利用拜耳法赤泥和氟化钙污泥制备烧结砖块

拜耳法赤泥是用氢氧化钠溶解铝土矿生产氧化铝过程中产生的固体废弃物。针对拜耳法赤泥的强碱性、重金属含量高等特点,提出了一种利用酸性氟化钙污泥进行共同烧制砖块的方法。以砖块的氟离子浸出量、铬离子浸出量、抗压强度、砖块密度及烧失量5个变量为评价指标,利用主成分分析法对五个指标进行综合评分,并研究了以氟化钙污泥与赤泥比,黏土添加量、铝灰添加量、黏结剂添加量、烧结温度为自变量对综合评分的影响。利用响应面法（RSM）对实验数据进行分析,得出最佳实验条件依次为氟化钙污泥与赤泥比=61.1%,黏土添加量=21.4%,铝灰添加量=15%,黏结剂添加量=2.5%,烧结温度=1 000℃。此条件下所得砖块对应的氟离子浸出量为0.33 mg·L-1,铬离子浸出0.034 mg·L-1,抗压强度5.73 MPa,烧失量9%,砖块密度1.07 g·cm-3。可用做非承重砖。     

赤泥-煤矸石协同还原焙烧回收Fe、Al有价元素

赤泥和煤矸石是典型的铝硅酸类固体废物,两者协同还原焙烧有助于实现其所含Fe、Al等有价元素的回收。采用热力学计算、热重分析、X射线衍射分析、电感耦合等离子体发射光谱分析等方法,考察了赤泥-煤矸石协同还原焙烧过程中,焙烧温度、焙烧时间、赤泥-煤矸石质量比对还原焙烧产物物相组成及其所含Fe、Al等有价元素回收效率的影响。结果表明,混合物料中铝硅酸盐物相和含铁物相随焙烧温度的升高呈现规律性变化,如高岭石相转变规律为,高岭石→偏高岭石;钙霞石相转变规律为,钙霞石→钙黄长石;水化石榴石相转变规律为,水化石榴石→铝酸钙;赤铁矿依次转变为,Fe₂O₃(非磁性)→Fe₃O₄(磁性)→FeO(非磁性)→Fe(磁性)。当焙烧温度为600 ℃、焙烧时间为60 min、赤泥-煤矸石质量比为7:3时,铁精矿产出率为15.6%、铁品位达55.6%、Al溶出率为73.6%。在此基础上,建立了“赤泥-煤矸石协同还原焙烧-磁选-酸浸”的工艺,可实现煤矸石、赤泥中Fe、Al等有价元素的同步回收。     

利用铁尾矿制备烧结砖的可行性及烧结固化机理

针对铁尾矿综合利用率低的问题,利用铁尾矿、粉煤灰、废玻璃制备烧结砖,以提高铁尾矿综合利用率.通过抗压强度、吸水率和重金属浸出3方面评价烧结砖的性能,确定最佳烧结工艺条件;并通过重金属形态分布、孔径分析、XRD和SEM探究烧结砖的固化机理.结果表明,在最佳条件烧结温度为1100℃、铁尾矿、粉煤灰、玻璃配为6:2:2的条件...     

利用赤泥制备硫铝酸盐快硬水泥的研究

用赤泥为原料试验烧制梅塔型水泥和高铁型硫铝酸盐水泥,结果表明,可烧出标号为４２５号的高铁型硫铝酸盐水泥。     

利用巨大芽孢杆菌制备高硫煤矸石肥料

高硫煤矸石的大量堆积对环境造成了严重污染,为了开发利用高硫煤矸石,对巨大芽孢杆菌处理高硫煤矸石生产煤矸石肥料进行了研究,包括煤矸石的粒径、体系pH、温度、接菌量、培养时间、振荡等因素条件对制备煤矸石肥料的影响,得到制备煤矸石肥料的最佳条件。研究表明,当煤矸石的粒径为60目、体系pH 7.0~8.0、接菌量为2.5×1014~5.0×1014cfu/g、30℃下培养5 d时煤矸石中的碱解氮、有效磷和速效钾的含量分别比原样提高了26.84倍、65.71倍和10.55倍;有效硫、有效钙和有效硅的含量分别比原煤矸石中提高2.70倍、1.27倍和1.07倍。     

