石煤提钒尾渣地聚物的制备及其机理的研究
发布时间：2021-07-16 13:20
随着石煤提钒行业的快速发展，尾渣的排放量逐年提高，大量堆积的尾渣造成资源浪费、占用土地、污染环境和安全隐患等问题，并使生产企业成本增加，也严重制约了石煤提钒行业的可持续发展。地聚物材料是近年来新发展的一种以硅铝质原料在碱性激发剂的作用下，采用适当工艺制备出的性能好、绿色环保型胶凝材料，具有良好的应用前景。由于石煤提钒尾渣中硅铝含量高，具有作为制备地聚物原料的基本性质，因此从资源综合利用和生态环境保护的角度出发，实现二次资源在线循环和零排放尾渣的目标，利用其制备地聚物具有很大的环境效益、社会效益和经济效益。本文在石煤提钒尾渣特性研究的基础上，进行了以石煤提钒尾渣为主要原料制备地聚物的试验研究，主要研究了石煤提钒尾渣直接制备地聚物和石煤提钒尾渣活化后制备地聚物的工艺条件，并对尾渣的活化机理、地聚物产品的性能、结构及反应机理进行了探讨。具体研究内容和结果如下：（1）石煤提钒尾渣直接制备地聚物的试验研究对石煤提钒尾渣的特性进行了分析，包括化学成分、矿物组成、粒径分布、微观形貌和火山灰活性及其他性能分析；确定了石煤提钒尾渣制备地聚物最佳的制备工艺条件：硅铝原料配比尾渣/偏高岭土为7:3，碱激发剂...
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：102 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
石煤提钒尾渣XRD图
图 2-2 石煤提钒尾渣 FTIR 图采用 JSM-5610LV 型扫描电子显微镜（SEM）对尾渣进行微观形貌分析-3 所示。放大 1000 倍时，可以看到尾渣中形状不规则、大小不一的石粒相对较多，颗粒大小悬殊较大，散乱分布；放大 5000 倍时，可以看架状结构的长石类铝硅酸盐矿物，与 XRD 分析结果的钠长石、钙长石一致；长石颗粒通常为不规则颗粒状，尾渣中的长石分布在石英颗粒在空间中与石英晶体呈文象状相嵌或包裹，相互堆积。（5）环境安全性分析尾渣的环境安全性是其资源化过程中一项重要指标。对其进行环境安，避免在资源化利用过程中对环境和人体产生二次污染和危害。按照《危险废物鉴别标准》（GB3838-2002）对尾渣中的重金属含量及性进行分析，结果如表 2-3 和表 2-4 所示。表 2-3 尾渣重金属含量素 Pb Cr Cu Zn Cd量/% 0.001 0.040 0.013 0.10 0.001
表 2-4 浸出液中重金属元素浓度 /mg·L-1元素 Pb Cr Cu Zn Cb尾渣 0.01 0.0016 0.08 0.010 0.0001危险废物鉴别标准（GB5085.3-2007） ≤5 ≤15 ≤100 ≤100 ≤1地表水环境质Ⅱ类水质（GB3838-2002）≤0.01 ≤0.05 ≤1.0 ≤1.0 ≤0.005由表 2-3 及表 2-4 可知，尾渣中重金属含量均较低，其浸出液中的重金属元素浓度也远远低于危险废物标准，并且能够达到地表水环境质Ⅱ类水质规定的标准。因此，该尾渣不属于危险矿物，在尾渣的资源化利用过程中，不会对环境和人体产生二次污染和危害。
【参考文献】：
期刊论文
[1]用石煤提钒酸浸渣制备蒸压砖[J]. 胡芳芳,张一敏,陈铁军,刘涛,史伟. 金属矿山. 2012(10)
[2]石煤钒渣页岩烧结砖的研究[J]. 吴道琼,杨爱江,高遇事,王其. 新型建筑材料. 2012(02)
