机械力化学效应对赤泥结构特性和胶凝性能的影响
机械力化学效应对煤矸石活性的影响
机械力化学效应对煤矸石活性的影响蔚世锦;芋艳梅【摘要】从充分发挥煤矸石潜在活性的观点出发,通过机械力化学作用对煅烧后煤矸石的活性进行进一步激发.将粉磨后不同细度的煤矸石以不同掺量与熟料、石膏配制复合水泥,测定其力学性能,并借助于XRD、SEM分析其水化过程.结果表明,经高能球磨后的煤矸石,其掺量为20 %的复合水泥的28 d抗压强度超过了纯硅酸盐水泥,掺量为40 %的复合水泥28 d抗压强度达到44.1 MPa.【期刊名称】《建材技术与应用》【年(卷),期】2008(000)010【总页数】3页(P7-9)【关键词】机械力化学;煤矸石;水泥胶砂强度;水化产物【作者】蔚世锦;芋艳梅【作者单位】山西省建筑科学研究院,山西,太原,030001;山西综合职业技术学院,山西,太原,030006【正文语种】中文【中图分类】TQ172.1引言煤矸石是煤矿建设、煤炭开采及加工过程中排放出的废弃岩石，是目前我国排放量最大的固体废弃物之一。
堆积如山的煤矸石，既对环境造成了污染，也是一种极大的资源浪费。
煤矸石具有综合利用的潜在价值，用于生产建筑材料是其最主要的途径。
国家重点基础研究发展规划项目(973项目)专门立项，对具有潜在活性的煤矸石进行深入研究，以探讨其作为性能调节型辅助性胶凝组分的技术可行性，大幅度提高其在水泥中的利用量，生产“低环境负荷水泥”[1]，从而降低水泥生产对自然资源和能源的消耗，实现水泥工业的可持续发展，并提高固体废渣的利用率。
无机材料化学反应活性的高低主要取决于其结构稳定性，一般而言，微观结构缺陷多、晶体的晶格畸变多和呈无定形状态的材料，其化学反应活性高[2-4]。
激发煤矸石活性的常用方法有化学活化、机械活化、热活化。
本文应用热活化和机械活化的复合活化方式对煤矸石的活性进行激发，研究活化效果及配比情况对煤矸石水泥性能的影响规律，确定最佳的活化参数及配比。
1 原料与试验方法1.1 试验用原材料(1)煤矸石：取自山东，其化学成分见表1。
基于正交试验的拜耳法赤泥活化机理及性能分析
基于正交试验的拜耳法赤泥活化机理及性能分析李克亮;宋子明【期刊名称】《材料导报》【年(卷),期】2022(36)16【摘要】拜耳法赤泥产生量大,污染严重,且活性较低,在胶结材料中直接利用难度较大。
使用激光粒度分析仪(LPA)、扫描电镜(SEM)分析不同比表面积的拜耳法赤泥的粒度分布和颗粒形貌,使用X射线衍射仪(XRD)、热重分析(TGA)研究不同温度热活化后拜耳法赤泥的矿物组成及其矿物转化,并探究其活化机理。
采用正交试验优化拜耳法赤泥的活化条件,分析比表面积、煅烧温度对水泥-拜耳法赤泥复合胶凝材料体系的胶砂抗压强度和水化产物的影响。
结果表明,机械粉磨可显著增加拜耳法赤泥的比表面积和需水量,引起微细颗粒的团聚;低温煅烧过程中三水铝石、水钙铝榴石、钙霞石等矿物转化形成亚稳定状态的铝硅酸盐,有效提高了赤泥的反应活性。
600℃下煅烧0.5 h后,拜耳法赤泥的活性指数高达95.93%,比室温(R.T.)下处理的高32.5%;使用600℃下煅烧的拜耳法赤泥时,复合胶凝材料的水化放热速率峰值最大,出现的时间最早。
复合胶凝材料的水化产物主要有C-S-H凝胶和氢氧化钙晶体,活性高的热活化拜耳法赤泥发生水化反应时消耗的氢氧化钙更多。
【总页数】7页(P168-174)【作者】李克亮;宋子明【作者单位】华北水利水电大学土木与交通学院;河南省废物利用技术与装备工程研究中心【正文语种】中文【中图分类】TQ172.9【相关文献】1.拜耳法赤泥底流与烧结法赤泥滤饼混合预处理试验2.拜耳法低铁赤泥制备硅钾肥工艺及硅钾活化机理研究3.石灰硅灰稳定拜耳法赤泥材料的正交试验研究4.热活化和机械活化对拜耳法赤泥性能影响5.拜耳法赤泥含碳冷固结球团力学性能的正交试验因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
赤泥基混凝土性能及影响因素试验研究
第44卷第3期非金属矿Vol.44 No.3 2021年5月Non-M e t a l l i c M i ne s May, 2021赤泥基混凝土性能及影响因素试验研究刘 灿 程 想 彭定东 王玲玲* 孔德文（贵州大学土木工程学院，贵州贵阳 550025）摘 要以赤泥部分替代水泥制备混凝土，研究赤泥细度及掺量、半水脱硫石膏掺量、减水剂种类对赤泥基混凝土性能的影响。
结果表明，减小赤泥细度可提升胶凝活性，有利于提高赤泥基混凝土抗压强度，赤泥最佳细度为0.6 mm，最佳掺量范围为10%~20%；半水脱硫石膏对赤泥的胶凝活性激发作用显著，明显提升赤泥基混凝土抗压强度，但石膏掺量不宜过大，以3%~4%为宜；三聚氰胺系减水剂可在保证赤泥基混凝土抗压强度的同时显著提升混凝土流动性能。
关键词 赤泥基混凝土；影响因素；混凝土性能；流动性中图分类号： X705;TU528.7 文献标志码：A 文章编号：1000-8098(2021)03-0103-04Experimental Study of the Properties of Red Mud-Based Concrete and Its Influencing FactorsLiu Can Cheng Xiang Peng Dingdong Wang Lingling*Kong Dewen(College of Civil Engineering, Guizhou University, Guiyang, Guizhou 550025)Abstract Using red mud to replace part of cement and mix into concrete, we study the effect of red mud fineness and content, the dosage of hemihydrate desulfurized gypsum, type and dosage of water reducer on the