利用制糖副产物土壤化赤泥的效果

赤泥因具有碱性高、孔隙率低、团聚性差和养分缺乏等问题,同时因其生产性状差,堆场植被复垦难以实现;而且在堆存过程中,重金属元素具有潜在的长期浸出性,存在污染环境的风险。利用富含多种有机成分且蓬松度好的制糖副产物酒精废醪液、蔗渣对赤泥进行改性,可实现土壤化及植被复垦。结果表明,添加制糖副产物对赤泥理化性质及所含重金属迁移性具有显著影响,蔗渣能使孔隙度得到改善,酒精废醪液与赤泥比值（mL:g）＞3时,赤泥的pH可降至8以下,配合添加酒精废醪液和蔗渣可使赤泥的有机质含量从（19.8±1.2）g·kg-1增加到200 g·kg-1左右,经土柱模拟实验发现添加剂可使赤泥所含重金属的生物有效性增强。     

以城市污泥为掺料制备烧结砖

以城市污泥为部分原料制备烧结砖,对不同烧成温度下不同污泥掺量的烧结砖的物理、力学性能进行了详细分析。结果表明,污泥可用于制备烧结砖,当污泥掺量≤12%,烧成温度为1 100℃时,烧结砖物理力学性能均符合烧结砖标准要求。此外,实验以污泥掺量为12%的烧结砖,烧成温度为1 100℃为例,进行了重金属毒性浸出实验,以考察烧制污泥砖对重金属的固化作用,进而评定污泥制砖的安全性。结果表明,经过高温焙烧,大多数重金属浸出毒性都显著降低,且符合规范要求,不会对环境造成危害。其中,重金属固化效果最好的为Zn,最差的为Cr。     

利用煤矸石生产新型胶凝材料的研究

设置了一组影响水泥性能的多因素正交试验，研究了“煤矸石－石灰石－ＣａＣｌ２－ＣａＦ２”体系的最佳配料组成，在此基础上进行了流化床锅炉超低温煅烧水泥的半工业性试验，结果表明，利用煤矸石生产新型胶凝材料是可行的。煤矸石的利用率可达５０％以上。     

煤矸石资源高值化利用研究进展

当前我国煤矸石存量和排放量大、产量高度集中、高附加值利用占比小,环境影响突出,是大宗固体废弃物综合利用的核心领域,资源化利用前景广阔。现有对煤矸石的处置能力和规模明显不能满足国家对生态环境保护及“双碳”目标下煤炭综合利用的相关要求。通过介绍煤矸石的物理、化学性质,指出了煤矸石在高值化利用中存在的涉及政策、供求、产业化和环境的问题。着重阐述了煤矸石在建筑材料、地质聚合物、化工产品、新型材料、土地复垦等方面的高值化利用现状,并对其未来的应用前景进行了讨论,提出了煤矸石高值化利用的重点研究方向。以期能够实现煤矸石的高质、高值、高效、绿色发展,不断增加煤矸石综合利用产品的附加值,增强煤矸石高值化利用产业核心竞争力。进一步推进煤矸石资源高值化利用效率,对环境质量的改善、经济社会发展的全面绿色转型具有重要意义。     

煤粉发泡剂对赤泥陶粒烧胀特性的影响

分析赤泥、膨润土和煤粉的理化性质,并在此基础上烧制赤泥陶粒。考察不同发泡剂煤粉掺量下所烧制陶粒的烧胀性能。采用热性质分析、矿物分析和红外光谱等手段分析陶粒样品,研究煤粉的掺量和烧结温度对陶粒烧胀过程的影响以及赤泥陶粒的烧胀机理。结果表明：烧结温度为1 000℃时,随着煤粉掺量的增加,赤泥陶粒的显气孔率和吸水率升高,而体积密度和抗压强度降低;煤粉掺量为30%时,赤泥陶粒显气孔率45.13%,体积密度0.131 g·cm-3,吸水率39.0%,抗压强度14.7 MPa;掺入煤粉后赤泥陶粒生料有机组分烧失量增加,熔融温度降低,烧胀过程中还原性气氛增强;烧结温度升高能够促进易熔融矿物铁橄榄石的生成,提高陶粒的烧胀性能。     

烧结法赤泥基本特性的研究

主要运用多种分析检测方法和手段,对山东铝业公司的烧结法赤泥的基本特性进行了深入系统的研究,以期揭示赤泥特性与用途之间的相关关系,为烧结法赤泥综合利用提供必要的基础数据和科学依据。     

