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文檔簡介
1、赤泥是生產(chǎn)氧化鋁時所排出的固體廢棄物,排放量大,因其堿含量高、活性低,難以有效利用。目前主要的處置方式是露天堆存,會占用大量土地、引起地下水和空氣污染,亟待處理。
本論文針對拜耳法赤泥含堿量高,用在建筑材料中會引起堿集料反應、泛白的問題,利用XRD、火焰光度計等檢測手段研究了堿在赤泥中的存在形式(可溶堿、非可溶堿)及比例。同時以堿溶出率、凈漿強度為控制目標,研究了赤泥在活化(熱活化及加鈣熱活化)過程中可溶堿和不可溶堿的變化規(guī)律
2、及其對赤泥活性的影響。利用物相耦合原理,研究了利用粉煤灰高溫吸收赤泥可溶堿降低赤泥可溶堿新技術(shù),并在系統(tǒng)研究粉煤灰摻量、細度、養(yǎng)護時間對粉煤灰固結(jié)赤泥可溶堿效果影響的基礎上,研究了粉煤灰固堿機理。主要結(jié)論如下:
?。?)拜耳法赤泥中的堿主要分為兩部分:一部分是可溶性堿,是在溶出鋁土礦過程中帶入的附著堿液,一部分是不可溶性堿,是鋁土礦中的SiO2與鋁酸鈉溶液反應生成的不溶性水合鋁硅酸鈉,主要以鈣霞石的形式存在。其中赤泥中可溶堿含量
3、占總堿量的54%,非可溶堿占總堿量的46%。
(2)在赤泥活化過程中,其可溶堿含量隨溫度的升高先升高后降低,在700℃時達到最大值,表明此時水合鋁硅酸鈉的結(jié)合度低,離子溶出率大,故活性較高。在煅燒溫度升高的過程中,赤泥中的一些含水礦物在500℃之前分解,并且鈣霞石的衍射峰強度開始降低,所以可溶堿含量逐漸增大,在800℃開始出現(xiàn)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的鈣鋁黃長石和鈉鋁黃長石,Na2O被固結(jié)在穩(wěn)定的鈉鋁黃長石中,所以可溶堿含量有所降低,900℃
4、時結(jié)晶度進一步增大,更多活性物質(zhì)被固結(jié),離子溶出率減少,故可溶堿含量進一步降低。不同溫度下可溶堿含量的變化與凈漿試塊的早期強度變化一致,但隨著齡期的增長,在900℃以下時,試樣的抗壓強度逐步增長,在900℃出現(xiàn)下降。并且在煅燒過程中,赤泥中的堿含量隨著溫度的升高而有所揮發(fā),800℃之前揮發(fā)量較大,800℃之后,Na2O被固結(jié),揮發(fā)量減小。
?。?)赤泥中加入不同比例的石灰并在1200℃下煅燒,生成具有水化活性的C2S及可溶出的鋁
5、酸鈉,提高了赤泥的活性,最高堿溶出率可達82.55%。在低齡期時,凈漿試塊的強度與堿的溶出率一致,但齡期增長后,C2S水化程度增大,提高了凈漿試塊的強度。
(4)利用粉煤灰在高溫養(yǎng)護下與赤泥作用可以降低可溶堿的含量。赤泥與粉煤灰比例為1:2.5時,赤泥的堿溶出率最低;粉煤灰細度越大,赤泥可溶堿的含量越低;隨著養(yǎng)護時間的增加,粉煤灰-赤泥材料中的可溶堿含量降低。經(jīng)XRD檢測可知,鈉與粉煤灰溶出的Al2O3、SiO2反應生成了不溶
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