[3]利用钒尾矿制备高性能陶粒[J]. 陈佳,陈铁军,张一敏. 金属矿山. 2012(01)
[4]含钒炭质页岩提钒废渣资源化利用研究进展[J]. 陈文祥. 湿法冶金. 2011(04)
[5]钒渣生产五氧化二钒实践[J]. 翁庆强,黄斌,蒲年文. 四川冶金. 2011(05)
[6]利用低活性钒尾矿制备地聚合物的研究[J]. 焦向科,张一敏,陈铁军,刘涛. 非金属矿. 2011(04)
[7]电解锰渣对粉煤灰火山灰活性的硫酸盐激发[J]. 王智,郭清春,蒋小花,侯鹏坤,钱觉时. 非金属矿. 2011(04)
[8]热活化与机械力活化对煤矸石胶凝性的影响[J]. 郭伟,李东旭,陈建华,杨南如. 建筑材料学报. 2011(03)
[9]用活化煤矸石制备新型胶凝材料[J]. 王海霞,倪文,黄屹,郑永超,张静文. 金属矿山. 2011(03)
[10]石煤灰渣酸浸提钒后残渣作水泥混合材试验研究[J]. 施正伦,周宛谕,方梦祥,裘国华,余德麒,骆仲泱. 环境科学学报. 2011(02)
博士论文
[1]石煤提钒尾矿地聚物胶凝材料的制备、表征及其性能研究[D]. 焦向科.武汉理工大学 2012
[2]Na-粉煤灰地质聚合物制备与性能研究[D]. 贾屹海.中国矿业大学（北京） 2009
[3]煤矸石的活性激发及活性评价方法的探讨[D]. 郭伟.南京工业大学 2005
[4]流化床燃煤固硫渣特性及其建材资源化研究[D]. 王智.重庆大学 2002
硕士论文
[1]石煤提钒尾矿制备烧结陶粒的工艺及机理研究[D]. 陈佳.武汉科技大学 2013
[2]石煤提钒浸出渣制取陶粒和建筑用砖的工艺研究[D]. 时亮.昆明理工大学 2009
[3]利用贵州息烽镍钼钒矿渣制备微晶玻璃的研究[D]. 谢飞.贵州大学 2008
[4]高碳石煤提钒新工艺研究[D]. 朱保仓.西安建筑科技大学 2007
[5]地质胶凝聚合材料的制备及其性能研究[D]. 李其江.景德镇陶瓷学院 2007
[6]利用钨尾矿制备矿物聚合材料的研究[D]. 郭小明.江西理工大学 2007
[7]SiO2-Al2O3-Na2O-H2O体系石英基矿物聚合材料的制备实验研究[D]. 苏玉柱.中国地质大学（北京） 2006
[8]石煤资源清洁利用及固废资源化研究[D]. 戴文灿.广东工业大学 2001
本文编号：3287090
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：102 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
石煤提钒尾渣XRD图
图 2-2 石煤提钒尾渣 FTIR 图采用 JSM-5610LV 型扫描电子显微镜（SEM）对尾渣进行微观形貌分析-3 所示。放大 1000 倍时，可以看到尾渣中形状不规则、大小不一的石粒相对较多，颗粒大小悬殊较大，散乱分布；放大 5000 倍时，可以看架状结构的长石类铝硅酸盐矿物，与 XRD 分析结果的钠长石、钙长石一致；长石颗粒通常为不规则颗粒状，尾渣中的长石分布在石英颗粒在空间中与石英晶体呈文象状相嵌或包裹，相互堆积。（5）环境安全性分析尾渣的环境安全性是其资源化过程中一项重要指标。对其进行环境安，避免在资源化利用过程中对环境和人体产生二次污染和危害。按照《危险废物鉴别标准》（GB3838-2002）对尾渣中的重金属含量及性进行分析，结果如表 2-3 和表 2-4 所示。表 2-3 尾渣重金属含量素 Pb Cr Cu Zn Cd量/% 0.001 0.040 0.013 0.10 0.001