concrete properties. The results show that reducing the fineness of red mud can increase the gelling activity, which is beneficial to increase the compressive strength of red mud-based concrete, the optimal fineness is 0.6 mm, and the optimal range of mixing is 10%-20%. Hemihydrate desulfurized gypsum has a significant stimulating effect on the gelation activity of red mud in the test, the compressive strength of red mud-based concrete has increased significantly, the amount of gypsum should not be too much, 3%-4% is appropriate. Melamine water reducer can significantly improve the flow property of red mud-based concrete while ensuring the compression strength of the concrete.Key words red mud-based concrete; influencing factors; concrete properties; flow property赤泥是氧化铝工业生产过程中排出的固体废弃物，因多呈现红褐色而被称为赤泥。
机械力化学过程及效应(Ⅱ)——机械力化学过程及应用
机械力化学过程及效应(Ⅱ)——机械力化学过程及应用
杨南如
【期刊名称】《建筑材料学报》
【年(卷),期】2000(003)002
【摘要】在机械力化学过程及效应(Ⅰ)介绍机械力化学效应的基础上，对机械力作用于固体物质上的过程及机理作了进一步的分析和阐述，对机械力化学在应用中的优缺点和前景进行了一定的探讨，并对机械力化学效应的检测和判断方法作了简单介绍．
【总页数】5页(P93-97)
【作者】杨南如
【作者单位】(南京化工大学材料科学与工程学院，江苏南京 210009)
【正文语种】中文
【中图分类】O6-05;TQ170
【相关文献】
1.机械力化学过程及效应(Ⅰ)--机械力化学效应 [J], 杨南如
2.煤系煅烧高岭土颗粒湿法超细化过程的机械力化学效应 [J], 林海;陈秀枝
3.纳米颗粒制备过程中的机械力化学效应 [J], 李竟先;余琴仙;吴基球;鄢程
4.Cr粉在机械球磨过程中的机械力化学效应 [J], 郭铁明;吉瑞芳;贾建刚;金硕;付迎;唐中杰
5.游离棉酚在棉粕高速粉碎过程中的机械力化学效应 [J], 姚忠;谭鹤群
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不同温度下赤泥的物理化学特征分析
文章编号:1671-3559(2005)04-0293-05收稿日期:2005-05-16基金项目:国家973计划资助项目(2001C B610703)作者简介:张彦娜(1977-),女,山东潍坊人,南京信息职业技术学院微电子工程系工程师。
不同温度下赤泥的物理化学特征分析张彦娜1,潘志华2(1.南京信息职业技术学院微电子工程系,江苏南京210046;2.南京工业大学材料学院,江苏南京210009)摘 要:对未经任何加热处理的常温赤泥的XRD 、TG-DT A 、IR 分析表明,经露天长久放置的陈赤泥中结晶态物质主要为碳酸钙(以方解石为主,少量霰石)和钙钛矿。
电子显微镜观察表明,组成赤泥团聚体的一次粒子尺寸极其细小,外形极不规则;对赤泥颗粒的微区电子衍射分析则进一步表明,赤泥粒子中有相当部分为化学组成变动不定的无定形铝硅酸盐物质。
在室温到900℃之间的加热处理过程中,赤泥中吸附水和结晶水的脱除于600℃之前基本完成,620℃-760℃发生碳酸钙的分解;700℃时β-C 2S 开始形成,800℃后大量形成;钙钛矿在整个加热处理过程中的表现为惰性。
T MS-G C 在900℃加热处理时赤泥的分析还表明,赤泥中的硅酸盐物质有38.59%为单体,6.68%为二聚体,3.27%为环三聚体,其余为高聚体。
关键词:赤泥;加热处理;结晶态中图分类号:T D982文献标识码:A赤泥是氧化铝冶炼工业生产过程中排出的固体粉状废弃物。
据不完全估计,全世界每年排放赤泥约6000万吨。
我国是世界第4大氧化铝生产国,目前仅山东、山西、河南、贵州、广西5大氧化铝厂年排出赤泥量就达到300万吨,累积赤泥堆存量已高达4100万吨。
但是,目前赤泥的利用率仅为15%左右,迄今为止还尚未找到大量利用赤泥的有效途径。
大量的赤泥露天堆存,占据农田和山丘,尘土飞扬,造成环境和大气污染,赤泥中的碱液随雨水渗入地层造成地下水源的污染。
近年来,赤泥的综合利用已经引起国内外的普遍重视,有关赤泥应用的研究包括:用赤泥作橡胶、塑料的填料[1];用赤泥作为铺路材料[2];制备免烧赤泥粉煤灰砖[3];制碱矿渣-赤泥水泥[4-7];将赤泥应用于水泥混凝土的研究[8-9]。
赤泥的基本性质及工程特性
赤泥的基本性质及工程特性
景英仁;杨奇;景英勤
【期刊名称】《山西建筑》
【年(卷),期】2001(027)003
【摘要】从工程应用的角度出发,用工程地质的观点对赤泥这种特种土的基本性质和在其上的工程特性进行了较全面的分析研究,以利于进一步利用和改善赤泥,同时
从赤泥的物质组成和矿物成分、物理化学特性、赤泥的物理及水理性质、力学性质及特点等方面进行了阐述,可在赤泥工程应用和设计方面运用、借鉴,并且提出研究、掌握赤泥的性质和工程特性,对赤泥在工程应用中的开发是非常必要的.
