煅烧工艺对活化煤矸石中残余碳的影响

为了制得残余碳含量较小的活化煤矸石,研究煤矸石在不同温度时煅烧的活化情况,以白度为指标评价残余碳含量,利用三因素三水平正交实验对加碱煅烧活化工艺进行优化,并采用X射线衍射、红外光谱、热重-差热分析、透射电子显微镜、扫描电子显微镜及合成4A沸石对煤矸石的活化情况进行表征。结果表明,当优化工艺条件是煅烧温度为800℃、煅烧时间为2 h、NaOH与煤矸石的质量比为1.5∶1.0时,活化煤矸石样品的白度最大,并且通过其合成的4A沸石是合格的,说明该条件下活化的煤矸石具有良好的活性。     

煅烧煤矸石的活性和结构性能研究

对不同温度煅烧的煤矸石进行了系统研究,以寻求煤矸石最大活性的煅烧温度,并对其活化机理进行了初步探讨.采用游离氧化钙法、结合水法、X射线和孔结构等现代测试分析方法研究了煤矸石在煅烧过程中结构和活性的变化规律.结果表明:在一定煅烧温度范围内,煤矸石的矿物组成和微观结构发生了较大的变化,提高了无定型硅、铝氧化物的含量,从而大大提高了水化速率并改善了活性.     

低温增钙煅烧煤矸石水硬活性探讨

本文以萤石或无水硫酸钠为矿化剂,将徐州煤矸石在850℃进行增钙活化煅烧.采用XRD和f-CaO测定煅烧样的矿物组成和石灰石的消耗情况从而判断煤矸石的活化效果,发现矿化剂的掺入明显改善煤矸石的活性,尤其以萤石为矿化剂;掺加45%石灰石的物料煅烧后生成有良好水硬活性的C12A7和C2S,也有利于煤矸石活性的改善.     

聚合物填充改性用煤矸石填料的制备技术研究

聚焦聚合物填料的三要素(化学组成、尺寸、填料与聚合物的界面特性),提出将高温煅烧处理、机械破碎和填料表面改性处理相结合的组合技术路线，实验获得各处理阶段的关键技术参数。采用高温煅烧方式对煤矸石进行除碳及活化处理，通过TG/DSC、XRD、FT-IR和SEM等手段分析确定煅烧温度及其对煤矸石理化性质和微观结构的影响规律，同时揭示煅烧活化煤矸石的相关机制。随后，以煅烧后的煤矸石为原料，在机械破碎的同时添加硅烷偶联剂，一步直接制备小尺寸、表面改性的煤矸石填料，并通过FT-IR和SEM等手段考察硅烷偶联剂对煤矸石填料的表面改性、改性填料的粒径和分散状况。结果表明，煤矸石的最佳煅烧活化条件为500℃煅烧2h;通过“一步法”可以实现高效率制备小尺寸和表面改性煤矸石填料。     

煅烧活化煤矸石的机理探讨

本文采用不同温度煅烧方法激活煤矸石,并对其活化机理和水化过程进行系统探讨.为了更深入地了解煤矸石的煅烧活化情况,采用X射线、甘油-无水乙醇法、扫描电镜等分析方法,并对煤矸石复合水泥的力学性能加以分析.结果表明:在一定烧成温度范围内的热处理下,煤矸石的矿物组分和微观结构发生较大的变化,从而活性明显得到改善.     

煤矸石热活化及其活性评价的机理分析

对原样煤矸石和热活化煤矸石的微观结构进行了分析研究,选用化学结合水测定法对各活化煤矸石的活性进行评价,通过X射线衍射(X-ray diffraction,xao)和扫描电镜(Scanning electron microscope,SEM)等测试方法进行煤矸石热活化过程的微观分析研究.结果表明,煤矸石中的高岭石受热分解与玻璃化是煤矸石活性的主要来源,在低温活性区(500～1100℃),700℃煅烧煤矸石的活性表现最佳.对煤矸石活化过程进行了力学性能试验.试验结果同样表明,各种热活化煤矸石的力学性能与微观结构的分析结果是相一致的.     

