高岭石在溶出过程中相变行为的研究

本试验专门从铝土矿中采集并分离,制得了富含高岭石的矿块,用该矿块定量地研究了温度、时间和石灰添加量等因素对高岭石溶解性能以及对拜耳赤泥相成分、相变化的影响,并且计算出了赤泥的相组成。     

拜耳法中石灰用量与氧化铝溶出率和碱耗的关系

在拜耳法高压溶出过程中,添加石灰可以改善赤泥相组成。采用这种工艺,可以提高氧化铝溶出率和降低碱耗。研究表明,这一水硬铝石的溶出,采用传统公式计算Ａｌ２Ｏ３理论溶出率和碱的化学损失是不正确的。     

灰渣改良压实混合赤泥的力学性能研究

以中铝贵州分公司生产的拜耳法赤泥、烧结法赤泥和灰渣为对象,对拜尔法∶烧结法=1∶1和拜尔法∶烧结法∶灰渣=50∶50∶15两种配比混合赤泥进行了击实试验。以击实试验所得的最优含水量和最大干密度为依据制作试验样品,研究了掺灰渣与不掺灰渣两种配比混合赤泥在90%和95%两种压实度情况下、最优含水量和浸水饱和两种状态时的抗剪性能和压缩性。研究得出:1添加灰渣混合赤泥滤饼的最大干密度较未加灰渣的略大,最优含水量略小;2添加灰渣可提高最优含水量状态混合赤泥的抗剪强度,但添加灰渣的混合赤泥浸水饱和后的抗剪强度较未添加灰渣时降低;3添加灰渣的混合赤泥的压缩模量较未加灰渣的高得多,并且提高压实度能显著提高掺灰渣混合赤泥的压缩模量,而对未加灰渣的混合赤泥,在压实度提高时,压缩模量增加并不显著;4添加灰渣可改善混合赤泥的抗剪性能和压缩性能,但宜在最优含水量状态下工作,并建议添加灰渣混合赤泥用于筑坝时应做好防渗措施。     

响应面优化酸化赤泥的制备及其吸附环丙沙星的研究

为了提高赤泥的资源化利用和降低抗生素对环境的危害,以拜耳法赤泥为原料,以硫酸酸化时间、搅拌速率、赤泥添加浓度为自变量,以环丙沙星的吸附量为响应值建立响应面优化模型。利用Box-Behnken实验设计方法,确定酸化赤泥制备的最佳条件。采用扫描电镜、比表面积、X射线衍射以及能量色散X射线光谱分析对酸化赤泥进行表征。另外,研究了酸化赤泥吸附环丙沙星的影响因素和热力学函数。研究结果表明,赤泥添加浓度5 g/L、0.5 mol/L硫酸调节体系pH取6.0、100 r/min转速下搅拌9.18 h,得到的酸化赤泥在140 min内对30 mg/L浓度的环丙沙星吸附量达到最大4.84 mg/g。与赤泥相比,酸化赤泥的比表面积由10.96 m~2/g增加到17.44 m~2/g,内部平均孔径由40.93 nm增大为45.41 nm,有效活性物质由2.05%增加到19.04%,有效增强了酸化赤泥的吸附性能。酸化赤泥的吸附性能还与反应体系温度、pH值以及酸化赤泥的添加浓度等因素有关。     

中低品位铝土矿石灰拜耳法溶出的研究

对铝硅比为5.36的一水硬铝石型铝土矿进行了常规拜耳法和石灰拜耳法的溶出对比研究,主要分析了石灰添加量和预脱硅对铝土矿溶出赤泥成分的影响.结果表明,随着石灰添加量的增加,溶出赤泥的铝硅比呈明显的线性上升趋势,而钠硅比则呈下降趋势,且钙硅比小于2.0时,钠硅比呈近似直线迅速下降,当钙硅比大于2.0时,钠硅比变化逐渐变缓;石灰拜耳法溶出赤泥物相主要以水合铝硅酸钙为主,而常规拜耳法溶出赤泥主要以水合铝硅酸钠为主.预脱硅4 h可使溶出赤泥铝硅比从1.53降低到1.43,钙硅比可从0.28降低到0.24.     