【总页数】3页(P80-81,108)
【作者】景英仁;杨奇;景英勤
【作者单位】山西铝厂;山西铝厂;山西铝厂
【正文语种】中文
【中图分类】TU446
【相关文献】
1.高浓度赤泥颗粒特性和流变特性的试验研究 [J], 王星;赵学义;瞿圆媛;胡伟伟;陈洁;吴淼
2.赤泥的工程特性与混堆技术探讨 [J], 楚金旺
3.赤泥的基本性质及其工程特性 [J], 景英仁;景英勤;杨奇
4.山西分公司拜耳法赤泥工程特性及堆存方式的探讨 [J], 马光锁
5.炼铝工业固体废料(赤泥)的物质组成与工程特性及其防治利用研究 [J], 曲永新;关文章;张永双;吴芝兰;王秀兰;陈月娥;徐晓岚
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资料整理(赤泥)
碳化钙化针对高铁、高碱、高铝赤泥的堆存量逐年增加，综合利用难度较大这一世界性难题。
东北大学张廷安教授提出采用改变拜耳法赤泥平衡结构的“钙化-碳化-还原提铁”新工艺处理高铁拜耳法赤泥[1-5]。
即首先通过钙化处理将赤泥中的含硅相全部转化为钙铝硅化合物即水化石榴石，并使用CO2对水化石榴石进行碳化处理，得到主要组成为硅酸钙、碳酸钙以及氢氧化铝，再通过低温溶铝后浸出渣的主要成分为硅酸钙、碳酸钙及氧化铁。
赤泥中的铁经“钙化-碳化”处理后可实现充分单体解离，经还原-磁选提铁后即可得到主要成分为硅酸钙和碳酸钙的低碱、低铝、低铁的新型结构赤泥，可直接用于水泥工业。
该技术可将拜耳法赤泥中的碱和铝转化为铝酸钠溶液并返回拜耳法工艺，高钙介质体系还原-磁选的方式可有效提高赤泥中铁的回收效率，实现赤泥有价元素的有效回收及综合利用，目前该技术已获国家自然科学基金重点项目（云南联合基金）和国家自然科学基金等项目资助，目前已与国内氧化铝厂及设计单位达成工业化试验合作协议。
参考文献[1] Basic research on calcification transformation process of low grade bauxite. Zhu XF,Zhang T A,Lv G Z,et al. 2013 T M S Light M etals . 2013[2] Research on the phase transformation and separation performance in calcificationcarbonationmethod for alumina production. Lv G Z,Zhang T A,Zhu X F,et al. 2013 T M S Light M etals . 2013[3] Calcification-Carbonation method for alumina production by using low-grade bauxite. Zhang Ting’’An,Zhu Xiaofeng,Lv Guozhi,Pan Lu,Liu Yan,Zhao Qiuyue,Li Yan,Jiang Xiaoli,He Jicheng. TMS Light Metals . 2013[4]一种消纳拜耳法赤泥的方法[P]. 张延安,吕国志,刘燕,豆志河,赵秋月,牛丽萍,赫冀成. 中国专利:CN102757060A,[5]一种基于钙化-碳化转型的生产氧化铝的方法[P]. 张延安,吕国志,刘燕,豆志河,赵秋月,牛丽萍,赫冀成. 中国专利:CN102757073A,赤泥胶凝材料现状1)赤泥激发胶凝材料的研究现状碱激发胶凝材料碱激发材料于上世纪30 年代由Purdon 等[33]首次研究并发现，是一种新型的胶凝材料。
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
热活化和机械活化对拜耳法赤泥性能影响