高岭土煅烧活化过程研究

利用热重-差热、X射线衍射、红外光谱、扫描电子显微镜、拉曼光谱等测试手段,对高岭土煅烧活化过程进行研究,得到高岭土煅烧活化的温度范围,分析高岭土样品煅烧前后官能团的变化,并对其制备的地聚物进行抗压强度以及微观形貌对比。结果表明,高岭土的最佳活化条件为600℃下煅烧6 h,制备的地聚物水化浆体结构致密,水化产物呈层状堆积,7 d抗压强度达到62.7 MPa。     

活化煤矸石超细粉体的制备技术研究

采用高温煅烧与控制硅酸二钙晶相转变活化煤矸石及制备煤矸石超细粉体。用X射线衍射法对煤矸石及活化煤矸石的矿物组成进行了测定,煤矸石的主要矿物为莫来石(3Al2O3·2SiO2)与石英(SiO2),活化煤矸石的主要矿物为硅酸二钙(C2S)和七铝十二钙(C12A7);研究了影响硅酸二钙晶相转变的主要因素:钙硅比、煅烧温度、煅烧时间、样品冷却方式等,找出了有利于硅酸二钙晶相转变的最佳参数,有效消除阻止C2S晶相转变的干扰因素,煤矸石高温烧结料自粉化率达到100%,自粉化料平均粒径小于1.0μm。     

粒状煤矸石制备活性粉体材料的颜色转变及其量化表征

煤矸石经过适宜温度煅烧、粉磨后可制备活性混合材。但由于煤矸石的组成较为复杂,煅烧后其颜色变化较大,在水泥基材料中大掺量应用会影响水泥基材料的色泽。若能制备出与水泥基材料色差较小的煅烧煤矸石活性粉体材料,则对煤矸石在水泥工业中的应用有着重要意义。本工作研究了制备工艺对煅烧煤矸石活性粉体材料颜色的影响;基于PS软件中红、绿、蓝(R、G、B)三个通道的颜色值量化表征了煅烧煤矸石活性粉体材料的颜色;分析了粒状煤矸石制备活性粉体材料颜色转变的机理。结果表明:热活化时,煤矸石颗粒越小、热活化保温时间越长、煅烧环境中氧气越充足,制得的煅烧煤矸石活性粉体材料颜色越红,其红色值(R值)也越高。煤矸石中炭和菱铁矿的氧化程度是影响煅烧煤矸石活性粉体材料颜色的主要原因。当黑色的炭脱除较充分、菱铁矿被氧化为赤铁矿时材料颜色较红,而炭脱除不充分、菱铁矿被氧化为磁铁矿时材料颜色较黑。     

恩施矿区煤矸石中白炭黑的提取试验

以恩施矿区煤矸石为原料,经煅烧活化、碱熔和乙醇的作用,最后酸中和等工艺过程,制得非晶态、纳米白炭黑。考察了煤矸石煅烧活化温度、NaOH用量、碱熔时间、乙醇浓度和盐析pH值对白炭黑溶出率的影响,并利用X-射线粉末衍射仪、傅里叶红外光谱仪和扫描电子显微镜对煤矸石和白炭黑进行了表征。结果表明,当煤矸石煅烧活化温度为720℃、NaOH用量为煤矸石用量的40%、碱熔时间为2h、乙醇浓度为2mol/L和盐析pH值为9时,白炭黑的溶出率较好,达到90.1%。     

活化煤矸石制备路基充填材料的探讨

为解决路基采空区塌陷治理,以及煤矸石资源化利用的难题,分析了物理活化对煤矸石胶凝活性的作用规律,利用煤矸石协同矿粉制备路基充填材料,并对其流变特性、凝结时间、抗压强度、吸水率等工作性能进行测试.实验结果表明:随煤矸石掺量的增加,浆液流动度增大,凝结时间延长,结石体强度逐渐降低.当煤矸石掺量为30％～40％时,煤矸石-矿...     

微波辐照活化煤矸石-硅酸盐水泥体系试验研究

通过宏观试验和扫描电镜(SEM)微观测试分析技术研究了微波辐照活化煤矸石及掺量对硅酸盐水泥体系的细度、凝结时间、体积安定性、火山灰活性和强度等性能的影响,结果表明,大掺量微波辐照活化煤矸石对硅酸盐水泥体系各项技术性能无不良影响;微波辐照活化煤矸石硅酸盐水泥在水化硬化过程中有微膨胀,但体积安定性满足国家相关规范要求;在煤矸石中添加少量CaO利用微波技术可获得质地优良的水泥辅助性胶凝组分;与常规热活化煤矸石方法相比微波辐照活化煤矸石的节能和生产成本降低效果十分显著。     

