-腐泥型),有少量陆地组分的输入。样品的抽提量异常高,含有不同量的烃,并且炮和烃/芳烃比值低。成熟作用期为不成熟到边缘成熟,其鉴定特征是:高比例的树脂和沥青烯,伴有高含量硫;正烷烃的偶数优势;无环异戊间二烯化合物与正烷烃比值高;Pr/Ph<1;在430℃附近出现T_(max)。 长岛盆地的有机相是变化的,因而有可能发现富有机质的沉积物和氧化的贫有机质的沉积物。有机相的差异,是由于沉积环境中的许多变化及可造成有机相的不均一性的构造作用而造成的。     

危险化学品活性反应危害及混配危险的规则研究(Ⅴ)

第十四类有机酸 活性特点: 羧酸是具有HO-C=O官能团的有机物.在羧酸中,碳原子以SP2杂化成键,羟基氧的孤电子对与碳氧双键相共轭,使得C-O键加强,O-H键减弱,从而羧基中的氢可以离解,并且离解后形成的羧基负离子由于共轭加强,更增加了羧基负离子的稳定性,因而羧酸具有弱酸性.同时,也正是由于共轭而使羧基碳的亲电能力减弱,只与较强的亲核试剂(如金属烷氧化物)发生反应.     

钢厂矿渣微晶玻璃制造及效益分析

综合利用工业废渣 ,开发新型材料是保护环境的一种有力手段 ,主要介绍了以高炉矿渣为主要原料的钢厂矿渣微晶玻璃生产 ,包括微晶玻璃生产的原料、配方、关键制造工艺以及性能分析 ,并且得出结论 :以高炉废渣为主要原料生产微晶玻璃技术可行 ,同时具有良好的应用前景和巨大的环境效益     

垃圾焚烧飞灰添加工业固废的玻璃化研究

采用高硅铝含量的工业固废(煤矸石与高炉矿渣),作为生活垃圾焚烧飞灰热处理的添加剂,改善其熔融性与产物的物化特性.随着添加量的增加,产物的主要矿物成分从含氯的Ca₁₀(Si O₄)₃(SO₄)₃Cl₂与Ca₆Al₅Si₂O₁₆Cl₃向钙铝石、斜硅钙石、黄长石、钙长石依次转变.采用四元碱度(R4)评价熔融成分,酸性的工业固废(R4<1)能够中和碱性的垃圾飞灰(R4>1),形成中性混合灰(R4≈1),其中含30%煤矸石或40%高炉矿渣.中性灰的各项熔融特征温度最低,代表完全熔融的流动温度分别为1260与1200℃,在1300℃下玻璃化,冷却形成晶相为黄长石的微晶玻璃.玻璃化过程中,超过99%的氯元素从固相中分离;在挥发分离与固化稳定的共同作用下,重金属铬、镍、锌、镉、铅的浸出量减少了95%以上,铜减少了85%以上.     

废手机面板焚烧产物研究

以废手机面板为试验材料,利用热重分析仪(TGA)研究热处理失重特征,同时利用气相色谱仪-质谱仪联用(GC-MS)对管式炉试验系统焚烧产物进行分析. 结果表明:废手机面板焚烧失重温度为128.3～558.1 ℃,最大失重温度为357.4 ℃;焚烧废手机面板导致面板组成材料液晶、偏光片和取向剂等发生化学反应,焚烧产物除CO₂外,还含有醛、酮、联苯酚、苯胺等芳香族化合物和少量的苯并吡喃、萘、菲、吡啶等多环芳烃(PAHs). 由于焚烧产物中绝大多数是有毒有害物质,部分可致癌,故废手机面板不宜焚烧处理,如与其他固体废物混合焚烧,必须采取相应的污染控制措施.      

失效锂离子电池有机物真空脱除和浸出研究

文章采用真空蒸发热处理的方法脱除废弃失效的锂离子电池中的有机物,加热温度为220~500℃,真空炉内压力150Pa,恒温处理时间1h。除有机物被脱除外,当处理温度为280℃时形成了CoO和Li2CO3。温度升高至350℃时,主要的物相为LiCoO2、CoO、Co3O4和Co,以及少量Li2CO3。在超声场中将电极材料与铝、铜箔集流体分离,然后分别用含亚硫酸钠的硫酸溶液和氨性溶液处理电极材料。当用含亚硫酸钠的硫酸溶液浸出经280℃脱除有机物的电极材料时,钴元素基本被浸出。而用氨性溶液浸出经350℃脱除有机物的电极材料时,钴元素的浸出率很低。为了提高钴的浸出率,真空热处理的温度应介于280~350℃之间。