赤泥除氟剂的物相组成及其除氟性能

赤泥是一种多孔物质,其比表面积大,具有较好的吸附性能。以赤泥为原料,加入一定量的Na2SiO3、CaO及碳粉等添加剂,制备成约3 mm的球形颗粒。采用差热分析与X-射线粉末衍射技术相结合对赤泥原料及赤泥除氟剂高温焙烧过程的物相变化进行研究,同时研究了吸附时间、焙烧温度、焙烧时间对赤泥除氟剂除氟性能的影响。结果表明：在高温焙烧过程中,赤泥除氟剂原料的物相变化主要发生在800℃以下的温度。赤泥除氟剂的最佳焙烧温度为700℃,最佳焙烧时间为2 h,溶液中氟离子的浓度可从19下降到0.13 mg·L-1,吸附容量0.94 mg·g-1,除氟率达99%。     

煤矸石中氧化铝溶出的实验研究

煤矸石是主要的煤系固废,其中氧化铝的含量占到25%左右,又是一种可以利用的资源.本实验以山西潞安煤矿的煤矸石为原料,采用正交试验的方法,研究了盐酸作为酸浸介质浸取煤矸石中氧化铝.主要影响因素为煅烧温度、酸量、固液比及酸浸时间,最佳工艺条件为:煅烧温度为650℃,酸量为225mL(按照煤矸石中氧化铝和盐酸反应的摩尔比为1:6计)、固液比为1:3、酸浸时间为3 h,单因素重复试验结果和正交实验的结果相符,在最佳条件下,氧化铝的溶出实验验证结果表明,三氧化二铝溶出率为71.49%.本研究对实现煤矸石的资源化综合利用具有重要的意义.     

赤泥中水溶性氟化物的电渗析去除

为减少赤泥中的氟化物含量,采用自制电渗析装置,通过单因素实验对赤泥中的氟化物进行了电渗析去除研究,考查了电压梯度和液固比对电流以及悬浮液pH和电导率的影响,分析了电渗析技术去除赤泥中氟化物的效果。结果表明：电渗析初期,电流从最大值迅速减小;在同一电压梯度下,电流随着液固比的增大而减小;在电渗析过程中,悬浮液pH和电导率随时间的延长而减小;电渗析技术可有效去除赤泥中的水溶性氟,其去除量随着电压梯度的升高而增大,最高去除率可达77.22%;液固比增大减小了水溶性氟的去除量,在1.0和2.0 V·cm^–1 电压梯度下,较大的液固比有助于水溶性氟的去除。利用电渗析技术去除赤泥中氟化物时,应综合考虑电压梯度和液固比对去除量及去除率的不同影响,在保证去除效果的同时尽可能降低能耗。研究结果可为赤泥的进一步综合利用提供参考。     

赤泥投加控制河道底泥磷释放的影响因素

通过对不同赤泥投加比例下河道底泥磷释放作用的研究,发现底泥中铁铝磷与钙磷的比值(Fe/Al-P∶Ca-P)、铁磷比(Fe∶TP)及有机质含量(OM)是赤泥能否应用于河道底泥磷释放控制中的决定性因素。实验结果表明,只有当河道底泥中Fe/Al-P∶Ca-P小于0.88,Fe∶TP小于16.1,且有机质含量低于1.87%时,投加适量赤泥才能起到抑制河道底泥内源磷释放的作用;反之,赤泥的投加则有可能促进底泥内源磷的释放。在实际工程应用中,推荐赤泥与底泥的接触时间不低于7d,从而使赤泥的效能发挥到最佳状态。     

用高效分散剂碳化法从煤矸石中制备超细氢氧化铝粉体

利用煤矸石为原料制备超细氢氧化铝粉体.采用高温煅烧活化煤矸石,利用C2S晶相转变制备煤矸石自粉化料,用8%Na2CO3溶液从煤矸石自粉化料中以NaAlO2形式提取铝组分,用高效分散剂碳化法制备超细氢氧化铝粉体.研究了高效分散剂碳化法制备高纯超细氢氧化铝粉体的影响因素,找出了高效分散剂碳化法制备超细氢氧化铝粉体的最佳条件,制备出了平均粒度＜100nm、纯度＞99.9%的氢氧化铝,为煤矸石的高价值利用开辟了一条新的途径.