粉煤灰在碱性条件下的反应行为研究进展

粉煤灰是一种工业固体废弃物,其二次资源利用涉及多个领域.其中利用粉煤灰制备矿物聚合材料和从粉煤灰中提取铝元素制备氧化铝是对其利用的两个主要途径.而在这两种不同的利用研究中,都需要对粉煤灰在碱性条件下的反应行为进行研究,因为这直接关系到从粉煤灰中提取铝元素的效率和粉煤灰基矿物聚合材料的性能.本文综合论述了国内外对粉煤灰在碱性条件下的主要元素溶出影响因素及其规律研究,并对相应的测试方法和表征方法进行评述,指出了目前有关粉煤灰在碱性条件下的变化研究中亟待解决的问题,并对其中部分问题提出了对应的解决方案.     

标准养护条件下粉煤灰混凝土的强度特性

标准养护条件下粉煤灰混凝土的强度特性煤炭科学研究总院北京建井研究所李华（北京）粉煤灰混凝土是以粉煤灰为基料，掺以其它无机材料而制得的混凝土。由于粉煤灰本身的活性较低，粉煤灰混凝土在生产过程中通常都采用蒸汽或蒸压养护，以激发粉煤灰的活性，使混凝土制品的...     

粉煤灰在矿坑生态化利用过程中的环境行为研究

为了响应包头市“无废城市”建设及对矿坑环境整治的要求,拟用典型工业固体废物（粉煤灰）填埋对矿坑进行生态治理,但粉煤灰填埋长期的环境行为对矿坑土及地下水是否造成污染尚未可知,通过冻融循环—干湿交替的室内模拟方法和Hydrus-1D模型、溶质运移模型预测的方法,对粉煤灰填埋于矿坑后重金属的长期环境行为进行了研究。结果表明：粉煤灰在填埋5年后,重金属Cd、Pb、Cr、Cu含量分别降低了0.4、3.23、16.67、12.93 mg/kg,而矿坑土Pb、Cr、Cu、Cd含量分别增加了9.27、8.3、3.3、0.04 mg/kg;同时形态分析表明,粉煤灰中Cd、Cr以有机结合态为主,Pb以残渣态为主,重金属形态由铁锰氧化态和有机结合态向可交换态和碳酸盐结合态转化,说明重金属形态由稳定态向易迁移态转化。模拟结果表明,粉煤灰填埋于矿坑5年后,重金属元素有向周边环境迁移转化的趋势,因此在填埋过程中在矿坑底部做好防渗层,从而降低四种重金属铬、镉、铜、铅迁移未对矿坑土壤及地下水环境的污染风险,其含量远低于《土壤环境质量建设用地土壤风险管控标准》（GB 36600—2018）中筛选值及所影响区域的地下水中污染物标准,此状况下粉煤灰符合填埋标准,可以进行填埋。该研究可为固废在矿坑生态化利用工程应用提供科学依据和参考。     

强碱性条件下的硫浮选试验研究

为避免金属矿尾矿硫浮选作业添加硫酸所带来的不便和危险,在保持强碱性条件不变的情况下,对某铅锌尾矿进行了硫浮选试验研究。根据高碱性条件下的硫浮选特点,采用新型硫捕收剂BK907,获得了与常规酸法选硫工艺相同的硫浮选效果。     

高铝粉煤灰在碱溶过程中的结构演变及行为

为了探究高铝粉煤灰在碱溶液中的反应规律, 利用XRD和SEM等手段分析了山西某地高铝粉煤灰与氢氧化钠溶液反应前后的结构演变及行为。研究结果表明 高铝粉煤灰主要由莫来石、石英和玻璃态物质组成, 其元素分布弥散。在120 ℃的氢氧化钠溶液中, 玻璃态物质能被较快分解, 而莫来石与石英溶解缓慢, 并生成铝酸钠与硅酸钠, 二者进一步生成钠硅渣。180 ℃下添加石灰时, 氢氧化钠溶液浓度不低于30 g/L时才能有效分解莫来石与石英, 形成铝雪硅钙石和铝酸钠。     

