熔盐电解制备镁锆合金工艺研究

通过研究原料配比、电解温度、电流密度及保温时间对合金中锆含量和电流效率的影响,得到用熔盐电解直接制备Mg-Zr合金的新工艺.XRD分析表明合金中有Mg相、Zr相和Zr H2相;SEM及EDS分析表明锆原子在Mg-Zr合金内多以单质锆的形式存在,均匀分布在晶界处.     

煤矸石浸出脱铁试验研究

煤矸石矿物组成复杂,且种类繁多,直接限制了煤矸石的利用范围,所以如何去除煤矸石中的杂质成为煤矸石综合利用的关键.利用盐酸浸出煤矸石,以达到除铁的目的.结果表明,在不使用还原剂的情况下,除铁率达到了70%,为煤矸石研究工作的开展提供了基础.     

煤矸石中Al_2O_3等成分的酸浸分离研究

在实验室500ml酸浸装置上进行了煤矸石中Al_2O_3 等成分的盐酸酸浸分离试验,考察了煤矸石性质,工艺条件对其中Al_2O_3等成分浸出率的影响,结果发现Al_2O_3 等成分浸出率不仅与煤矸石中化学成分有关,而且还与其矿物组分有关。较佳分离效果的工艺条件为熔烧温度600～800℃,焙烧时间15～75min;酸浸温度100～110℃,酸浸时间90～120min.     

煤矸石浸出脱铁试验研究

煤矸石矿物组成复杂,且种类繁多,直接限制了煤矸石的利用范围,所以如何去除煤矸石中的杂质成为煤矸石综合利用的关键.利用盐酸浸出煤矸石,以达到除铁的目的.结果表明,在不使用还原剂的情况下,除铁率达到了70%,为煤矸石研究工作的开展提供了基础.     

熔盐电解二氧化硅制备低硼磷铝硅合金

分别采用高纯石墨和Fe-Ni合金为阳极,在960℃的冰晶石熔盐中电解SiO₂制备低硼磷铝硅合金,研究电流密度和SiO₂添加量对电流效率、阴极产物成分和B,P杂质含量的影响规律,并利用XRD和SEM表征阴极产物的物相组成和微观形貌.结果表明,以石墨为阳极时,当电流密度从0.5A/cm²增大到0.9A/cm²时,阴极产物中w［Si］从0.75%增大到15.17%,电流效率从2.58%增大到38.06%;B和P的最低质量分数分别为3×10^-6和7×10^-6.以Fe-Ni合金为阳极时,当SiO₂添加量从2%增大到6%时,阴极产物中w［Si］从3.19%增大到19.86%,电流效率从12.43%增大到70.48%;B和P的最低质量分数分别为6×10^-6和11×10^-6;阴极产物的物相组成为铝、硅和铝硅合金.     

淮南矿区煤矸石路基填料室内试验研究

淮南矿区煤矸石已成淮南市最大的固体废弃物,将其应用于高速公路路基填料是其资源化利用的重要方式之一。文章结合国家最新行业规范对路基填料的路用性能的若干试验指标要求,对淮南地区煤矸石进行相关室内试验研究,并对其对应的路用性能进行分析,为将来在公路工程大规模推广使用煤矸石作为路基填料提供了实践依据。     

淮南煤矸石中的铅及其环境效应

对淮南煤矸石作了研究,利用X-射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)分析了淮南煤矸石的物质组成,采用ICP-MS分析了淮南煤矸石中重金属Pb的质量分数,并探讨了重金属Pb的水环境和土壤环境效应.结果表明:淮南煤矸石中Pb总体质量分数不高,有向周围释放迁移的趋势;煤矸石中Pb及其风化后产物不会对煤矸石堆周围水、土壤环境构成明显污染,为实施淮南煤矸石填充沉陷区的研究提供了一定的科学依据.     

