水泥/膨润土粘结焦粉制备焦粉型煤

以焦粉为煤源,水泥和膨润土为粘结剂,采用冷压成型法制备了焦粉型煤,研究了具体配方、测试了型煤性能并对水泥粘结机理进行了探讨。结果表明,焦粉同时加入5%的膨润土和5%的325#水泥冷压成型并在25℃下覆膜养护一周,焦粉煤球湿、干强度分别达到363N和651N。     

用于中低温热解的低阶烟煤型煤的制备

将低阶烟煤粉煤制成高热强度的型块用于中低温热解,可减少环境污染、提高低阶烟煤的利用率。选用东荣长焰煤为原料,以煤焦油为黏结剂,利用自制模具在液压机上压制型煤,测定型煤的强度,研究成型压力、黏结剂掺入量和原料水分对型煤性能的影响,并利用扫描电镜对型煤微观结构进行分析表征。结果表明:型煤的强度随黏结剂含量的增大而增大,随成型压力的增加先增加后减小,水分含量对型煤强度也有一定影响;煤焦油能浸润煤粒,充填在煤粒间隙,起到了良好的粘连作用;在煤焦油掺入量为10%、原料水分质量分数为13%、成型压力为63 MPa的条件下制取的型煤强度最佳,热强度、冷压强度、热稳定性和落下强度分别达到536.4 N/个、691.3 N/个、97.98%、99.49%,可满足中低温热解对原料的强度要求。     

地下水阻截墙材料的配制及对污染物铬的吸附性研究

寻找一种适用于阻截地下水铬污染的阻截墙。以水泥为主要材料,分别与膨润土、粉煤灰和硅灰石粉以不同比例配比,进行渗透试验;通过最佳配比试验材料做固化体静态试验,研究对重金属Cr~(6+)的吸附试验。渗透试验结果显示,1-3(水泥86.0%、膨润土6.5%和硅灰石粉7.5%)、2-3(水泥62.9%、膨润土2.1%和粉煤灰35%)、3-2(水泥70.1%、硅灰石粉4.9%和粉煤灰25.0%)和3-3(水泥62.9%、硅灰石粉2.1%和粉煤灰35%)的渗透系数较为合适,满足阻截材料防渗性能的要求。固化体静态试结果显示,5 h左右固化体吸附了溶液中36%左右的Cr~(6+)。综合试验结果表明,水泥(86.0%)、膨润土(6.5%)和硅灰石粉(7.5%)组成的污染物阻截墙材料对水体中重金属Cr~(6+)具有较好的阻截性能。     

地下水阻截墙材料的配制及对污染物铬的吸附性

寻找一种适用于阻截地下水铬污染的阻截墙。以水泥为主要材料,分别与膨润土、粉煤灰和硅灰石粉以不同比例配比,进行渗透试验;通过最佳配比试验材料做固化体静态试验,研究对重金属Cr~(6+)的吸附试验。渗透试验结果显示,1-3(水泥86.0%、膨润土6.5%和硅灰石粉7.5%)、2-3(水泥62.9%、膨润土2.1%和粉煤灰35%)、3-2(水泥70.1%、硅灰石粉4.9%和粉煤灰25.0%)和3-3(水泥62.9%、硅灰石粉2.1%和粉煤灰35%)的渗透系数较为合适,满足阻截材料防渗性能的要求。固化体静态试结果显示,5 h左右固化体吸附了溶液中36%左右的Cr~(6+)。综合试验结果表明,水泥(86.0%)、膨润土(6.5%)和硅灰石粉(7.5%)组成的污染物阻截墙材料对水体中重金属Cr~(6+)具有较好的阻截性能。     

棉秆复合管件材料的耐久性试验研究

使用棉花秸秆碎料、沙漠沙、配合水泥、膨润土等胶凝材料,制备适于制作梭梭防护管件,并展开了针对沙漠环境下冻融对棉花秸秆复合防护管件材料耐久性的研究。通过试验确定了材料的配合比为:水泥(23%~30%),沙漠沙(50%~63%),棉花秸秆碎料(3%),膨润土(7%~11%);确定了膨润土和棉花秸秆碎料是影响复合材料耐久性的重要影响因子,可通过调整膨润土和棉花秸秆碎料的含量,达到风化周期可控的复合管件材料。     