粉煤灰在不同碱源条件下水热合成A型沸石

以粉煤灰为原料,NaOH和Na2CO3,为碱源,进行了合成A型沸石的研究.粉煤灰被添加到不同浓度的碱液中制备出料浆,在固液比为100 g:400 cm3,在温度为393 K的条件下,水热搅拌合成沸石,反应时间分别为3 h和24 h.研究结果表明,NaOH作为碱源合成A型沸石与用Na2CO3比较,原料转化率高,产品结晶度大,合成时间短,但总体来说粉煤灰转化率不高.     

碱性粉煤灰对煤矸石硫污染防治技术

针对煤矿废弃物高硫煤矸石产生的硫污染,根据循环经济的原理,利用废弃物粉煤灰的碱性来解决煤矸石硫污染问题.采用柱状淋溶试验,通过碱性粉煤灰参与下的不同配比工艺来研究煤矸石硫污染防治的技术,以降低煤矸石硫化对土壤和水体的污染.研究结果表明,不同粒径的煤矸石分别与粉煤灰以等体积分2层（煤矸石为20 cm,粉煤灰为20 cm）配比和以等体积分4层（煤矸石和粉煤灰相间隔成4层,每层厚10 cm）配比处理均能有效地提高淋滤液pH值,降低淋滤液盐离子浓度,减少硫脱出量.对硫污染防治效果中2层配比厚20 cm粉煤灰处理优于4层配比每层厚10 cm粉煤灰处理,粉煤灰对淋滤液硫污染防治的贡献率最高达到64%,显示了粉煤灰在煤矸石硫污染治理中较好的应用潜力.     

地温与碱性条件对煤自燃影响的实验研究

为了确定葫芦素、门克庆煤矿地温与碱性条件对煤炭的自燃影响,利用热重实验分别分析在特定温度与碱性下煤样的热重曲线,进而研究其对煤炭自燃影响。研究结果表明:葫芦素、门克庆煤矿地温对煤氧化燃烧过程的特征温度点及失重量并无影响,对煤炭自燃失水失重阶段累积的热量值有一定程度的影响;葫芦素煤矿煤样在碱性条件下会一定程度上促进煤氧化自燃,但影响不大,只要加强正常防火工作即可,而门克庆煤矿碱性水对煤自燃有较大影响,可以通过对煤喷洒碱性水来抑制煤氧化自燃。     

粉煤灰基地质聚合物研究进展

粉煤灰制备成地质聚合物,不仅能够使固体废弃物得到资源化利用,而且还能够发挥地质聚合物在重金属离子吸附、防火保温、耐腐蚀以及低碳排放等领域的作用,从而实现资源的高效利用。主要总结了近年来粉煤灰基地质聚合物的研究及应用,并对当前存在的问题以及今后的发展趋势进行了总结和展望。     

钢纤维粉煤灰混凝土的研究现状及展望

钢纤维掺入到混凝土中能显著改善其抗拉、抗弯、抗冲击、抗疲劳性能,具有良好的阻裂限缩能力,并能大幅度提高混凝土的韧性;粉煤灰掺入到混凝土中能够减轻结构自重、增强抗震性、抗裂性、耐久性、耐火性,且粉煤灰的利用对保护环境有积极的影响,技术经济效益也有所提高。文中介绍了钢纤维粉煤灰混凝土的研究现状和应用情况,并对该新型复合材料的发展方向作了分析。     

粉煤灰处理含重金属废水的研究进展

介绍了粉煤灰吸附机理及其在重金属废水处理中的国内外研究现状。讨论了温度、接触时间、pH值、重金属浓度、粉煤灰投加量等因素对粉煤灰吸附性能的影响,指出了吸附饱和灰处置、产生污泥、灰水分离率不高等是该工艺目前存在的问题,介绍了提高粉煤灰吸附性能的改性方法。     

高掺量粉煤灰注浆材料在采空区治理中的应用

为减少矿山在综合治理工作中的成本问题,进行“粉煤灰掺量水泥注浆材料配比”实验研究.设计正交实验进行粉煤灰-水泥注浆材料析水率、结实率、抗压强度研究,对各实验方案可行性进行研究,优选出最优方案并进行现场工业实验研究.研究表明:固相比为单轴抗压强度的主要影响因素,水固比为析水率、结实率的主要影响因素,水玻璃掺量对试件抗压强...     