以非晶态Ni-B合金阴极电解还原葡萄糖

实验采用化学镀镍法制备非晶态Ni-B合金电极，以此电极为阴极材料电解还原葡萄糖。结果表明非晶态Ni-B合金的电催化性能较晶态Ni优越，在温度为25℃，电流0．4A，电解90min，葡萄糖转化率达88．1％，电流效率保持87．5％。     

电解Al-Zr母合金的热力学

简要介绍了Zr在铝及铝基合金中的作用,提出利用氧化锆、氧化铝直接在电解槽中电解Al-Zr母合金的工艺方案;从热力学角度对该方案进行了分析,并利用Miedema模型对锆在铝中的活度系数进行了计算·结果表明:在活性阳极电解条件下(1223K),锆与铝可以共同析出,锆在铝中的活度系数接近1;氧化锆在电解液中的溶解度约0·55%;可以在电解槽中直接生产锆的质量分数为2%左右的Al-Zr母合金·     

煤矸石中砷的淋溶析出规律

为了得到煤矸石中砷的析出规律,采用模拟天然降水的淋溶实验法对其进行研究.结果表明,淋溶液的pH值对煤矸石中砷的淋溶析出量影响较大,淋溶液的酸性越强,煤矸石中砷的析出量越大.初始淋溶时,砷的析出量相对较大,随着淋溶量的增加,砷的析出量逐渐降低.裸露堆放煤矸石的淋溶是砷污染的重要途径和影响生态环境的重要因素.     

煤矸石和用后耐火材料合成多孔堇青石

以煤矸石、用后滑板砖和用后镁碳砖为原料,采用石墨、淀粉和复合添加剂为造孔剂,制备出多孔堇青石材料,并研究造孔剂种类、造孔剂加入量和合成温度对材料合成和材料性能的影响.实验结果表明:采用煤矸石和用后耐火材料为原料,在1350～1400℃高温下可以合成高纯度的堇青石材料;复合添加剂为最佳造孔剂,其合适加入量为15%～25%;当复合添加剂加入量为20%,在1350℃保温3h条件下,合成材料的气孔分布均匀贯通,其显气孔率为44.9%,热膨胀系数为2.14×10-6K-1,荷重软化点为1290℃,综合性能良好,具有优良的高温使用性能.     

煤矸石作为环境材料资源化再利用研究进展

煤矸石作为全球排放量最大的工业固体废弃物之一,不仅占用大量土地,还会对大气、土壤等环境造成危害。但煤矸石具有一些环境友好型性能,经预处理后可被资源化再利用为环境友好型材料。综述了目前煤矸石用作环境材料的方式及各种方式的研究进展:煤矸石对营养盐、重金属和有机物等污染物具有一定的吸附性能,预处理之后可以作为一种廉价的吸附剂;煤矸石具有一定的强度,经热活化后强度更大,因此可用作建筑再生骨料生产透水砖、透水沥青等;煤矸石中还含有大量有机质和微量元素,可以增加土壤中的腐殖酸含量,改善土壤土质,从而促进植物生长。建议:今后研究工作应倾向于对煤矸石预处理方式的改进,探索其对不同类型或多种污染物的去除效果及机理;在实际生产中应丰富破碎筛分等处理方式,形成系统的制肥工艺并得以应用;在政策上应制定更加全面的相关标准。     

烧煤矸石在混凝土中的应用

探讨用烧煤矸石细粉作为混凝土矿物掺合料,烧煤矸石细粉部分取代水泥对混凝土流动性、强度和抗硫酸盐侵蚀性的影响。结果表明:用烧煤矸石代替部分水泥掺入到混凝土中配制高强混凝土是可行的,在 10%～30%掺量范围内,随着烧煤矸石掺量的增加的抗硫酸盐侵蚀性增强,同时可获得较满意的抗压强度。     

煤矸石土壤化消纳利用研究综述

煤矸石作为煤矿区最主要的固废资源,其大规模的消纳利用关乎矿区资源与生态问题。从煤矸石直接应用、改性应用两大方面探讨其土壤化消纳利用的可行性与潜在路径。研究表明：碳含量在20%以下的煤矸石应作为土壤化消纳应用的主要类型;煤矸石与其他材料混合或经改性处理后可提升土壤改良效应;煤矸石对盐碱地等特殊土壤类型的改良效应以及特异性煤矸石土壤改良培肥产品开发应得到重视;煤矸石的土壤应用还应关注其对土壤的污染风险以及炭化改性应用价值。     