Na_2CO_3和CaF_2强化赤泥铁氧化物还原研究

以赤泥为原料,采用温度为1150℃、还原180min的条件进行煤基直接还原,研究Na2CO3和CaF2对赤泥铁氧化物还原的影响;采用光学显微镜观察还原样的显微结构,并对还原样及经球磨磁选后得到的精矿和尾矿的TFe品位以及MFe含量进行分析。研究结果表明:纯赤泥还原样金属化率低于90%,其渣铁分离效果差;添加3%Na2CO3和3%CaF2后还原样金属化率提高到92.79%,磁选精矿品位上升到89.57%,铁回收率达到91.15%;添加Na2CO3和CaF2可提高FeO的还原反应活度,降低固相反应产物的熔点和黏度,优化还原过程中传热和传质条件,强化赤泥的还原。     

赤泥改良对重金属污染土壤种植象草的影响

通过盆栽试验观察象草在重金属污染改良土壤下的生长状况和镉的累积量.结果发现,少量单纯的Cd可以促进象草的生长.对于复合重金属处理土壤,随着Cd浓度的增加,象草长势越来越差.添加Cd的量越多,植株吸收Cd的量也越大.赤泥的加入,可以减轻重金属对植物的影响,抑制植株对Cd的吸收,赤泥还具有改良土壤的作用.     

一水硬铝石赤泥钙化转型过程的实验研究

针对拜耳法生产氧化铝过程中排放的高碱性赤泥无法大规模处理这一世界性难题,提出了钙化-碳化法处理赤泥新工艺.首先将赤泥进行钙化转型,脱去其中的碱;再将转型后的钙化赤泥与CO₂反应,回收赤泥中的氧化铝.并考察了温度、钙硅比及液固比等重要条件对赤泥钙化转型过程的影响.实验表明,一水硬铝石赤泥适宜的钙化条件为:温度160℃,钙硅物质的量比2.5∶1,液固比3∶1.钙化转型后,赤泥中的w(Na₂O)由6.70%降至0.35%.XRD分析表明,赤泥经钙化转型后原先含碱的物相消失,钙化过程产生的主要物相为水化石榴石.     

金属泡沫铜/石蜡复合相变材料融化传热特性的实验研究

为了探究不同厚度的金属泡沫铜对石蜡融化过程的影响,设计搭建了可视化相变蓄热实验台,制备了不同厚度的金属泡沫铜复合相变材料,通过实验对比研究了纯相变材料和添加不同厚度金属泡沫铜的复合相变材料的融化界面变化和内部温度分布,分析了不同厚度的金属泡沫铜对换热强度的影响。实验结果表明:在纯相变材料融化过程中自然对流起主导作用,5mm厚的金属泡沫铜促进了上部的石蜡自然对流,10、15、20mm的金属泡沫铜抑制了石蜡的自然对流;金属泡沫铜的厚度越大,导热换热强度越大;对流换热强度和导热换热强度二者呈现出负相关的关系;当金属泡沫铜厚度为14mm时,导热换热强度和对流换热强度相当。     

赤泥基似膏体充填材料水化特性研究

以赤泥、煤矸石等工业固废为主要原料制备赤泥基似膏体充填材料,采用X射线衍射分析、傅氏转换红外线光谱分析、热重--示差扫描量热分析和扫描电子显微镜--能谱分析等测试手段研究赤泥基似膏体充填材料的水化特性.结果表明,本试验条件下,赤泥基似膏体充填材料的最优配比为编号E03试验,即胶结料:赤泥:煤矸石:添加剂质量比为1:16:5:11,固相的质量分数为70%,28 d单轴抗压强度为5.49 MPa.赤泥基似膏体充填材料不同龄期的水化产物主要为斜方钙沸石(CaAl2 Si2O8·4H2O)和钙矾石(AFt),随着水化反应的进行,水化产物的数量明显增多,且钙矾石由水化初期的针状逐渐转变为棒状,有助于充填体强度的发展.     