粉煤灰的环境特性

论述了粉煤灰中有害物质及其对环境产生危害的途径和粉煤灰危害性的特点，分析了粉煤灰的淋溶性、粉煤灰微量元素农作物吸收性和粉煤灰的放射性，认为粉煤灰总体上对环境不会产生严重危害，但粉煤灰存在环境危害性也是不争的事实．总结了当前粉煤灰环境特性研究状况，指出了研究过程中存在的主要问题，认为将粉煤灰利用研究与粉煤灰环境特性研究结合起来是粉煤灰综合利用的必由之路和发展方向．     

利用粉煤灰级配提高混凝土力学性能

研究了Ⅲ级粉煤灰及3种不同细度的磨细灰的掺量对混凝土拌合物力学性能的影响,结果表明:磨细粉煤灰中的亚微米颗粒越多,早期活性越高;但粉煤灰的过度细化会造成坍落度大幅度下降.SEM形貌分析表明,在28 d时,Ⅲ级粉煤灰的玻璃微珠并未发生水化反应.利用Andreasen方程探索了不同细度粉煤灰之间级配的协同作用效应,证明了Ⅲ级粉煤灰的微集料效应对混凝土强度起主要贡献.在考虑实际生产和应用中的制约因素情况下,对粉煤灰掺量为50%的混凝土进行4阶混料设计,导出了以坍落度、28 d抗压强度为函数的回归方程.     

粉煤灰合成P型沸石研究

通过分析粉煤灰的矿物组成、化学成分和P型沸石的合成机理,设计了粉煤灰水热法制备P型沸石的工艺流程,并重点介绍了粉煤灰合成时的n(SiO2)/n(A l2O3)、n(Na2O)/n(SiO2)、n(H2O)/n(Na2O)、晶化温度和时间以及晶种添加等方面的原理及工艺参数选择,为粉煤灰合成高品质的P型沸石提供借鉴。     

粉煤灰对高性能混凝土工作性的影响研究

研究了粉煤灰掺量对混凝土工作性的影响,研究结果表明,在40%掺量范围内,随着粉煤灰掺量的增加混凝土的流动性增大,掺入粉煤灰能明显改善混凝土坍落度的经时损失。还分析了粉煤灰对混凝土工作性的影响机理。     

硫酸铵焙烧粉煤灰提铝

采用硫酸铵焙烧法从粉煤灰中提氧化铝,通过单因素试验,研究了焙烧时间、焙烧温度和硫酸铵与粉煤灰质量比对氧化铝提取率的影响。正交试验结果表明,试验过程中各因素对氧化铝提取率的影响由大到小的顺序为:焙烧时间>焙烧温度>硫酸铵与粉煤灰质量比。最佳试验条件为硫酸铵与粉煤灰质量比为9∶1、焙烧温度为550℃、焙烧时间为60 min,氧化铝的提取率可达到81%。     

粉煤灰回收氧化铝工艺研究现状及进展

综合利用高铝粉煤灰中的高价值元素,特别是成分占比较高的铝元素,不仅可以降低我国对国外优质铝土矿的依赖度,而且可以缓解我国燃煤电厂的固废处理压力.阐述了粉煤灰的一些基本性质以及从粉煤灰中提取氧化铝的技术进展,对粉煤灰提取氧化铝的碱法工艺、酸法工艺、酸碱联合及碳热还原法、生物浸出法、气相提取法等工艺进行了介绍,并指出了不同...