利用粉煤灰生产耐火材料

粉煤灰是火力发电厂锅炉排出的废弃物,其化学矿物成分主要是SiO_2-AI_2O_3系的莫来石和玻璃物质,用它可制备体积密度0.75 g/cm^3,1.0 g/cm^3和1.3 g/cm^3的轻质保温耐火材料及轻质陶粒,利用从中分选出的漂珠可生产体积密度0.3~0.9 g/cm^3的轻质砖及浇注料,这些隔热保温材料用于工业炉窑,节约能源;还可利用粉煤灰合成堇青石、莫来石、Sialon、锆-莫来石、尖晶石-莫来石复相材料等;特别是近来研究出高铝粉煤灰,不添加高铝矿物,经碱液预脱硅、酸液除杂活化处理烧结得到莫来石,以及采用预脱硅-低钙烧结法制备氧化铝,同时联产活性硅酸钙技术成功应用于生产,粉煤灰的工业利用将有巨大前景,不但满足耐火材料,还节能减排。     

铝土尾矿杂质含量对刚玉-莫来石基复相材料使用性能的影响

以铝土矿尾矿为原料,采用酸浸除杂工艺,通过控制盐酸酸浸过程中的盐酸浓度与液固比,得到不同Fe₂O₃及K₂O含量的精矿,烧结合成了刚玉-莫来石基复相耐火材料。系统研究了不同的二元杂质组成对样条宏观形貌、微观形貌、物相组成、常温力学性能以及高温性能的影响,得到了最佳的盐酸浓度与浸出液固比。结果表明:当尾矿中Fe₂O₃及K₂O含量均<2.0%时,烧结样条的晶相含量及荷重软化温度较高;当杂质Fe₂O₃含量>2.0%且大幅增加时,烧结样条的非晶相含量迅速增加,烧结样条的高温性能下降但常温性能上升,控制烧结样条中的Fe₂O₃及K₂O的含量均<2%时,荷重软化温度保持在1400℃以上,达到市售NZ-45耐火砖的标准。     

发泡注浆法合成莫来石轻质耐火材料

以工业废弃物粉煤灰和当地粘土为主要原料,十二烷基苯磺酸钠为发泡剂,采用发泡注浆法制备轻质莫来石耐火材料,研究了烧结温度对耐火材料晶相的影响以及发泡剂的种类、添加量和浆料固含量对轻质耐火材料常温物理性能的影响。结果表明,适当的烧结温度可改善耐火材料的晶相,同时对制品的孔隙率也有一定影响。选择适宜的发泡剂及添加量,在一定的浆料固含量范围内,可以制备容重小,孔隙率高,导热系数小,机械强度适中的轻质耐火材料。     

锰铁改性针簇莫来石对水中BPA和EE2的去除

为提高传统水处理工艺对内分泌干扰物的去除效果,本研究合成了锰铁二元金属氧化物改性的针簇莫来石陶粒(MnFe-M),对其理化性质进行了表征,并以黏土陶粒为对照,结合批次吸附实验研究其对水中典型内分泌干扰物双酚A(bisphenol A,BPA)和17α-乙炔雌二醇(17α-ethinylestradiol,EE2)的去除效果和溶液环境对其吸附效果的影响,并对其再生效果进行了研究.结果表明,锰改性后,针簇莫来石陶粒上负载了平均粒径为450 nm的水锰矿,使针簇莫来石陶粒的比表面积、累积孔体积和介孔比表面积均显著增加.未改性针簇莫来石陶粒对BPA和EE2几乎没有去除能力,锰铁改性后的针簇莫来石陶粒对BPA和EE2的去除效率显著增加.针簇莫来石陶粒比黏土陶粒更适合做改性滤料的载体材料.锰铁改性针簇莫来石陶粒对BPA和EE2的吸附动力学符合颗粒内扩散模型,颗粒内扩散是影响吸附速率的重要因素.等温吸附数据与LangmuirFreundlich模型拟合效果较好,基于该模型计算出的BPA和EE2最大吸附量分别为5. 043 mg·g~(-1)和3. 990 mg·g~(-1).热力学研究表明锰铁改性针簇莫来石陶粒对BPA和EE2的吸附为自发的吸热反应.锰铁改性针簇莫来石陶粒对BPA和EE2的吸附量随pH值的升高而降低.离子强度的增加有利于锰铁改性针簇莫来石陶粒对BPA和EE2的吸附去除,共存阴离子中SO_4~(2-)对BPA和EE2的吸附均有促进作用,而CO_3~(2-)和PO_4~(3-)则会抑制BPA和EE2的吸附.吸附剂再生实验表明锰铁改性针簇莫来石陶粒是易于再生可循环使用的吸附剂.因此,锰铁改性针簇莫来石陶粒对水中典型内分泌干扰物有较好的去除效果,其推广应用可有效解决传统水处理工艺中过滤单元对内分泌干扰物去除效率低的问题.     

