熔融还原法镍渣炼铁的热力学与动力学

利用熔融还原法进行了闪速炉水淬镍渣提铁的实验研究,探讨了熔渣二元碱度、反应温度和反应时间对提铁效果的影响.XRD测试结果表明水淬镍渣由正硅酸铁FeO.SiO2和玻璃态物质组成.镍渣中的氧化铁主要以FeO.SiO2的形式存在,通过常规的选矿方法很难实现铁氧化物的富集,故采用熔融还原方法进行镍渣提铁实验.实验结果表明增加配合料中CaO的加入量、提高反应温度以及延长熔制时间都能不同程度地提高镍渣中铁的还原率.通过比较1450～1600℃范围内各反应温度下不同类型还原反应的Gibbs自由能,镍渣熔融还原过程的主要反应形式为(FeO)+C(S)→[Fe]+CO.本实验确定的最佳配方组成为:镍渣100g、CaO34.7g、CaF24.04g和焦炭8.5g;最佳反应条件为1500℃熔制180min.以上条件下的渣铁分离效果较好,铁还原率达到96.32%.     

铁尾矿的机械力化学活化及制备高强结构材料

以北京密云铁矿尾矿为原料,采用机械力化学方法对其进行活化,并采用粒度分析、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及红外光谱(IR)分析机械力化学效应对尾矿活性的影响.以铁尾矿为主要原料制备出抗压强度达到89MPa、尾矿总体掺量达到70%的尾矿高强结构材料.     

常温条件下颗粒污泥处理含铅废水

对未经驯化的颗粒污泥处理含铅废水进行了初步实验研究.结果表明,颗粒污泥对含铅废水具有较高的去除能力,铅去除率在95%以上.颗粒污泥的加入量、废水酸度、沉降时间是影响处理效果的主要因素.通过对20mg/L的含铅试水进行处理,铅达到了排放标准.     

采空区上覆岩层"三带"的界定准则和仿真确定

为了准确划分采空区上覆岩层的"三带"范围,提出了"三带"的界定准则:将应力超过屈服强度或抗剪强度的岩层高度定为裂隙带的上限,而将双向拉应力都超过抗拉强度的岩层高度定为裂隙带的下限.采用FLAC软件对矿山进行了界限确定,通过生产实践中的瓦斯抽放效果进行了验证,结果表明该界定方法合理有效.此方法可普遍用于采空区上覆岩层的"三带"划分.     

厌氧陶粒附着膜膨胀床启动及运行实验研究

采用载体吸附法的固定化方式培养了高活性的厌氧生物膜颗粒,并研究了反应器的启动运行、工艺特性及污泥特性等规律,探索用生物膜颗粒取代厌氧颗粒污泥的可行性,以缓解国内颗粒污泥供应不足的问题.实验装置采用厌氧附着膜膨胀床,投加人工配水,裸载体为陶粒(湿视密度1310kg·m-3,平均粒径0.32mm).实验分初次启动、二次启动及稳定运行两个阶段进行,反应器仅需24 d就可完成启动,COD容积负荷最高达到18kg·m-3·d-1,相应的COD去除率在70%～80%之间.     

镍渣制备微晶玻璃的结晶动力学及结晶化过程

探讨以镍渣为主要原料采用熔融法制备建筑用微晶玻璃. 研究引入Cr2O3作为晶核剂的镍渣微晶玻璃的成核及晶化过程. 利用DSC测试来确定基础玻璃的晶化温度,并利用修正的Johnson-Mehl-Avrami(JMA)方法初步计算以镍渣为主要原料所制备的基础玻璃在加入质量分数2%的Cr2O3作为晶核剂后的结晶活化能E及结晶动力学参数k(Tp),计算结果分别为E=371.1 kJ·mol-1,结晶动力学参数k(Tp)=0.29. 采用XRD、SEM和光学显微镜测试、分析及观察方法来鉴定、分析微晶玻璃试样的主晶相及微观结构. 结果显示,加入晶核剂的基础玻璃从930 ℃开始均匀地析出透辉石相晶体;随着温度的升高,晶体尺寸也逐渐增大,在温度达到950 ℃后,对样品进行30 min保温热处理,样品中晶体尺寸达到10～15 μm.     

碱激发对粉煤灰活性的影响

研究了粉煤灰的物理化学特性,设计了四种方案对粉煤灰进行改性,旨在扩大粉煤灰的应用. 通过对比改性前后Na2SiO3-粉煤灰试块的强度,使粉煤灰在改性前后的反应速度通过试块的强度得以体现. 扫描电镜照片显示,在机械粉磨结合化学激发处理后,坚硬的外壳大部分被破坏. 27Al的核磁共振图谱显示宽峰变窄. 29Si的核磁共振谱表明,Q0消失,Q2增多,Q4减少. 说明加入强碱并同时机械粉磨可有效破坏粉煤灰的玻璃微珠外壳及硅铝网络结构,可增强粉煤灰的潜在活性.     

明矾石-石膏复合膨胀剂

对以明矾石和石膏两种原料复合的膨胀剂进行了配方优化和水泥净浆膨胀掺加量试验研究。通过对试样的SEM和XRD进行分析简要探讨了AG复合膨胀剂的膨胀机理。     

无熟料钢渣胶凝体系制备矿山充填料的流动性能研究

本文讨论了在无熟料钢渣胶凝材料体系下,矿山充填料流动性的主要影响因素。料浆流动性试验结果表明掺加粉煤灰能明显改善体系的流动性,在一定范围内,浆体流动性随着粉煤灰掺量增大而增大;矿渣对浆体流动性的改善效果不如粉煤灰,但能提高充填体各龄期抗压强度;脱硫石膏对浆体流动性的改善效果优于天然石膏;粗细粒级分配较均匀的尾矿对流动性的改善有积极的作用;料浆浓度对体系流动性和强度影响很大。     

大掺量冶金渣制备高强度人工鱼礁混凝土的试验研究

通过正交试验研究了用作制备高强度人工鱼礁的钢渣--矿渣--熟料--石膏体系胶凝材料的强度.净浆正交试验表明:钢渣∶矿渣的复合比为5∶3,并与10%的水泥熟料和10%的脱硫石膏复合的胶凝材料具有较高的强度.以优化后的胶凝材料代替水泥,并以热闷法稳定化的钢渣颗粒为骨料,可以制备出抗压强度达到50 MPa以上的人工鱼礁混凝土.利用X射线衍射和扫描电镜分析净浆的水化过程,发现体系在早期水化主要生成AFt相和C--S--H凝胶,在后期钢渣和矿渣的火山灰活性反应对强度的增长起主要作用.