废旧天然胶胶粉应用研究

以80目的废天然胶胶粉为研究对象,处理后将其分别以20%,30%的比例添加到天然混炼胶(NR)中,制备废胶粉/NR共混硫化胶;同时,通过邻苯二甲酸酐(PA)和高芳烃油对胶粉进行处理改性,制备了全胶粉弹性体。拉伸强度测试表明,对于共混胶弹性体,NR混炼胶空白样的拉伸强度为19.21 MPa,添加20%,30%比例的胶粉/NR共混硫化胶的拉伸强度可以分别达到18.03 MPa,17.23 MPa;改性后制备的全胶粉混炼胶硫化样品拉伸强度达到8.12 MPa,超过了再生胶的国标标准。同时应用扫描电子显微镜SEM分析、比较了各试样断裂面的微观结构,应用比表面仪BET和SEM表征了胶粉的表面形貌与结构,发现胶粉表面呈现"绒球"状,具有较好的表面性能。     

锡冶炼含砷烟尘低温陶瓷固化技术

以锡冶炼过程中排放的含砷烟尘为研究对象,对浸出特性和低温陶瓷胶凝材料对其的固化效果进行了研究。结果表明,含砷烟尘As、Cu和Zn毒性浸出浓度分别为6 783、167和224 mg/L,严重超过国家毒性浸出鉴别标准值。其经低温陶瓷胶凝材料固化处理,当含砷烟尘掺量小于40%,自然养护3 d,As、Cu和Zn毒性浸出浓度急剧降低,且低于国家标准值。XRD和SEM分析表明,低温陶瓷胶凝材料在复合化学激发剂作用下,反应生成类沸石水化铝硅酸盐矿物(Al-O-Si);固化体中Ca-Fe-As-O盐是As固化的主要矿物相。Cu2+、Zn2+替换铝硅酸盐聚合物结构中的Na+、K+保持平衡电荷。胶凝材料水化产物填充于材料颗粒间,使其连接成一致密整体,有效降低了有害物质的毒性浸出浓度。     

页岩气压裂返排液高效破胶剂的研究

针对页岩气开采过程中产生的非常规压裂返排液具有高粘度、高COD及高稳定性的特点,以Fe(NO3)3和Ca(Cl O)2为原料,采用化学湿法中的两步法合成了一种绿色氧化剂K2Fe O4,并对合成出的K2Fe O4进行了定量分析,得到合成的高铁酸钾产率为67.63%,纯度为93.41%。采用X衍射、红外光谱、扫描电镜及X衍射能谱,对合成的K2Fe O4进行了表征。将K2Fe O4作为某气田页岩气压裂返排液的高效破胶剂,并对影响破胶效果的因素进行了分析。确定了K2Fe O4的加量为3 000 mg/L,体系p H为11.0及反应时间为40 min的最优条件,在最优条件下,得到出水的粘度为1.4 m Pa·s,其COD、SS和色度的去除率分别为59.1%、93.3%和88.9%。通过红外光谱和扫描电镜进行了微观观察,对K2Fe O4氧化非常规压裂返排液中主要成分胍胶的过程进行了机理分析。研究还发现,K2Fe O4在还原分解后,具有比单一铁离子更强的混凝效果。因此,K2Fe O4的应用对页岩气压裂返排液的处理有深远的影响。     

椰糠填料用于人工湿地处理制胶废水

以椰糠作为湿地工作层主要填料,采用复合垂直流人工湿地处理海南天然橡胶加工业低浓度废水。结果表明,在144 mm/d水力负荷条件下,椰糠填料人工湿地对废水中的COD、BOD5、NH3-H及TP的去除率分别达到68.99%、66.49%、59.55%和75.22%,显著高于无椰糠对照组。当水力负荷提高至216 mm/d,系统运行稳定,出水水质仍能达到污水排放标准(GB 8978-1996)和《农业灌溉水质标准》(GB5084-92)。     

二壬基萘磺酸反胶团萃取模拟废水中的铅

以二壬基萘磺酸（DNNSA）反胶团煤油溶液萃取模拟含铅废水中的铅。在萃取前水相中铅离子浓度为3×10-4 mol/L、DNNSA浓度为0.010 mol/L、油水比为1∶20、模拟含铅废水pH为6、萃取温度为303 K、萃取时间为40 min的条件下,萃取后水相中铅离子浓度为0.845×10-4 mol/L,有机相中铅离子浓度为4.517×10-3 mol/L,铅萃取率为71.83%。DNNSA反胶团萃取铅离子萃取容量为1 188.62 mg/g,热力学焓变为2.595 kJ/mol。     

联合使用瓜尔胶及聚合氯化铝对染料废水脱色研究

联合使用瓜尔胶(GRG)与聚合氯化铝(PAC)对用三种不同的水溶性染料制备的模拟废水及实际的工业印染废水进行絮凝脱色处理,研究了溶液体系的酸度、瓜尔胶及聚合氯化铝投加量和沉降时间等因素对脱色率的影响。实验结果表明,联合使用瓜尔胶及聚合氯化铝的效果比分别单独使用两者好;处理染料废水的最佳pH值范围为8～9,最佳沉降时间在4～6h。在优化条件下,絮凝剂对三种染料废水的脱色率可达90%以上,浊度去除率达95%以上,COD去除率达90%;对实际的工业印染废水脱色率为98.8%。     

基于LCA方法的生态胶凝材料生产环境影响分析北大核心CSCD

为评估生态胶凝材料生产过程对环境的影响,利用生命周期评价(LCA)方法,从生命周期角度定量分析生态胶凝材料生产的全过程,包括原材料及能源消耗等上游污染、加工制造以及现场排放所造成的环境影响。结果表明:生态胶凝材料生产过程对海洋生态毒性方面的影响程度最高,其次是淡水生态毒性、人类致癌毒性、人类非致癌毒性和陆地生态毒性。原材料消耗及辅助材料消耗是最主要的污染来源,其中原材料消耗所带来的污染对近18种环境影响类型的贡献达50%以上。敏感性分析表明,降低原材料消耗是减少人类致癌毒性污染的最有效措施,降低辅助材料消耗在海洋生态毒性以及全球变暖上产生最明显的环境效益。此外,通过与传统硅酸盐水泥生产过程对比发现生态胶凝材料生产过程具有更良好的环保性能,尤其针对全球变暖、陆地生态毒性以及海洋生态毒性方面,体现出明显的环境优越性。     

油基岩屑脱油残渣制备复合胶凝材料研究

针对油基岩屑脱油残渣末端处置难题，以脱油残渣作为辅助胶凝材料开展了制备复合胶凝材料的可行性研究。考察了不同原料配比对复合胶凝材料性能的影响，确定了最佳配比，探究了复合胶凝材料的水化过程。脱油残渣对复合胶凝材料基本性能具有负效应，在最佳配比条件下(熟料∶石膏∶脱油残渣∶矿渣=71∶4∶7.5∶17.5),复合胶凝材料性能满足GB 175-2007《通用硅酸盐水泥》P·C 32.5R等级要求。脱油残渣中硅铝质物质在熟料水化产生的OH^-和Ca²⁺作用下发生二次水化反应形成部分C-S-H凝胶以及钙矾石，进而与熟料水化形成的产物相互交错生长，赋予力学性能。利用脱油残渣制备复合胶凝材料有效解决脱油残渣末端处置问题，从而为脱油残渣的资源化处置提供参考。