利用铝型材厂污泥制备钛酸铝-莫来石复相材料的原料配方与方法

该发明提供了一种利用铝型材厂污泥制备钛酸铝-莫来石复相材料的原料配方与方法。其特征是：以铝型材厂污泥、高岭土和TiO2为原料，将原料混合，压制成型，经高温反应后制备成钛酸铝-莫来石复相材料。该发明属于固体废弃物的综合利用，不仅原料易得，制备方法简单，有利于废物利用，而且制备的材料为具有高附加值和无污染的优质耐火材料；     

污泥气化渣制备蒸压加气混凝土研究

以污泥气化渣作为部分硅质材料制备蒸压加气混凝土,通过测试绝干密度和抗压强度,探究污泥气化渣的最佳掺量。结果表明：气化渣掺量为65%时,蒸压加气混凝土绝干密度为569 kg/m3,抗压强度为3.72 MPa;经冻融循环15次后,蒸压加气混凝土的质量和强度损失率均合格,满足《蒸压加气混凝土砌块：GB/T 11968—2020》中A3.5、B06规格要求。SEM结果表明,C-S-H凝胶作为粘结剂将托贝莫来石相互胶结在一起,形成了良好的网络结构,对提高强度有积极的作用。试块中Pb、Zn和Cr的质量浓度均低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别：GB 5085.3—2007》中的限值,说明混凝土对污泥气化渣中的重金属有一定的固化作用,能有效防止气化渣中有害元素的浸出对环境造成影响。利用污泥气化渣生产蒸压加气混凝土,为污泥减量化、资源化和无害化处理提供了参考。     

粉煤灰基介孔铝取代托贝莫来石去除水中Cd2+

以粉煤灰(FA)为原料水热合成了不同铝硅物质的量比(Al/Si)的介孔铝取代托贝莫来石(TFA).采用X射线荧光光谱仪(XRF)、X射线衍射仪(XRD)、场发射环境扫描电子显微镜(SEM)、比表面孔径分析仪和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对FA及制备的TFA的理化性质进行表征.结果表明,TFA1(Al/Si=0.4)的比表面积、孔隙体积和平均孔径分别为74.30m²/g、0.4495cm³/g和24.20nm,TFA2(Al/Si=0.1)的分别为99.48m²/g、0.5218cm³/g和20.98nm,均远高于FA的1.77m²/g、0.004338cm³/g和9.79nm.FA、TFA1和TFA2对Cd²⁺的吸附动力学数据更加符合伪二级动力学模型.Langmuir等温线模型可以更好地描述Cd²⁺的吸附等温线,TFA1对Cd²⁺的饱和吸附量为205.76mg/g,远高于FA和TFA2的...     

粉煤灰陶瓷的制备及致密化过程探讨

为了发挥粉煤灰作为二次资源的优势,以黏土、石英和长石为基础原料,通过掺加0～40%的粉煤灰制备粉煤灰陶瓷。借助XRD和SEM等手段,研究了粉煤灰添加对陶瓷试样微观组织和宏观性能的影响,探讨了陶瓷试样的致密化过程。研究发现,随着粉煤灰掺量的增加,陶瓷试样内石英的衍射峰逐渐减弱。当粉煤灰掺量为20%时,莫来石相的衍射峰开始出现并随着掺量增加而逐渐增加。陶瓷试样中的莫来石相主要来自粉煤灰中种晶莫来石在液相中的生长和析晶,以及玻璃态的SiO_2和Al_2O_3的反应生成;粉煤灰掺量为40%时,在1190℃的烧结温度下制备的陶瓷试样抗折强度为52. 97 MPa,吸水率为0. 18%,均优于GB/T 4100—2015《陶瓷砖》的要求。     

焚烧飞灰水热合成托贝莫来石过程中重金属的固化特性

城市生活垃圾焚烧飞灰的环境安全利用处置已成为当前环境管理部门和行业部门亟待解决的问题。为降低焚烧飞灰中重金属对环境的潜在风险,以水洗飞灰为原料水热合成托贝莫来石,探讨Ca与(Si+Al)的摩尔比[以Ca/(Si+Al)表示]对水热产物的晶相组成、微观形貌和表面官能团的影响,研究水热过程中重金属（Hg、Ni、Pb、Zn和Cr）的浸出浓度、浸出率、液相迁移率、形态分布和环境风险的变化。结果表明：Ca/(Si+Al)对水热产物的类型具有重要影响,Ca/(Si+Al)的增加有利于抑制沸石类结构的生成,促进托贝莫来石的形成。随着托贝莫来石的形成,水热产物中5种重金属的毒性浸出浓度和浸出率逐渐降低,相较于水洗飞灰,在最佳比例为1.10的条件下水热产物中重金属的浸出浓度分别下降99.5%、99.0%、99.4%、88.9%和63.7%,浸出率低至0.25%、0.08%、0.01%、0.01%和2.73%,同时重金属向液相的迁移率仅为1.41%、4.28%、0.29%、0.05%和0%,表明大部分重金属均稳定地存在于固相产物中,而不是迁移至水热液中。这归因于托贝莫来石的形成增加了5种重金属残渣态的占比...