罗中秋
,
周新涛
,
贾庆明
,
郝旭涛
,
夏举佩
,
陈卓
,
左艳玲
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2016.09.019
利用砷酸根(AsO3－4)与钠明矾石结构中硫酸根(SO2－4)之间的类质同象取代形成砷钠明矾石固溶体是实现砷固化/稳定化的1种新方法.本文以硫酸钠(Na2 SO4)、硫酸铝(Al2(SO4)3.18H2 O)和砷酸钠(Na3 AsO4.12H2 O)分别作为Na、Al和As源,研究溶液初始n(As/(As＋S))aq对砷钠明矾石合成的影响,同时采用XRD、ICP、SEM-EDS、FT-IR和TG-DSC等手段对其沉淀物进行表征分析.结果表明,当n (As/(As＋S))aq＝0~0．178时,沉淀物为钠明矾石相,砷最大键合率为8％；当n(As/(As＋S))aq＝0．185时,沉淀物为钠明矾石＋无定形相＋砷铝石三相混合物,砷在钠明矾石相中的键合率有所提高,可达14％.AsO3－4在钠明矾石结构中的键合机制为,AsO3－4直接取代结构中 SO2－4,两者的电荷差异通过结构中羟基(OH－)的质子化进行补充.随着AsO3－4对钠明矾石相中 SO2－4取代量的增加,晶胞参数 c、V 呈规律性轻微膨胀,原因归于 As-O 半径(0．1682 nm)大于S-O 半径(0．1473 nm).
关键词:
砷
,
固化/稳定化
,
钠明矾石
,
固溶体
周元康
,
夏举佩
,
周新涛
,
罗中秋
,
朱宏伟
,
冯淼
硅酸盐通报
首先研究了含砷废渣在不同pH值条件下砷毒性浸出特性,结果表明,其砷浸出均远超过国标5 mg/L要求,属危险废弃物.以磷渣为胶凝材料基体材料,在固定含砷废渣∶胶凝材料∶砂=0.3∶0.5∶0.2的配比下,通过单因素实验分别研究了石灰、矿物激发剂及外加剂水玻璃对固化的影响,结果表明,胶凝材料最佳配比为磷渣∶矿物激发剂∶石灰=78∶12∶10,水玻璃用量为4.5％,在此条件下,固化体28 d抗压强度高达26.35 MPa,砷浸出浓度1.86mg/L,在不同pH环境下砷浸出均能满足国标要求(＜5 mg/L).
关键词:
含砷废渣
,
磷渣
,
固化
,
浸出毒性
朱宏伟
,
夏举佩
,
周新涛
,
罗中秋
,
周元康
,
冯淼
硅酸盐通报
利用矿渣基低温陶瓷胶凝材料对硫砷渣进行固化,考察砷渣的石灰预处理、养护条件及砷渣的掺量对固化效果的影响.结果表明:m(石灰)/m(硫砷渣)=0.8是固化硫砷渣最佳的预处理配比;固化体在0.7 MPa压力下养护后强度和As浸出率都较常压养护的好;0.7 MPa压力养护下,随着预处理硫砷渣掺量的增加,固化体的砷浸出浓度逐渐升高,但砷浸出率均低于1％,且预处理硫砷渣掺量小于等于20％时,固化体As浸出浓度能达到国家标准.
关键词:
矿渣
,
胶凝材料
,
固化
,
硫砷渣
,
As浸出
司常钧
,
张召述
,
罗中秋
,
夏举佩
硅酸盐通报
本文以拜耳法赤泥固化堆存为背景,研究了拜耳法赤泥的物理特性和自然沉降特性,比较了不同促沉剂在不同掺量条件下对赤泥浆体沉降性能的影响；通过正交试验优选出赤泥促沉剂的合理配比:腐植酸钠/萘系减水剂/六偏磷酸钠/十二烷基苯磺酸钠=1/11/2/3,在浓度为40％的赤泥浆体中掺用3.4‰的促沉剂,沉降8h后沉降层浆体浓度可以达到52.6％,24h后沉降层浓度可以达到59.8％；与自然沉降24h相比,沉降层浓度提高了27％；对强化浓缩赤泥进行固化,并与自然沉降赤泥固化体相比,内聚力提高了50％,提高了固化堆存的稳定性和安全性.
关键词:
拜耳法赤泥
,
沉降
,
堆存
郝旭涛
,
周新涛
,
罗中秋
,
陶志超
,
陈小凤
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2015.13.006
研究了不同种类早强剂、减水剂等功能外加剂对铬铁渣基复合材料性能的影响。通过单因素实验考察了不同掺量的 NaCl (NC)、Na2 SO4(NS)、NaF (NF)和Al2(SO4)3(AS)等4种无机早强剂对铬铁渣基复合材料性能的影响,利用正交试验考察4种早强剂与木钙(CL)减水剂的复配对复合材料性能及结构的影响,得出复合型外加剂的最佳方案及组成,即 NC为0．6％,NF 为0．6％,NS 为1．2％,AS 为0．7％,CL为0．25％。采用 XRD 和 SEM 等测试方法分析复合材料水化产物物相组成和微观形貌。研究表明,复合型外加剂加速并促进了铬铁渣基复合材料水化进程,降低孔隙率,提高复合材料的密实度。复合型外加剂具有减水和早强叠加效应,改善流动性的同时提高复合材料的强度,其3,28 d 抗压强度可达37．44和66．29 MPa,分别提高了46．6％和18．4％。将无机早强剂与减水剂进行复合设计,既能发挥无机早强剂的良好早强效果,又能弥补早强剂后期强度的不足。
关键词:
外加剂
,
铬铁渣
,
早强剂
,
减水剂
,
复合设计
蔡发万
,
周新涛
,
夏举佩
,
罗中秋
,
满亮
,
朱琳
硅酸盐通报
本文以铝土矿尾矿矿物组成、颗粒分布为基础,研究了铝土矿的自然沉降特性及影响因素,通过单因素实验优选了沉降促沉剂种类和用量,采用正交实验对促沉剂的用量级配进行了优化,研究结果表明,四种促沉剂的最佳配比为:草酸钠/二水合柠檬酸钠/肥皂粉/腐殖酸钠=4/2/1/4,当复合促沉剂投加量为27 g/t时,可在100 min内将浓度为15％的铝土矿尾矿浆浓缩到27％,尾矿浆的泌水比是自然沉降的2.6倍,沉降层浓度较自然沉降提高了37％,提高了水的回用率,并为尾矿的固化堆存提供了条件.