拜耳赤泥各相相量的计算方法探讨——与李启津等同志商榷

一、有关物相相量的计算方法及其局限性拜耳赤泥的正确计算,不仅是检验铝土矿溶出、赤泥洗涤等过程的技术条件所需要,而且也是提高氧化铝溶出率及降低碱耗的重要依据。因此,近年来国内外一些氧化铝生产厂家和研究机构,都加强了对拜耳赤泥相变及其相组成的研究。拜耳赤泥是一个多相体系。由于赤泥中形成的各种矿物结晶程度较差,晶粒细小,往往又是交叉生长的细小相,而每个相形成的条件及时间亦不同,化学成份也有区别,这些都给相量计算带来了困难。因而用一般相量计算方法很难准确地计算出赤泥的各相相量。     

山东某高铁赤泥工艺矿物学研究

采用化学分析、X射线衍射、激光粒度分析、光学显微镜、能谱分析和BPMA等多种分析手段,对山东某高铁赤泥从工艺矿物学角度进行了详细研究.结果表明:赤泥粒度很细,化学成分与矿物(相)组成非常复杂.主要矿物(相)为微粒硅渣、赤铁矿、铁-铝氧化物、褐铁矿,以及微量的硅铝酸钠、铁-钛氧化物、石英、三水铝石、软水铝石、长石、云母等矿物.赤泥中的铁主要赋存于赤铁矿、褐铁矿、铁-铝氧化物和微粒硅渣中.赤泥中微粒硅渣含量较大但其中的矿物(相)粒度很细.充分利用微粒硅渣中的铁、铝、钛、钠是关键.     

赤泥在环境污染治理中的应用及资源化途径

赤泥是氧化铝生产中的废弃物,其成分极其复杂。介绍了赤泥的物相组成、化学成分及性质。基于赤泥的一些特殊性质,赤泥可净化大气及水中污染物,并且对重金属污染的土壤具有一定的修复作用。利用赤泥作为建材及赤泥中金属、非金属元素的回收有着很好的经济效益、环境效益和社会效益。     

赤泥改性沥青黏度及微观特性

在基质沥青中添加赤泥制备赤泥改性沥青,采用黏温关系分析法探讨不同剪切速率、赤泥掺量(质量分数)对赤泥改性沥青黏度的影响,并用扫描电子显微镜观测赤泥与沥青之间的微观状态变化。研究结果表明:赤泥改性沥青黏度方程与温度之间存在极高相关性,温度对赤泥改性沥青黏度的影响程度要高于剪切速率对其的影响。在相同条件下,赤泥改性沥青的黏度随赤泥掺量的增加而增大。随着赤泥掺量的增加,赤泥改性沥青相态分布由分散相逐渐转变成连续相态,在赤泥掺量为13%时的共混体系达到了理想的相态分布形式。     

绿泥石颗粒效应对泡沫稳定性的影响

利用改进的Hallimond管,以甲基异丁基甲醇(MIBC)为起泡剂,研究起泡剂质量浓度、绿泥石质量分数以及粒度对泡沫稳定性的影响;基于Plateau泡沫结构理论分析矿浆性质对泡沫稳定性的影响,研究泡沫稳定性对绿泥石夹带行为的影响。研究结果表明:随着MIBC质量浓度增加,液体表面张力降低,导致气泡间Plateau通道内排液速率降低,泡沫稳定性增强;绿泥石质量分数越大,颗粒粒度越小,则矿浆黏度越大,泡沫最大高度及半衰期越大,泡沫的无选择性夹带行为越显著。     

底灰、粉煤灰及酸洗污泥协同制备泡沫微晶玻璃的相变及性能研究

底灰、粉煤灰和酸洗污泥给城市带来了严重的环境污染,以其为原料制备泡沫微晶玻璃是实现固体废物资源化利用,降低环境影响的有效途径。本文以碳酸钙为发泡剂协同处置以上三种固体废弃物,成功制备了泡沫微晶玻璃。不同底灰添加量对样品的孔形态、孔径分布、孔内外成分变化、物理性能、玻璃结构单元、物相及析晶的影响得到了分析。结果表明,随底灰添加量增加,玻璃相,Si–O–Si及Q3Si单元逐渐减少,玻璃转变温度降低,从而造成气泡融合及孔分布不均的现象。当底灰、粉煤灰、酸洗污泥添加量分别35wt%,45wt%和20wt%时,制备了具有均匀球形孔隙和优异物理性能的泡沫微晶玻璃。样品的体积密度为1.76 g/cm3,孔隙率达56.01%,抗压强度为16.23 MPa。这种低成本制备泡沫微晶玻璃的方法为协同处置固体废弃物提供了新思路。     