第３９卷第５期２０２０年５月硅㊀酸㊀盐㊀通㊀报ＢＵＬＬＥＴＩＮＯＦＴＨＥＣＨＩＮＥＳＥＣＥＲＡＭＩＣＳＯＣＩＥＴＹＶｏｌ.３９㊀Ｎｏ.５Ｍａｙꎬ２０２０热活化和机械活化对拜耳法赤泥性能影响侯双明１ꎬ高㊀嵩１ꎬ张㊀蕾２ꎬ李㊀楠３ꎬ朱亚光１(１.青岛理工大学ꎬ土木工程学院ꎬ青岛㊀２６６０３３ꎻ２.山东省交通规划设计院ꎬ建筑与景观设计分院ꎬ济南㊀２５００３１ꎻ３.辽宁省朝阳生态环境监测中心ꎬ朝阳㊀１２２０００)摘要:为提高赤泥基碱激发胶凝材料的力学性能ꎬ分别通过焙烧和机械研磨对赤泥基复合粉体进行活化处理ꎮ结果表明ꎬ６００ħ煅烧１８０ｍｉｎ制备的胶砂试件２８ｄ抗压强度最大ꎬ为２７.０ＭＰａꎬ对比未煅烧处理的赤泥粉体混合物ꎬ抗压强度提高了１５.３％ꎮ机械研磨３００ｓ制备的胶砂试件２８ｄ抗压强度最小ꎬ为２０.２ＭＰａꎬ比研磨６０ｓ制备的试件抗压强度降低了１６.８％ꎮ热活化可以提高碱激发材料的强度但需要控制煅烧温度ꎬ赤泥本身较细不需要研磨活化处理ꎮ关键词:拜耳法赤泥ꎻ热活化ꎻ机械活化ꎻ力学性能中图分类号:ＴＵ５２６㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀文章编号:１００１￣１６２５(２０２０)０５￣１５７３￣０５ＥｆｆｅｃｔｓｏｆＴｈｅｒｍａｌａｎｄＭｅｃｈａｎｉｃａｌＡｃｔｉｖａｔｉｏｎｏｎＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＢａｙｅｒＲｅｄＭｕｄＨＯＵＳｈｕａｎｇｍｉｎｇ１ꎬＧＡＯＳｏｎｇ１ꎬＺＨＡＮＧＬｅｉ２ꎬＬＩＮａｎ３ꎬＺＨＵＹａｇｕａｎｇ１(１.ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＱｉｎｇｄａｏＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＱｉｎｇｄａｏ２６６０３３ꎬＣｈｉｎａꎻ２.ＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅａｎｄＬａｎｄｓｃｏｐｅＤｅｓｉｇｎＢｒａｎｃｈꎬＳｈａｎｄｏｎｇＰｒｏｖｉｎｃｉａｌＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＰｌａｎｎｉｎｇａｎｄＤｅｓｉｇｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅꎬＪｉｎａｎ２５００３１ꎬＣｈｉｎａꎻ３.ＬｉａｏｎｉｎｇＰｒｏｖｉｎｃｅＣｈａｏｙａｎｇＥｃｏｌｏｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇＣｅｎｔｅｒꎬＣｈａｏｙａｎｇ１２２０００ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｒｅｄｍｕｄｂａｓｅｄａｃｔｉｖａｔｅｄｃｅｍｅｎｔｉｔｉｏｕｓｍａｔｅｒｉａｌｓꎬｒｅｄｍｕｄｂａｓｅｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｐｏｗｄｅｒｓｗｅｒｅａｃｔｉｖａｔｅｄｂｙｃａｌｃｉｎａｔｉｏｎａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｇｒｉｎｄｉｎｇ.Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅ２８ｄｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｍｏｒｔａｒｓｐｅｃｉｍｅｎｓｐｒｅｐａｒｅｄａｔ１８０ｍｉｎꎬ６００ħｉｓｕｐｔｏ２７.０ＭＰａ.Ｃｏｍｐａｒｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅｕｎｆｉｒｅｄｒｅｄｍｕｄｐｏｗｄｅｒｍｉｘｔｕｒｅꎬｔｈｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｎｇｔｈｉｎｃｒｅａｓｅｓｂｙ１５.３％.Ｔｈｅ２８ｄｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｔｈｅｍｏｒｔａｒｓｐｅｃｉｍｅｎｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｍｅｃｈａｎｉｃａｌｇｒｉｎｄｉｎｇｆｏｒ３００ｓｉｓ２０.２ＭＰａ.Ｃｏｍｐａｒｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｓｐｅｃｉｍｅｎｓａｆｔｅｒｇｒｉｎｄｉｎｇｆｏｒ６０ｓꎬｔｈｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｎｇｔｈｉｓｒｅｄｕｃｅｄｂｙ１６.