表 2-4 浸出液中重金属元素浓度 /mg·L-1元素 Pb Cr Cu Zn Cb尾渣 0.01 0.0016 0.08 0.010 0.0001危险废物鉴别标准（GB5085.3-2007） ≤5 ≤15 ≤100 ≤100 ≤1地表水环境质Ⅱ类水质（GB3838-2002）≤0.01 ≤0.05 ≤1.0 ≤1.0 ≤0.005由表 2-3 及表 2-4 可知，尾渣中重金属含量均较低，其浸出液中的重金属元素浓度也远远低于危险废物标准，并且能够达到地表水环境质Ⅱ类水质规定的标准。因此，该尾渣不属于危险矿物，在尾渣的资源化利用过程中，不会对环境和人体产生二次污染和危害。
【参考文献】：
期刊论文
[1]用石煤提钒酸浸渣制备蒸压砖[J]. 胡芳芳,张一敏,陈铁军,刘涛,史伟. 金属矿山. 2012(10)
[2]石煤钒渣页岩烧结砖的研究[J]. 吴道琼,杨爱江,高遇事,王其. 新型建筑材料. 2012(02)
[3]利用钒尾矿制备高性能陶粒[J]. 陈佳,陈铁军,张一敏. 金属矿山. 2012(01)
[4]含钒炭质页岩提钒废渣资源化利用研究进展[J]. 陈文祥. 湿法冶金. 2011(04)
[5]钒渣生产五氧化二钒实践[J]. 翁庆强,黄斌,蒲年文. 四川冶金. 2011(05)
[6]利用低活性钒尾矿制备地聚合物的研究[J]. 焦向科,张一敏,陈铁军,刘涛. 非金属矿. 2011(04)
[7]电解锰渣对粉煤灰火山灰活性的硫酸盐激发[J]. 王智,郭清春,蒋小花,侯鹏坤,钱觉时. 非金属矿. 2011(04)
[8]热活化与机械力活化对煤矸石胶凝性的影响[J]. 郭伟,李东旭,陈建华,杨南如. 建筑材料学报. 2011(03)
[9]用活化煤矸石制备新型胶凝材料[J]. 王海霞,倪文,黄屹,郑永超,张静文. 金属矿山. 2011(03)
[10]石煤灰渣酸浸提钒后残渣作水泥混合材试验研究[J]. 施正伦,周宛谕,方梦祥,裘国华,余德麒,骆仲泱. 环境科学学报. 2011(02)
博士论文
[1]石煤提钒尾矿地聚物胶凝材料的制备、表征及其性能研究[D]. 焦向科.武汉理工大学 2012
[2]Na-粉煤灰地质聚合物制备与性能研究[D]. 贾屹海.中国矿业大学（北京） 2009
[3]煤矸石的活性激发及活性评价方法的探讨[D]. 郭伟.南京工业大学 2005
[4]流化床燃煤固硫渣特性及其建材资源化研究[D]. 王智.重庆大学 2002
硕士论文
[1]石煤提钒尾矿制备烧结陶粒的工艺及机理研究[D]. 陈佳.武汉科技大学 2013
[2]石煤提钒浸出渣制取陶粒和建筑用砖的工艺研究[D]. 时亮.昆明理工大学 2009
[3]利用贵州息烽镍钼钒矿渣制备微晶玻璃的研究[D]. 谢飞.贵州大学 2008
[4]高碳石煤提钒新工艺研究[D]. 朱保仓.西安建筑科技大学 2007
[5]地质胶凝聚合材料的制备及其性能研究[D]. 李其江.景德镇陶瓷学院 2007
[6]利用钨尾矿制备矿物聚合材料的研究[D]. 郭小明.江西理工大学 2007
[7]SiO2-Al2O3-Na2O-H2O体系石英基矿物聚合材料的制备实验研究[D]. 苏玉柱.中国地质大学（北京） 2006
[8]石煤资源清洁利用及固废资源化研究[D]. 戴文灿.广东工业大学 2001
本文编号：3287090
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