关键词:
铝土矿尾矿
,
沉降
,
泌水比
,
促沉剂
陈小凤
,
周新涛
,
罗中秋
,
陶志超
,
郝旭涛
,
陈卓
硅酸盐通报
化学沉淀法利用(亚)砷酸根(AsO33-/AsO43-)与多种金属阳离子形成难溶化合物,进而实现砷的固化/稳定化,在含砷废水除砷及含砷废弃物固化方面被广泛应用.本文简要介绍了国内外在化学沉淀法固化/稳定化除砷技术方面的研究现状,对不同低溶解度砷酸盐,包括砷酸钙(Ca-As盐)、臭葱石(FeAsO4·2H2O)、砷铝石(AlAsO4· 2H2O),及含砷明矾石族矿物(砷黄钾铁矾(KFe3(SO4)2.x(AsO4)x(OH)6)、砷钠明矾石(NaAl3(SO4)2-x(AsO4)x(OH)6)的砷毒性浸出特性进行了对比分析.研究表明:低溶解度的砷酸盐(砷酸钙、臭葱石、砷铝石)的砷浸出浓度均较高,超过5 mg/L,不利于长期堆存.而砷黄钾铁矾和砷钠明矾石固溶体具有溶解度低,固砷效率高等优点,其中砷钠明矾石固溶体具有更好的中长期稳定性,在pH为5～8时,其砷浸出浓度为0.01 ～0.1 mg/L.由此可见,利用砷钠明矾石固溶体固砷有望成为处理含砷废水和含砷废渣的一种潜在手段.
关键词:
化学沉淀法
,
砷酸盐
,
固溶体
,
固化/稳定化
,
毒性浸出
罗中秋
,
司常钧
,
樊斌
,
周新涛
硅酸盐通报
本文以拜耳法赤泥固化干堆为背景,研究了低温陶瓷胶凝材料对赤泥固化效果的影响.结果表明,在浓度为60％的浆体中加入胶凝材料可显著提高材料土工力学性能.同时XRD、SEM分析表明,低温陶瓷胶凝材料中活性硅酸盐矿物在赤泥游离碱激发作用下,反应生成水化铝硅酸盐和水化硅酸盐,这些水化产物填充于赤泥颗粒间,使颗粒胶结连接成具有一定承载力的复合材料,实现了尾矿的安全堆存.
关键词:
赤泥
,
低温陶瓷胶凝材料
,
固化
何欢
,
周新涛
,
罗中秋
,
史桂杰
,
张明琴
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.18.025
利用富含铁氧化物的铜渣和磷酸二氢钾反应制备铁系磷酸盐化学键合材料,并将其作为基体材料固化重金属离子Pb2+.研究了原料配比、缓凝剂及硝酸铅掺量对胶凝材料初凝时间和抗压强度的影响.结果表明,当m(P)/m(CS)为1/4及硼砂掺量为2％时,材料性能最好,自然养护28 d和常压蒸汽养护24 h抗压强度分别可达44.78 MPa和30.48 MPa.随着重金属铅掺量的增加,固化体抗压强度逐渐降低,铝掺量为4.5％时,自然养护28 d和蒸汽养护24 h固化块抗压强度均大于10MPa.对固化体的重金属毒性浸出试验表明:铁系磷酸盐化学键合材料对重金属离子Pb2+具有很好的固化效果,固化体毒性浸出质量浓度远低于国家浸出毒性鉴别标准限值(5 mg/L).通过XRD、SEM和FTIR对重金属固化体进行表征分析,发现固化体中形成了PbHPO4和Pb3 (PO4)2等重金属磷酸盐产物,并被铁系磷酸盐胶凝相物质紧密包裹,从而通过化学键合和物理包裹等双重作用实现重金属Pb的稳定固化.
关键词:
铜渣
,
磷酸盐化学键合材料
,
固化
,
重金属毒性浸出
陶志超
,
周新涛
,
罗中秋
,
陈小凤
,
郝旭涛
,
陈卓
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.09.022
含砷废渣作为一种持久性污染物被广泛关注，固化／稳定化技术是治理含砷废渣的一种行之有效的途径。对硅酸盐水泥基胶凝材料固砷效果以及其固化机理等方面的研究进行了综述，水泥水化过程中产生的大量Ca（OH）2与可溶性砷酸盐反应生成较为稳定的砷酸钙盐，降低砷的浸出浓度，从而实现砷的有效固化，但其存在污染物包容量小、耐久性差等缺点。本课题组提出了利用地聚物水泥（地聚物材料）固化含砷废渣，通过在地聚物材料水化聚合过程中，以同晶取代的方式实现 AsO43－与 SiO44－、AlO45－之间的化学键合，并辅以地聚物材料的高强、耐久性好的优良特性，利用地聚物材料固化含砷废渣实现砷的大容量、持久性地安全稳定固封。
关键词:
含砷废渣
,
固化/稳定化
,
地聚物材料