８％.Ｔｈｅｒｍａｌａｃｔｉｖａｔｉｏｎｃａｎｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｔｈｅａｌｋａｌｉ￣ｅｘｃｉｔｅｄｍａｔｅｒｉａｌꎬｂｕｔｔｈｅｃａｌｃｉｎａｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｍｕｓｔｂｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ.Ｔｈｅｒｅｄｍｕｄｉｔｓｅｌｆｉｓｆｉｎｅｒａｎｄｄｏｅｓｎｏｔｒｅｑｕｉｒｅｐｕｌｖｅｒｉｚａｔｉｏｎａｃｔｉｖａｔｉｏｎ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:Ｂａｙｅｒｒｅｄｍｕｄꎻｔｈｅｒｍａｌａｃｔｉｖａｔｉｏｎꎻｍｅｃｈａｎｉｃａｌａｃｔｉｖａｔｉｏｎꎻｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｙ基金项目:国家自然科学基金(５１９７８３５３ꎬ５１５７８３４２)作者简介:侯双明(１９９４￣)ꎬ男ꎬ硕士研究生ꎮ主要从事混凝土结构耐久性方面的研究ꎮＥ￣ｍａｉｌ:９９４２８５９１３＠ｑｑ.ｃｏｍ通讯作者:高㊀嵩ꎬ博士ꎬ副教授ꎮＥ￣ｍａｉｌ:ｇａｏｓｏｎｇ７２７＠１６３.ｃｏｍ０㊀引㊀言碱激发胶凝材料是在室温下通过化学激发剂破坏硅酸盐或铝硅酸盐玻璃体网络中的Ｓｉ￣Ｏ和Ａｌ￣Ｏꎬ断裂后再聚合ꎬ生成各种水合硅酸盐和水合铝酸盐[１￣２]ꎮ赤泥富含硅㊁铝质材料ꎬ可以通过添加激发剂制备赤泥碱激发胶凝材料[３￣４]ꎬ同时可以通过热活化[２ꎬ５]和机械活化[６￣７]提高材料的力学性能ꎮ拜耳法赤泥中氧化铝碱活性㊁胶结性能较差ꎬ煅烧赤泥可以增强氧化铝的活性ꎬ地质聚合物性能也会得到改善ꎮ热活化[８]通常在５００~８００ħ的温度下进行ꎮ在煅烧条件下ꎬ赤泥中稳定铝硅体的结构被破坏ꎬ形成亚稳硅铝酸盐结构ꎬ赤泥粉体的火山灰活性提高ꎬ胶凝材料的抗压强度提高ꎮ将拜耳法赤泥㊁石油焦渣和电石渣混合ꎬ将混合物置于高温炉中煅烧处理ꎬ使混合物中含结合水物质脱水ꎬ破坏硅铝酸盐矿物的结构形态ꎬ使硅铝重排ꎬ结晶态物质逐渐转换成亚稳定态[９]ꎬ增加赤泥粉体混合物的活性ꎬ更易与激发剂反应ꎬ进行１５７４㊀资源综合利用硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３９卷解聚与缩聚反应ꎮ常用的机械活化方式是机械研磨ꎬ减小材料的颗粒细度ꎬ增加材料的比表面积提高材料的胶结性能[１０]ꎮ赤泥机械活化一般多选用球磨机和振动磨进行机械研磨ꎬ破坏颗粒的表面结构提高颗粒的细度[１１]ꎮ拜耳法赤泥持水量较高ꎬ机械研磨并不能磨成小颗粒ꎬ过度粉磨会导致颗粒团聚ꎬ易形成黏片状结构ꎬ因此研磨时间不能过长ꎬ同时使用球磨机会导致赤泥粉体固化难以磨细ꎮ采用振动磨对拜耳法赤泥㊁石油焦渣和电石渣混合料进行研磨ꎬ材料混合更均匀ꎬ同时破坏粉体晶体结构ꎬ材料活性提高ꎮ为了提高赤泥基碱激发胶凝材料的力学性能ꎮ将赤泥㊁石油焦渣和电石渣按比例混合制备赤泥基复合粉体ꎬ分别进行热活化和机械活化处理ꎮ确定不同煅烧温度和不同研磨时间对拜耳法赤泥性能的影响ꎮ１㊀实㊀验１.１㊀原材料拜耳法赤泥(ＲＭ)由山东茌平信发铝业公司提供ꎮ将赤泥放在１０５ħ真空干燥箱烘干ꎬ再用振动磨研磨ꎬ然后筛分至３００μｍ以下制备赤泥粉体ꎮ使用日本岛津制作所的ＸＦ￣１８００Ｘ射线荧光光谱仪(ＸＲＦ)分析赤泥的化学组成ꎬ主要成分见表１ꎮ石油焦渣(ＳＹＪＺ)和电石渣(ＤＳＺ)由青岛青新建材提供ꎬ矿渣(Ｓｌａｇ)为青岛产中矿宏远Ｓ９５级矿渣ꎬ主要化学成分见表１ꎮ砂为青岛平度产河砂ꎬ细度模数２.２ꎬ３级建筑用细沙ꎮ减水剂是ＸＢ￣２００聚羧酸高性能减水剂ꎬ来自苏州市兴邦化学建材有限公司ꎮ表１㊀原材料的主要化学成分Ｔａｂｌｅ１㊀Ｍａｉｎｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｓ/％ＧｒｏｕｐＭｇＯＳｉＯ２Ａｌ２Ｏ３Ｆｅ２Ｏ３ＣａＯＳＯ３Ｋ２ＯＴｉＯ２Ｎａ２ＯＬＯＩＲＭ０.３０１９.１５２２.８５３３.６９５.３００.５４￣３.８７１３.５８１２.９０ＳＹＪＺ１.９５２.６６０.７０１.