生物质型煤成型实验研究

采用冷压成型工艺在一定的压力下生产出生物质型煤,并对型煤的成型性能进行了研究。结果表明,在生物质型煤中,生物质起到了粘结剂的作用。在相同的成型条件下,生物质复合型煤的抗压强度比一般型煤的抗压强度要高,并且把生物质添加量控制在一定范围内时生物质复合型煤的强度随着生物质添加量和成型压力的增大而增大。     

水泥复合土的抗压强度试验研究

为了改善水泥土力学特性,设计了水泥复合土的配合比。采取正交试验方法,进行了水泥复合土的抗压强度试验,并通过极差分析和方差分析,研究了水泥掺量、膨润土掺量和粉煤灰掺量对水泥土抗压强度的影响大小和变化规律,建立了水泥复合土抗压强度随水泥掺量、膨润土掺量和粉煤灰掺量变化的回归方程。研究结果表明,随着水泥掺量的增加,水泥复合土的抗压强度逐渐增大;随着膨润土掺量的增加其抗压强度逐渐降低;对于粉煤灰掺量,其抗压强度在20%处达到最大。通过方差分析可知,水泥掺量对水泥复合土抗压强度的影响最大,其次为粉煤灰掺量的影响,膨润土掺量的影响最小。     

炭化型煤的水蒸气气化特性及动力学

以褐煤等粉煤为原料,采用冷压成型和低温炭化工艺,研制出高热稳定性的气化用炭化型煤。在固定床气化装置中,研究了炭化型煤的水蒸气气化特性和动力学。研究表明,气化温度从880℃提高到1 000℃,碳转化率达到85%的时间从40~50min缩短至20min以内;反应进行5~8min时,炭化型煤气化反应速率达到最大值;气化温度为880℃时,反应全程处在化学反应控制区;气化温度为920℃、960℃和1 000℃时,反应过程由化学控制区向内扩散控制区转移,转移的拐点在碳转化率为90%~95%之间出现。炭化型煤气化动力学可用二维扩散模式的缩核模型描述,在化学反应控制区,表观活化能为93.83~104.11kJ/mol,表观活化能与指前因子存在动力学补偿效应;在内扩散控制区,表观活化能为76.45~87.05kJ/mol。     

钠基膨润土对水泥抗渗性的影响

首先对膨润土进行了提纯钠化改性处理,然后将钠基膨润土加入水泥中,测试样品的抗渗性与强度,通过XRD分析与SEM扫描电镜研究了钠化膨润土对水泥微观结构的影响.结果表明:钠基膨润土的加入可以提高水泥的抗渗性,但同时降低了水泥结构的强度,理想掺量为质量百分数的10%.膨润土水化膨胀,堵塞孔隙,在膨胀压力作用下,进入缝隙,提高水泥的抗渗性     

纤维化膨润土强化氧化球团制备及其机理

采用膨润土添加有机分散剂在搅拌机的作用下制备纤维化膨润土浆并对强化铁精矿造球进行研究。研究结果表明:添加有机分散剂制备的纤维化膨润土浆形成了良好的纤维化结构;造球混合料预配质量分数为1%的膨润土,利用纤维化膨润土浆进行强化造球,当球团强化层纤维化膨润土用量从0提高到0.18%时,落下强度和抗压强度分别从4.1次/(0.5 m)和14.63 N/个分别提高到5.8次/(0.5 m)和16.20 N/个,生球爆裂温度从530℃提高到610℃;预热球和焙烧球抗压强度从528 N/个和1 587 N/个分别提高到638 N/个和4 160 N/个,焙烧球内部结构由较疏松多孔变为结构致密,晶粒连接显著增强。     

