利用煤矸石制取钛白粉的试验研究

论述了利用煤矸石制取钛白粉的可行性,井对焙烧温度、反应温度、pH值、水解、水洗操作、盐处理及煅烧等影响因素进行了分析.对所制钛白粉进行的质量检验结果表明,用煤矸石制取钛白粉是一种切实可行的方法.     

煤矸石热活化性能研究

系统地研究了徐州夹河煤矸石在不同煅烧温度下的物理、化学变化及活性成分的溶出规律.采用扫描电子显微镜(SEM)、差热分析(DTA)、X射线衍射(XRD)等测试方法研究了热活化前后煤矸石的矿物组成、SiO2及Al2O3溶出率和微观结构,并采用水泥强度的测试方法对热活化煤矸石的活性进行宏观表征.结果表明,煅烧能有效去除有机挥发物和碳.破坏煤矸石中的硅氧键、铝氧键,形成无定形物质和玻璃相,从而提高煤矸石的活性.徐州夹河煤矸石的最佳热活化工艺条件是煅烧650℃、保温2 h.经此条件热活化后,SiO2和Al2O3的最高溶出率分别是76.32%、91.48%,添加50%(质量分数)的热活化煤矸石到水泥中,其强度比同掺量原样煤矸石的水泥强度提高了230%.     

土工布阻隔煤矸石中重金属迁移实验研究

常规的煤矸石充填复垦塌陷地技术给环境造成难以治理的二次污染.煤矸石淋出液中的重金属元素会污染底部土体和地下水.引入国外矿区复垦应用成熟的土工布技术,选取聚乙烯丙纶、涤纶针刺、涤纶复合土工布和HDPE土工膜4类土工材料,采用室内柱状淋溶实验,初步研究土工布对煤矸石淋出液中重金属的阻隔作用.结果表明,4种土工布都不同程度地降低了淋出液中重金属的含量.其中,聚乙烯丙纶和涤纶针刺土工布降低重金属Cr的效果较好,浓度低于对照23.7%～33.5%,总量低于对照36.2%～50.0%;HDPE土工膜和涤纶复合土工布对重金属Pb和Cu十分有效,浓度低于对照17.0%～21.1%,总量低于对照22.9%～26.8%.同时,土工布吸附了大量的重金属,淋溶柱中重金属的残留量降低.聚乙烯丙纶和涤纶复合土工布吸附Cr的能力较高,涤纶针刺土工布吸附Pb的效果较好,涤纶针刺土工布和HDPE土工膜能大量地吸附Cu.研究可知,土工布的种类多,功能强大,在国内矿区土地充填复垦工作中将有广阔的应用前景.     

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.     

淮北矿区煤矸石多环芳烃污染特征及毒性评价

利用气相色谱-三重四级杆质谱(GC-MS/MS)对采自刘桥二矿的13件煤矸石样品(7件新鲜煤矸石样品,6件风化煤矸石样品)中16种优先级母体多环芳烃(16PAHs)和烷基多环芳烃(a-PAHs)进行了定性和定量分析.结果表明:煤矸石中不仅含有16PAHs,而且含有对应的a-PAHs,后者含量(均值587.88ng/g,...     

基于瓦斯燃烧余热利用的煤矸石快速风化成土

基于瓦斯燃烧的余热利用,对煤矸石进行高频率的干湿/冷热交替处理,加速煤矸石结构风化粉化,提升风化产物的保墒-透气-蓄肥等土壤学性能。结果表明煤矸石在50℃下经30次干湿/冷热交替后粒径显著下降,粗砂(5～10 mm)比例下降43%,细砂(<1 mm)含量上升35%,持水率可达12.78%,达到砂土持水标准,持水率、微粒含量、毛管孔隙度与循环次数呈正比;颗粒粉化主要受矿物溶出产生溶蚀裂隙、矿物重构并干燥产生盐结晶强化裂隙涨裂,以及黏土矿物的不均匀性膨胀/收缩的影响;风化产物种植紫花苜蓿,发芽率在80%以上,发芽时间、茎长等优于低扰动样品。本研究结果可为瓦斯与煤矸石的能源化、资源化协同利用提供参考。     

大掺量煤矸石水泥研究

采用激发剂技术,研制成功了煤矸石掺量达６０％,强度标号达４９．６ＭＰａ的大掺量煤矸石水泥,研究表明,这种水泥的标准稠度需水量、凝结时间、安定性等物理性能符合国家标准的有关要求;水泥石孔隙率为０．０４１３ｃｍ＾３·ｇ＾－１,结构致密;７ｄ水经热为２３５ｋＪ·ｋｇ＾－１,属低热水泥。     

新型残渣水泥的研制

从煤石沸腾沸腾炉渣中提取氧化铝后，其残渣经高温煅烧可成为硅酸盐水泥熟料。在分析残渣煅烧过程中的主要固相反应的基础上，论述了其化学和矿物组成对水泥熟料生产工艺的影响，并分析了残渣水泥熟料的主要特性，同时分析了其经济效益和社会效益。