０１７０.６６２２.１４０.１００.１０￣０.３２ＤＳＺ０.３３６.１１１.９４０.９０８７.５９２.６２０.１０￣０.２０２０.３０Ｓｌａｇ８.６３３３.１６１５.４４０.３３３７.９３２.６３０.４３０.６８０.２０２.８０１.２㊀试验方案(１)热活化拜耳法赤泥粉体㊁石油焦渣和电石渣固相质量比为７ʒ２ʒ１ꎮ将混合料放入ＳＸ８￣１６电炉中ꎬ分别采用５００ħ㊁６００ħ㊁７００ħ和８００ħ进行煅烧ꎬ加热到预定温度后持续保温１８０ｍｉｎꎬ然后迅速从高温炉中取出ꎬ冷却至室温ꎮ与此同时ꎬ采用一组未煅烧赤泥混合粉体作为对比ꎬ依据ＧＢ/Ｔ１７６７１ １９９９«水泥胶砂强度检验方法(ＩＳＯ法)»[１２]的要求制作试件㊁养护和强度检测ꎮ(２)机械活化将原状拜耳法赤泥破碎㊁烘干ꎬ与石油焦渣㊁电石渣按比例混合(赤泥粉体㊁石油焦渣㊁电石渣固相质量比为７ʒ２ʒ１)ꎬ放入振动磨中分别研磨６０ｓ㊁１８０ｓ和３００ｓꎮ掺入１３５ｇ矿粉ꎬ根据ＧＢ/Ｔ１７６７１ １９９９«水泥胶砂强度检验方法(ＩＳＯ法)»[１２]的要求制作试件㊁养护和强度检测ꎮ１.３㊀试验方法(１)力学性能按ＧＢ/Ｔ１７６７１ １９９９«水泥胶砂强度检验方法(ＩＳＯ法)»[１２]测定试验胶砂的力学性能ꎮ将原材料按比例混合ꎬ灰砂比为１ʒ３ꎬ水灰比为０.５ꎬ胶凝材料４５０ｇꎬ河砂１３５０ｇꎬ水２２５ｇꎮ根据拌合物和易性加入聚羧酸粉体减水剂ꎬ将拌合物装入尺寸为４０ｍｍˑ４０ｍｍˑ１６０ｍｍ的试模成型ꎬ然后将试件用塑料保鲜膜进行覆盖ꎬ养护２４ｈ后拆模ꎮ放入恒温恒湿养护箱ꎬ相对湿度９５％ꎬ温度(２０ʃ５)ħ养护至２８ｄꎬ到达龄期后测定试件的抗折㊁抗压强度ꎮ(２)成分分析将净浆试件破碎后放入无水乙醇中浸泡ꎮ稍后放入真空干燥箱５０ħ烘干ꎬ然后放入研磨钵中粉磨ꎬ过第５期侯双明等:热活化和机械活化对拜耳法赤泥性能影响１５７５㊀４５μｍ筛后取１０ｇ左右粉末进行ＸＲＤ试验ꎮ采用ＢｒｕｋｅｒＤ８Ａｄｖａｎｃｅ型Ｘ射线衍射仪(ＸＲＤ)对材料的矿物组成进行分析ꎬ工作条件为:Ｃｕ靶ꎬ管电压４０ｋＶꎬ扫描角度５ʎ~６０ʎꎬ扫描速率为８ʎ/ｍｉｎꎮ(３)综合热分析将拜耳法赤泥粉体烘干ꎬ采用ＳＴＡ￣４４９Ｃ/６/Ｆ型差热￣失重分析仪分析拜耳法赤泥的０~１０００ħ质量变化ꎮ(４)细度分析取机械研磨后混合料５~６ｇ左右放入上海宜昌仪器砂筛厂ＦＢＴ￣９型比表面积测定仪ꎬ测定赤泥复合粉体的比表面积ꎮ然后采用济南润之颗粒仪器股份有限公司生产的Ｒｉｓｅ￣２００６激光粒度分析仪测定材料粒度ꎬ测试量程为０.０５~８００μｍꎮ２㊀结果与讨论２.１㊀热活化试验中发现高温煅烧后ꎬ赤泥粉体拌合物需水量增大ꎮ为控制水灰比ꎬ添加聚羧酸减水剂ꎬ随煅烧温度升高所需减水剂增加ꎮ６００ħ煅烧后粉体制备胶砂试件ꎬ添加６％的聚羧酸减水剂ꎬ流动度为１８０ｍｍꎮ７００ħ和８００ħ煅烧后所需减水剂成倍增加ꎬ７００ħ煅烧后制备的胶砂浆体测完流动度后基本达到初凝ꎬ８００ħ煅烧后制备的胶砂浆体发生闪凝现象ꎬ无流动度ꎮ稍后分别采用了萘系减水剂㊁脂肪族减水剂和三聚氰胺粉体减水剂ꎬ７００ħ和８００ħ煅烧后粉体制备的胶砂浆体在不加水的情况下ꎬ流动度无法达到１８０ｍｍꎬ减水剂失去作用ꎬ胶砂试件无法振捣密实ꎬ试件的抗折和抗压强度结果存在误差ꎮ热活化制备胶砂强度如图１所示ꎮ图１㊀煅烧温度对胶砂强度的影响Ｆｉｇ.１㊀Ｅｆｆｅｃｔｏｆｃａｌｃｉｎａｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｎｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｍｏｒｔａｒ由图１可以看出ꎬ试件的抗折强度与强压强度呈现相同的变化规律ꎬ未煅烧赤泥制备胶砂试件２８ｄ抗折和抗压强度分别为６.３ＭＰａ和２３.４ＭＰａꎮ当煅烧温度小于６００ħ时ꎬ强度随温度升高而增大ꎻ煅烧温度图２㊀赤泥综合热分析Ｆｉｇ.２㊀Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｔｈｅｒｍａｌａｎａｌｙｓｉｓｏｆｒｅｄｍｕｄ为６００ħ时ꎬ胶砂试件２８ｄ抗折和抗压强度最大ꎬ分别为７.６ＭＰａ和２７.０ＭＰａꎮ对比未煅烧处理的赤泥粉体混合物ꎬ６００ħ煅烧后粉体制备的胶砂试件２８ｄ抗折和抗压强度分别提高了２０.６％和１５.