拜耳法赤泥活化预处理制备地聚物及形成强度机理研究

发布时间：2021-06-26 18:25

　　拜耳法赤泥排放量大、粒度小、碱性强,其综合利用是世界性的难题。采用一水硬铝石铝土矿生产氧化铝时排放的拜耳法赤泥具有含铁量低、SiO2、Al2O3较多等特点,简称低铁拜耳法赤泥,可作为制备地聚物的潜在原料。然而,赤泥中Si、Al溶出率低,Si/Al比低,不利于地聚物结构的形成。本文探讨了通过活化预处理提高赤泥Si、Al溶出率,从而激发赤泥形成地聚物的潜在活性；优化了赤泥制备地聚物的方法；深入研究了地聚物强度形成机理；同时对赤泥地聚物固化垃圾焚烧飞灰协同处置进行了探讨。主要研究内容如下。1、拜耳法赤泥活化预处理技术研究通过煅烧活化和热-碱活化两种预处理手段提高赤泥中SiO2和Al2O3的溶出能力,对比分析了预处理前后赤泥物相与化学结构的变化,并通过碱浸出实验对活化效果进行了评价。赤泥中原有矿物煅烧后相继分解,直接煅烧活化时生成霞石、铝硅酸钠、钙黄长石和无定形相,热-碱活化时生成a-硅酸二钙和过碱式铝硅酸钠。直接煅烧活化最佳温度为800℃,Si、Al碱浸出率分别达到36.6%、38.9%。热-碱最佳温度为800℃、碱掺量为10～15 wt%,Si、Al碱浸出率分别达到38%、60%左右。2、... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【部分图文】：

图１－５不同巧错比地聚物产物结构横型ｆｗｉ??Ｆｉｇｕｒｅ?１－５?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｇｅｏｐｏｌｙｍｅｒ?ｐｒｏｄｕｃｔ?ｗｈｈ?Ｓｉ／Ａｌ?ｒａｔｉｏ?ｏｆ?１，?２，?３【化可??

颗粒间隙为３?￣?１０?ｎｍ，在地聚物完全反应区域存在纳米空隙的海绵状微观结??Ｉ?构（如图１－６所示）。经过ＳＥＭ／ＥＤＳ分析表明，该区域的化学组成是Ｓｉ／Ａｌ比为２的??聚娃铅氧体。将地聚物经４?ｈ从室温加热到１０００?°Ｃ，纳米结构仍然稳定。Ｓｉｎｄｈｕｎａｔａ??等人对粉煤灰地聚物基质的微观结构的观察结果与Ｋｅｉｖｅｎ等人的报道一致，证实??了这一发现。这些纳米颗粒或者分散的粒子不断积累最终形成地聚物基质，地聚物纳??米颗粒的萬温稳定性充分说明地聚物中存在大分子ｆｗｉ。??Ｉ??图１－６地聚物纳米颗粒化Ｍ图ｔｉＭｌ??Ｆｉｇｕｒｅ?１－６?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅ?ｏｆ?ｎａｎｏｓｉｚｅｄ?ｇｅｏｐｏｌｙｍｅｒｉｃ?ｍｉｃｅｌｌｅｓ【＂６１??１＊３．３地巧巧Ｉ中的巧金巧??在ＯＰＣ中，碱金属因为容易引发有害的碱－骨料反应而受到严格限制。大量研究??发现，碱激发铅酸盐胶凝材料不会发生城－骨料反应ＩＷ１。地聚物反应的产物是无??定形的类沸石物质，其结构与沸石结构具有相似之处ｔｗｉ。珪氧四面体与铅氧四面体??单体之间缩聚后，通过巧原子相连，形成Ｈ维网络结构。珪巧四面体可Ｗ直接相连，??而铅氧四面体本身不能相连

此外还有一定的Ｆｅ，Ｍｇ、Ｋ、Ｎａ等金属元素，此外，由于垃圾焚烧过程中焚烧温度??不够髙，停留时间较短，造成部分有机物未燃烧完全，并因此进入飞灰中，使得飞灰??烧失量较大。其ＸＲＤ图谱如图２－４所示，矿物组成主要有方解石（ＣａＣ〇３）、石英（Ｓｉ〇２）、??岩盐（ＮａＣｌ）、钟盐（ＫＣ１）、和络盐（ＫＣｎＳ＊）。??表２－３长山口垃圾焚烧飞灰元素姐成??Ｔａｂｌｅ?２－３?Ｃｈｅｍｉｃａｌ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ＭＳＷＩ?ＦＡ??Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ?（ｗｔ％）?ＳｉＯ：?ＡＩ２Ｏ３?ＣａＯ?Ｆｃ２〇３?Ｋ２Ｏ?ＮａａＯ?Ｃｆ２〇３?ＣｕＯ?ＺｎＯ?ＰｂＯ?Ｃｌ?ＳＯ３?Ｐ２Ｏ５?ＬＯＩ??ＭＳＷＩ?ＦＡ?２０．４８?１０．１６?２７．４４?４．２５?２．１７?３．１５?０．０３７?０．１０?０．５１?０．０６１?５．７７?４．４５?３．８８?１２．９１??２０００－｜?１??Ｐ－ｐｏｔａｓｓｉｕｍ?ｃｈｒｏｍｉｕｍ?ｓｕｌｆｉｄｅ?（ＫＣＴｊＳ＾??？?Ｋ－ｓｙｌｖｉｎｅ?（ＫＣＩ）??Ｑ?Ｑ－ｑｕａｒｔｚ?（ＳｉＯｐ??１６００?＿?Ｌ－ｃａｌｃｉｔｅ?（ＣａＣＯ

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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硕士论文
[1]拜耳法赤泥干混砌筑砂浆的配制及性能研究[D]. 李利.重庆大学 2011
[2]拜耳法赤泥碱石灰烧结法回收铁铝工艺的研究[D]. 江文琛.华中科技大学 2009
[3]拜耳法赤泥中铁的提取及残渣制备建材实验研究[D]. 刘万超.华中科技大学 2007
[4]拜耳法赤泥活化制备碱激发胶凝材料的研究[D]. 付凌雁.昆明理工大学 2007



本文编号：3251848