活化煤矸石改性沥青胶浆粉胶比确定及粘温特性研究

煤矸石是我国目前排放量最大的工业固体废弃物之一,但鲜见其活化以改善沥青性能的研究成果.采用动态剪切流变仪(DSR)、弯曲梁流变仪(BBR)和布氏粘度仪(BV)对活化煤矸石改性沥青胶浆的流变特性进行测试,分析了重复蠕变劲度的粘性部分Eμ和蠕变劲度模量S与粉胶比之间的关系,通过流变学手段及双直线简化模型,得到活化煤矸石改性沥青胶浆的合理粉胶比范围及最佳粉胶比;借助扫描电镜(SEM)和红外光谱试验仪(IR)对其作用机理进行分析.研究结果表明,确定出的活化煤矸石改性沥青胶浆粉胶比能较好地平衡沥青胶浆的高低温性能;活化煤矸石可有效改善沥青胶浆的温度敏感性,其改性沥青胶浆粘温特性的效果较矿粉更为显著;平均粒径小、比表面积大及表面多孔层状结构是主要原因.研究成果为拓宽固体废弃物煤矸石在沥青路面工程中的资源化利用途径提供了依据.     

窄条带充填开采煤柱-矸石耦合力学特征分析

为了深入研究充填开采煤柱、矸石之间的相互作用关系,对碎矸体与巷采煤柱形成的组合结构在上覆岩层荷载作用下的力学机理进行了研究,形成了充填碎矸体对煤柱提供侧向约束力时的煤柱稳定性理论。结合晓楠煤矿工程实例,对不同采留比、不同碎矸体压缩率等充填效果进行了研究,研究结果对充填开采工程实践具有指导意义。     

Bi_2S_3-BiOCl/煤矸石复合光催化剂的制备及光催化性能

以表面改性煤矸石粉、Bi(NO_3)_3·5H_2O和NH_4Cl为原料,采用超声化学法制备了BiOCl/煤矸石前驱体;并通过BiOCl/煤矸石前驱体和硫代乙酰胺(TAA)的阴离子交换反应,原位制备了Bi_2S_3-BiOCl/煤矸石复合光催化剂。利用XRD和SEM对Bi_2S_3-BiOCl/煤矸石复合光催化材料的结构及表面形貌进行了表征,并以可见光为光源,甲基橙为目标降解物,对其光催化活性进行了研究。结果表明:在可见光辐照下,Bi_2S_3-BiOCl/煤矸石复合光催化剂表现出较高的光催化降解能力,这是由于Bi_2S_3与BiOCl复合后形成的异质结促进了光生电子和光生空穴的分离,抑制了它们的复合。     

活化煤矸石改性沥青胶浆流变性能实验研究

煤矸石是我国目前排放量最大的工业固体废弃物之一,以粉体煤矸石为填料对沥青进行改性在国内外鲜有研究涉及。采用锥入度实验、动态剪切流变实验(DSR)和弯曲梁流变实验(BBR),研究了不同粉胶比条件下活化煤矸石改性沥青胶浆的剪切强度及高、低温流变性能变化规律,并与矿粉改性沥青胶浆进行对比;在此基础上,初探了活化煤矸石改性沥青胶浆作用机理。结果表明,采用活化煤矸石替代矿粉后,沥青胶浆的抗剪强度和高温性能大幅提高,低温性能则基本相当。研究成果为活化煤矸石替代矿粉作为沥青混合料填料的可行性提供了依据。     

煅烧煤矸石粉体材料活性评价方法的研究进展

煤矸石是煤炭开采和加工过程中产生的固体废弃物,将其应用于水泥基材料是煤矸石资源化的有效途径。本文综述了国内外关于煅烧煤矸石粉体材料活性的评价方法——强度评价方法、火山灰性试验方法和现代分析测试方法(XRD、IR、NMR和ICP-AES)。针对煅烧煤矸石活性材料在水泥基材料研究和应用中存在的主要问题,分析阐明了其高效应用于实际工程中的研究重点。为加快煤矸石在水泥基材料中的资源化利用,提出了一些参考性建议。     

冻融环境下煤矸石混凝土损伤度评估方法研究

本研究对不同取代率的煤矸石粗集料混凝土冻融后的损伤演化行为及损伤评估方法进行了研究,依据超声波评测法确定损伤层厚度,并对冻融后煤矸石混凝土的抗压强度、损伤层厚度、损伤层特征值的变化规律进行分析;提出以便于工程检测的损伤层作为煤矸石混凝土冻融损伤的评价标准,并通过考虑损伤区域材料的残余强度对所测得的损伤层进行修正。研究结果表明:随着冻融次数的增加,煤矸石混凝土的抗压强度与损伤层特征值逐渐减小,损伤层厚度逐渐增大;引入损伤层修正系数后,冻融损伤度评估结果的精确性显著提高,且随着冻融次数的增加,修正系数逐渐增大,反映出损伤区域材料的残余强度不断减小,实际损伤度逐渐增大的演化行为。