３％ꎮ从６００ħ到８００ħꎬ胶砂试件强度不断下降ꎬ８００ħ煅烧后试件的强度低于未煅烧试件的强度ꎮ图２为赤泥的综合热分析图ꎮ可以看出ꎬ０~４００ħ时ꎬ粉体不断失重ꎬ赤泥粉体失去结合水和自由水ꎬ相当于减小了水灰比ꎬ胶凝材料的流动性下降ꎬ胶结性能提高ꎬ所以煅烧可以提高材料强度ꎮ在煅烧后称量粉体材料ꎬ杂质和水分减少ꎬ变相提高了胶凝材料体系中的活性组分ꎮ石油焦渣中硫酸钙和１５７６㊀资源综合利用硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３９卷氧化钙在８００ħ以下基本不发生变化ꎬ但电石渣中氢氧化钙在４５０ħ受热分解出氧化钙ꎬ溶于水后吸水ꎬ同时增加体系ＯＨ－的浓度ꎬ加速水化产物的生成ꎮ５００ħ后含铝氧化物形态发生变化ꎬ活性增强ꎮ６００ħ后部分硅铝矿物会发生分解ꎬ有利于地质聚合物的解聚与缩聚ꎮ６５０ħ会有一部分碳酸钙发生分解ꎬ产生氧化钙ꎬ体系活性进一步提高ꎮ但赤泥混合物粉体大量失水以及氧化物的生成增加了胶凝材料的需水量ꎬ粉体的水灰比间接降低ꎬ然而用水量不足ꎬ混合粉体凝结团聚过快甚至发生闪凝ꎬ胶砂试件振捣不密实ꎬ材料强度反而降低ꎮ图３㊀不同煅烧温度赤泥ＸＲＤ谱Ｆｉｇ.３㊀ＸＲＤｐａｔｔｅｒｎｓｏｆｒｅｄｍｕｄｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃａｌｃｉｎａｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ图３(ａ)为赤泥复合粉体进行不同温度处理后的ＸＲＤ谱ꎮ将处理后的粉体进行净浆试验ꎬ制作的试件养护２８ｄ后进行ＸＲＤ检测ꎬ结果如图３(ｂ)所示ꎮ对比各试验试件２８ｄ的ＸＲＤ谱ꎬ各主要物相强度峰相似ꎬ煅烧过后并未产生新的生成物ꎬ但５００ħ㊁６００ħ与未煅烧赤泥复合物某些强度峰很高ꎬ可能导致胶砂试件强度提高ꎬ８００ħ煅烧物凝结团聚过快ꎬ与水混合不均匀ꎬ所以取样检测时缺少某个强度峰ꎮ将拜耳法赤泥粉体混合物煅烧可以增强硅铝矿物的活性ꎬ改善地质聚合物的力学性能ꎬ但会提高赤泥复合物的需水量ꎬ降低其流动度ꎬ胶砂试件难以振捣密实ꎮ煅烧消耗大量能源和时间ꎬ且６００ħ煅烧后试件强度较未煅烧赤泥粉体制备的试件抗压和抗折强度提高不大ꎬ制备胶砂试件需消耗大量的聚羧酸减水剂ꎬ因此不选择热活化制备赤泥基地聚合物ꎮ２.２㊀机械活化图４和图５分别为研磨时间对胶砂强度的影响和粉体的细度ꎮ由图４和图５可以看出ꎬ通过机械研磨可以减小赤泥颗粒的细度ꎬ但过度研磨ꎬ赤泥粉体的比表面积先减小后增大ꎬ随着研磨时间的增长ꎬ试件的抗压和抗折强度降低ꎮ研磨６０ｓ制备的试件抗折和抗压强度最大ꎬ分别为６.００ＭＰａ和２４.３０ＭＰａꎮ研磨３００ｓ制备的胶砂试件２８ｄ抗折和抗压强度最小ꎬ分别为４.４０ＭＰａ和２０.２０ＭＰａꎬ比研磨６０ｓ制备的试件抗折和抗压强度分别降低了２６.６％和１６.８％ꎮ赤泥颗粒的比表面积较大ꎬ颗粒较小ꎬ激光粒度仪结果显示研磨后颗粒大小变化不明显ꎮ图４㊀研磨时间对胶砂强度的影响Ｆｉｇ.４㊀Ｅｆｆｅｃｔｏｆｇｒｉｎｄｉｎｇｔｉｍｅｏｎｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｍｏｒｔａｒ㊀第５期侯双明等:热活化和机械活化对拜耳法赤泥性能影响１５７７赤泥的比表面积本身很大ꎬ研磨后改变不大ꎬ过度研磨赤泥颗粒团聚ꎬ比表面积减小ꎬ但是研磨降低了赤泥颗粒的硬度ꎬ降低了材料的抗压强度ꎮ机械研磨不会提高赤泥基地聚合物的强度ꎬ过度研磨甚至会降低材料的抗压和抗折强度ꎬ因此不建议使用机械活化ꎮ图５㊀粉体的细度Ｆｉｇ.５㊀Ｆｉｎｅｎｅｓｓｏｆｔｈｅｐｏｗｄｅｒ３㊀结㊀论(１)热活化效果较好ꎬ６００ħ煅烧１８０ｍｉｎ制备的胶砂试件２８ｄ抗折和抗压强度最大ꎬ分别为７.６ＭＰａ和２７.０ＭＰａꎬ对比未煅烧处理的赤泥粉体混合物ꎬ抗折和抗压强度分别提高了２０.６％和１５.３％ꎮ(２)机械活化效果较差ꎬ机械研磨３００ｓ制备的胶砂试件２８ｄ抗折和抗压强度最小ꎬ分别为４.４ＭＰａ和２０.２ＭＰａꎬ比研磨６０ｓ制备的试件抗折和抗压强度分别降低了２６.６％和１６.８％ꎮ(３)热活化使得赤泥失去大量自由水和结合水ꎬ需要研究专用的减水剂保证新拌胶砂的和易性ꎮ机械活化导致颗粒团聚ꎬ会降低材料的强度ꎬ不建议采用ꎮ参考文献[１]㊀鲍忠正.赤泥基无熟料水泥的制备与应用[Ｄ].徐州:中国矿业大学ꎬ２０１６.