全级配煤矸石混凝土导热性能试验与分析

为研究和预测全级配煤矸石混凝土的导热性能,以五种不同的煤矸石粗骨料替代率(0、25％、40％、70％、100％)和四种煤矸石细骨料替代率(25％、50％、75％、100％)设计9组试验,对煤矸石混凝土导热性能进行试验.结果 表明:煤矸石粗骨料替代率越高,煤矸石混凝土导热系数就越低;煤矸石粗骨料替代率为100％情况下,随着煤矸石细骨料替代率增加,煤矸石混凝土导热系数继续降低,其中全级配煤矸石混凝土导热系数最低,相比普通混凝土导热系数的下降幅度为52.56％;定义了煤矸石骨料影响系数M,M值越大,混凝土导热系数越低;对Hasselman-Johnson混凝土导热系数计算模型进行修正,得到煤矸石混凝土导热系数的修正计算模型,修正计算值与试验结果相吻合.     

工艺因素对煤矸石莫来石化的影响

以天然煤矸石为原料采用粉末烧结法制备莫来石,利用XRD、SEM对烧成试样进行表征,并检测其显气孔率及体积密度,分析原料粒度和烧成温度等工艺因素对所制莫来石的致密化程度、物相组成以及显微结构的影响。结果表明,煤矸石粉料的粒度越小,大小越均匀,烧成试样的致密化程度就越高;烧成温度达到1250℃时试样中有莫来石相生成,烧成温度超过1500℃后,试样中主晶相为莫来石,但试样体积密度低,显气孔率高;在1600℃×3h的烧结条件下可获得体积密度为2.81g/cm3、显气孔率为6%的压块烧成莫来石,其中柱状自生长莫来石晶体呈交织网络状结构分布,晶粒大小为5~14μm。     

煤矸石胶凝材料水化产物及聚合度分析

采用XRD,IR和NMR等分析方法研究北京房山煤矸石在水化过程中的物相及29Si聚合度的变化规律.在29Si NMR基础上提出利用相对桥氧数(RBO)评价硅氧多面体聚合度的方法,并用该方法研究煅烧煤矸石在活化及水化前后的RBO变化规律.研究结果表明:煤矸石中的粘土矿物绿泥石和白云母等在活化过程中发生分解,表征硅氧多面体聚合度的指标RBO明显降低;而在水化过程中随着水化龄期的增加,氢氧化钙不断与硅铝质物料中的[SiO4]和[AlO4]四面体发生反应,生成水钙沸石和碳硅钙石,导致RBO升高,浆体材料的结构致密性增加.这表明煤矸石中的[SiO4]聚合度在煅烧活化过程中由高聚合度向低聚合度转变,在水化过程中则由低聚合度向高聚合度转变,聚合度或RBO的变化在一定程度上反映活化效果和胶凝活性的发挥程度.     

煤矸石淋溶水环境影响的分析研究

以阜新新邱露天煤矿排土场煤矸石为例,采用模拟天然降水的淋溶试验方法,研究了煤矸石淋溶液中的主要污染物质及其淋溶规律,分析了露天煤矿排土场和井工煤矿矸石山淋溶水对其周围地表水、地下水、土壤和植被的影响,并提出了相应的综合防治对策。研究结果表明：煤矸石富含碱金属和碱土金属,其淋溶液中主要污染物为总硬度、硫酸盐、硝酸盐、锰和钠等,风化煤矸石表面吸附的无机盐类是比较容易水溶的,受雨水淋溶后溶出较快,而其矿物结构内部的阴、阳离子释放速率较缓慢;淋溶水中无机盐类对水体的污染会使水的硬度提高,带有成涩味,锰、钠等金属元素超标,从而影响水体作为工业、农业、渔业和生活用水水源的使用。