炭泡沫中Si含量对碳化硅多孔陶瓷 组织和性能的影响

研究炭泡沫预制体中Si添加量的变化对碳化硅多孔陶瓷的组织及性能的影响. 以中间相沥青添加一定质量分数的Si粉为原料,经发泡工艺制备含Si的炭泡沫预制体并结合反应烧结工艺制得碳化硅多孔陶瓷. 对碳化硅多孔陶瓷的微观形貌、相组成、孔隙率、孔筋密度和抗弯强度进行分析与测试. 结果表明:随着炭泡沫预制体中Si量的增加,碳化硅多孔陶瓷的孔隙率下降,孔筋密度增加,抗弯强度提高. 当Si的质量分数为50%时,多孔陶瓷孔筋完全由SiC相组成,孔筋密度为3.14g/cm3,多孔陶瓷的抗弯强度达到23.9MPa,对应孔隙率为55%.     

孔级配对高温下泡沫混凝土强度的影响

文章基于40、60、70 g/L 3种泡沫密度制备3种孔级配(孔径分布)的泡沫混凝土,通过测量其高温煅烧后的强度和强度残余率,研究孔级配对高温下泡沫混凝土强度的影响规律;采用显微镜图像处理技术,探究泡沫密度对泡沫混凝土孔级配的影响规律及其与泡沫混凝土强度之间的关系。结果表明：在105～800℃温度条件下,基于40 g/L泡沫密度所制备的泡沫混凝土残余抗压强度和残余抗折强度最大;平均孔径越大,泡沫混凝土的抗折强度越大;孔径小于200μm的孔径占比越小,孔径在400～600μm之间的孔径占比越大,泡沫混凝土的残余抗压强度越大;孔径在200～400μm之间的孔径占比越大,泡沫混凝土的残余抗折强度越大。     

石灰在高压溶出贵州铝土矿过程中对赤泥相变的作用

前言用拜耳法生产氧化铝时,氧化铝的溶出率和碱耗,不仅与铝土矿的化学成分及其矿物组成和结构有关,而且与溶出赤泥的相组成有密切联系。由于国外与我国的铝土矿的化学成分及其矿物组成差别极大,溶出条件也有明显不同,因而赤泥的相组成也不一样。但是,由于国内对拜耳赤泥相转变及其相组成研究得很少,因而很难确定什么样的相组成对氧化铝溶出率和碱耗为最适宜,当然就更谈不到如何控制生成这些相的条件,以获得更好的经济效益了。为此,我们进行了石灰对拜耳赤泥相变影响的试验,发现了一些新相,并初步探明了赤泥相变的规律。     

金属泡沫/石蜡复合相变材料融化传热特性的可视化实验研究

为了探究不同厚度的金属泡沫铜对石蜡融化过程的影响,设计搭建了可视化相变蓄热实验台,制备了不同厚度的金属泡沫铜复合相变材料,通过实验对比研究了纯相变材料和添加不同厚度金属泡沫铜的复合相变材料的融化界面变化和内部温度分布,分析了不同厚度的金属泡沫铜对换热强度的影响。实验结果表明：在纯相变材料融化过程中自然对流起主导作用,5 mm厚的金属泡沫铜促进了上部的石蜡自然对流,10、15、20 mm的金属泡沫铜抑制了石蜡的自然对流;金属泡沫铜的厚度越高,导热强度越大;对流作用强度和导热作用强度二者呈现出负相关的关系;当金属泡沫铜厚度为14 mm时,导热换热强度和对流换热强度相当。