[２]㊀张㊀鹏.赤泥基碱激发胶凝材料的优化设计及性能研究[Ｄ].广州:华南理工大学ꎬ２０１６.[３]㊀展光美.赤泥地聚合物制备技术及耐久性试验研究[Ｄ].徐州:中国矿业大学ꎬ２０１６.[４]㊀刘万超ꎬ闫㊀琨ꎬ和新忠ꎬ等.拜耳法赤泥制备地聚物类无机聚合材料的研究进展[Ｊ].硅酸盐通报ꎬ２０１６ꎬ３５(２):４５３￣４５７. [５]㊀史㊀迪ꎬ叶家元ꎬ张㊀鹏ꎬ等.赤泥制备碱激发胶凝材料的性能[Ｊ].中国建材科技ꎬ２０１６ꎬ２５(６):２４￣２６.[６]㊀王㊀晶.赤泥基胶凝材料的制备及性能研究[Ｄ].西安:西安建筑科技大学ꎬ２０１４.[７]㊀ＹｅＮꎬＣｈｅｎＹꎬＹａｎｇＪＫꎬｅｔａｌ.ＴｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｏｆＮａꎬＡｌꎬＳｉａｎｄＦｅｓｐｅｃｉｅｓｉｎｒｅｄｍｕｄｄｕｒｉｎｇｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆｏｎｅ￣ｐａｒｔｇｅｏｐｏｌｙｍｅｒｓ[Ｊ].ＣｅｍｅｎｔａｎｄＣｏｎｃｒｅｔｅＲｅｓｅａｒｃｈꎬ２０１７ꎬ１０１:１２３￣１３０.[８]㊀李绍纯ꎬ张国立ꎬ赵铁军ꎬ等.拜尔法赤泥活化方式对水泥基材料性能的影响[Ｊ].混凝土ꎬ２０１３(６):２９￣３２＋３９.[９]㊀ＢａｙａｔＡꎬＨａｓｓａｎｉＡꎬＹｏｕｓｅｆｉＡＡ.Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｒｅｄｍｕｄｏｎｔｈｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｆｒｅｓｈａｎｄｈａｒｄｅｎｅｄａｌｋａｌｉ￣ａｃｔｉｖａｔｅｄｓｌａｇｐａｓｔｅａｎｄｍｏｒｔａｒ[Ｊ].ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄＢｕｉｌｄｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓꎬ２０１８ꎬ１６７:７７５￣７９０.[１０]㊀ＹｅＮꎬＹａｎｇＪＫꎬＬｉａｎｇＳꎬｅｔａｌ.Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄｓｔｒｅｎｇｔｈｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｏｎｅ￣ｐａｒｔｇｅｏｐｏｌｙｍｅｒｂａｓｅｄｏｎｒｅｄｍｕｄ[Ｊ].ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄＢｕｉｌｄｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓꎬ２０１６ꎬ１１１:３１７￣３２５.[１１]㊀ＬｕｕｋｋｏｎｅｎＴꎬＡｂｄｏｌｌａｈｎｅｊａｄＺꎬＹｌｉｎｉｅｍｉＪꎬｅｔａｌ.Ｏｎｅ￣ｐａｒｔａｌｋａｌｉ￣ａｃｔｉｖａｔｅｄｍａｔｅｒｉａｌｓ:ａｒｅｖｉｅｗ[Ｊ].ＣｅｍｅｎｔａｎｄＣｏｎｃｒｅｔｅＲｅｓｅａｒｃｈꎬ２０１８ꎬ１０３:２１￣３４.[１２]㊀国家质量技术监督局.ＧＢ/Ｔ１７６７１ １９９９水泥胶砂强度检验方法(ＩＳＯ法)[Ｓ].北京:中国标准出版社ꎬ１９９９.。
机械力化学在陶瓷材料研究中的应用
机械力化学在陶瓷材料研究中的应用
陈国华
【期刊名称】《佛山陶瓷》
【年(卷),期】2003(013)006
【摘要】机械力化学是机械合金化技术研究中的最新进展,在球磨过程中机械力化学使颗粒和晶粒细化产生裂纹、比表面积增大、晶格缺陷增多、晶格发生畸变和结晶程度降低,乃至诱发低温化学反应,可制备出高活性陶瓷粉体和性能优异的陶瓷基材料.本文介绍了机械力化学在陶瓷材料研究中的最新研究进展,同时讨论了不同球磨工艺条件对材料制备过程的影响,并对其未来发展进行了展望.
【总页数】4页(P6-9)
【作者】陈国华
【作者单位】桂林电子工业学院材料科学与工程研究中心,桂林,541004
【正文语种】中文
【中图分类】TQ174
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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。