复合固硫粘结剂在高硫型煤中的应用及型煤性能评价

以腐植酸钠为粘结剂,石灰石、消石灰以及煤矸石为复合固硫剂,制备了型煤复合固硫粘结剂,探究了复合固硫粘结剂对高硫型煤燃烧性能的影响.结果表明,添加8.0%腐植酸钠、5.0%石灰石、0.9%消石灰和6.0%煤矸石(均为质量百分数)时,型煤固硫率可达97.5%,抗压强度为275N.燃烧性能评价表明复合固硫型煤的着火点为331℃,燃尽温度为530℃,型煤的着火点指数、燃尽特性指数和综合燃烧特性指数分别为7.54×10~(-8)min~(-1)·K-2,1.07×10~(-2)min~(-1)和2.83×10~(-8)min~(-2)·K-3.本研究为高硫型煤的固硫和应用提供了方法,对于复合固硫型煤粘结剂的开发具有一定的参考价值.     

水泥复合土的渗透性能试验研究

为了提高水泥土的工程抗渗特性,本文设计了水泥复合土的配合比,采取正交试验方法,进行了水泥复合土的渗透试验,得到了水泥复合土的渗透系数,并通过极差分析和方差分析,研究了水泥土中的水泥掺量、膨润土掺量和粉煤灰掺量对水泥土抗渗性能的影响,建立了水泥复合土的渗透系数随水泥掺量、膨润土掺量以及粉煤灰掺量变化的回归方程.结果表明:随着水泥掺量、膨润土掺量以及粉煤灰掺量的增加,水泥复合土的渗透系数均逐渐降低;水泥土掺量对水泥复合土渗透系数的影响最大,其次为粉煤灰掺量的影响,膨润土掺量的影响偏小.     

水泥增强磷石膏-膨润土强度及污染物固定的验证

膨润土作为磷石膏吸附剂,具有较好的磷(氟)固定效果,但其混合物作为道路填筑材料时,通常无法满足力学性能要求,为探究水泥能否提高磷石膏-膨润土混合物的力学性能,以及能否协同膨润土固定磷石膏中的磷(氟)污染物,制备了掺水泥、不掺水泥以及不同掺量水泥的混合料,压制试样,并分别进行雨水淋滤模拟试验和无侧限抗压强度测试.结果表明：掺加水泥后,试样的无侧限抗压强度以及磷(氟)污染物固定效果均有所提高,在同一养护期下,水泥添加量越多,试样无侧限抗压强度越高,磷(氟)污染物固定效果越好,添加量达到5%时,试样的无侧限抗压强度可达到5.31 MPa,满足《公路路面基层施工技术规范》(JTJ 034—2000)中的要求.本文探究结果成功验证了水泥增强磷石膏-膨润土混合物强度性能及其磷(氟)污染物固定效果的可行性,为磷石膏在道路填筑材料的应用提供了一定的参考价值.     

焦粉活化处理焦化废水

通过改变化学试剂种类、浓度和时间等3个因素来活化焦粉并处理焦化废水的实验,研究了活化焦粉对焦化废水中的挥发酚、COD物质、氨氮和有色物的去除率.结果表明：水蒸气改性焦粉的处理效果优于化学试剂改性焦粉的处理效果.水蒸气改性后的焦粉,其处理废水中挥发酚的去除率可达98.67%,COD去除率可达83.05%,氨氮去除率可达37.52%,色度去除率可达94.71%.采用5 mol.L-1的HNO3活化焦粉,氨氮去除率效果较好,可达49.33%.     

有机膨润土的合成、性能和某些应用的研究

本文研究了由膨润土矿浆（含量2．8％）合成有机膨润土的条件。合成了两类[R2N６^ （C2H5）2]Bentonite和[RN^ （C2H5）3]Bentonite共十一种有机膨润土，并研究了它们的溶胀和凝胶性能。最后还探讨了有机膨润土在合成润滑脂和聚酯树脂中的应用。     

改性水泥-水玻璃注浆材料防渗性能试验研究

为了使水泥-水玻璃注浆材料在注浆中得到更广泛的应用,通过室内配比试验和扫描电镜分析对5%膨润土掺量下水泥-水玻璃体积比和粉煤灰掺量对水泥-水玻璃(C-S)浆液性质的影响进行研究,并开展现场试验对该改性浆液的防渗性能进行了研究。结果表明:(1)改性C-S双液的凝胶时间有所延长,且凝胶时间随着C-S体积比的增大而缩短、粉煤灰掺量的增大而延长;(2)浆液结石体的抗压强度和抗折强度都随C-S体积比的增大都呈现先增大后减小的趋势并在体积比约为2时达到最大,浆液结石体的抗压强度随粉煤灰掺量的增大而降低,结石体7 d抗折强度随着粉煤灰掺量的增加先增加后减小,试验条件下,粉煤灰掺量为25%取得最大抗折强度;(3)通过扫描电镜对结石体微观结构分析得出,粉煤灰掺量为25%、C-S体积比为2的配比下水泥的水化反应最充分,粉煤灰的微集料反应发挥最佳;(4)通过现场防渗试验验证了研发浆液材料的防渗性能满足规范要求。改性C-S浆液较好地结合了几种材料的优点,建议采用的材料配比为25%粉煤灰、5%膨润土、70%水泥,C-S体积比为2。     

膨润土的改性实验及表征

为提高膨润土对低浓度瓦斯的吸附性能,用质量分数3%的硫酸溶液和正二十四烷通过化学浸渍法对膨润土原土进行改性实验。对硫酸改性膨润土、正二十四烷改性膨润土、膨润土原土进行N2的吸附、比表面积、孔容和孔径测试。通过改性前后数据对比可知,改性后膨润土的吸附量、比表面积、孔容相应的增大,且硫酸改性膨润土的性能优于正二十四烷改性膨润土。改性后膨润土对CH4的最大吸附量为5.36 mmol/g,比改性前增加了3.72 mmol/g,增量明显。     

生物质型煤的制备及燃烧性能研究

采用冷压成型工艺在一定的压力下生产出生物质型煤，并对型煤的燃烧性能进行了试验研究。结果表明，固硫型煤的TG，DTG曲线变化趋势相似，都出现两个明显的失重峰：挥发分析出阶段和煤焦燃烧阶段。一般在310-320℃范围内挥发分析出达到最大，在，520-530℃范围内，煤焦燃烧失重速率最大。由于固硫反应的增重和型煤燃烧的失重的相对变化，导致第二个失重峰变化比较平缓，且失重温度范围较宽。不同Ca／S比的样品试验结果相比，Ca／S=2样品的最大失重点温度要比Ca／S=1．5样品的最大失重点温度要低；同一Ca／S比下，随着生物质量的增加，相应失重峰的峰值增加，最终失重百分比增加。     

水泥膨润土泥浆固结体渗透性与微观结构的关系

采用压汞试验测定了水泥-膨润土泥浆固结体的孔隙结构特征,通过室内渗透试验测定了固结体的渗透系数。在试验结果基础上,分析了水泥、膨润土用量及固结体微观孔隙特征参数与其渗透性之间的联系。研究结果表明：水泥-膨润土泥浆固结体的渗透性主要受其临界孔径的控制,临界孔径越小,抗渗性越好。其余孔隙结构特征参数与固结体的渗透特性关系不大。随着水泥、膨润土用量的增加,固结体的临界孔径会逐步减少,并且,水泥用量对临界孔径的影响比膨润土更显著。     

程潮铁矿球团配加黏结剂试验研究

对程潮铁矿高压辊磨前后的铁精矿分别添加膨润土、有机黏结剂、复合黏结剂进行造球试验。结果表明,单独添加少量的膨润土或有机黏结剂,其生球爆裂温度指标合格,生球强度指标不合格;采用膨润土质量分数为2.0%、有机黏结剂质量分数为0.05%的复合黏结剂,其生球抗压强度为14.5N/个、生球落下强度为(0.5m)12.1次/个、生球爆裂温度为630℃、成品球抗压强度为3 024N/个,球团质量有较大的提高。