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利用钾长石尾矿制备矿物聚合材料的实验研究 总被引：32，自引：1，他引：32
以福建沙县田口钾长石尾矿粉体为主要原料，以煅烧高岭石作配料，硅酸钠作结构模板剂，氢氧化钠作激活剂，进行了制备矿物聚合材料的实验研究，实验样品静置固化7－28d，其抗压强度高达19.4-24.9MPa。耐酸性，耐碱性指标均优于相似建材的国家标准。在配料组成中，控制高岭石用量为20％，适当提高硅酸钠的用量和固／液化，有利于提高制品的力学性能。实验表明，材料抗中度随固化时间的延长而叶抛物线式发展，矿物聚合材料的形成过程为：铝硅酸盐固体组分的溶解络合，分散迁移，浓缩聚合，脱水硬化。由铝硅酸盐凝胶相固化而在的基体相，其化学组成与沸石相近，微观结构极可能与蛋白质类似，物理形态上呈三维网状结构，将未溶解的晶质颗粒胶结为坚硬块体，是矿物聚合材料获得良好力学性能的结构基础。 相似文献
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利用富钾岩石提钾后的废渣代替硅酸钠 (钾 )、大部分高岭石和氢氧化钠 (钾 ) ,以粉煤灰为主要原料 ,制备出矿物聚合材料 ,并采用正交实验确定其优化工艺条件为 :煅烧高岭石用量为 10 %～ 15 % ,废渣用量约 35 % ,氢氧化钠用量为 5 %～ 6 %。代表性样品的 7d抗压强度可达到 4 0～ 5 0MPa ,耐酸性、耐碱性分别为 99.99%和 10 0 % ,密度1.77～ 1.88g/cm3 ,收缩率 0 .13%～ 0 .2 8% ,导热系数 0 .4 8～ 0 .5 1W/m·K ,平均硬度 3.4 3。X射线粉末衍射分析表明 ,由铝硅酸盐聚合反应形成的基体相呈非晶态。扫描电镜分析絮凝状的基体相与粉煤灰玻璃体结合紧密 ,从而为制品具备良好的力学性能提供了结构基础。该矿物聚合材料成本低廉 ,同时又能利用粉煤灰等工业固体废物而达到改善环境的目的 相似文献
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矿物聚合材料:研究现状与发展前景 总被引：53，自引：1，他引：53
矿物聚合材料是以铝硅酸盐矿物或工业固体废物为主要原料 ,以高岭石作配料 ,硅酸钠作结构模板剂 ,氢氧化钠作激活剂而制成的一类新型无机非金属材料。其形成过程为 :铝硅酸盐固体组分的溶解络合、分散迁移、浓缩聚合和脱水硬化。由铝硅酸盐凝胶相形成的基体相 ,其化学组成与沸石相近 ,微结构极可能与蛋白石类似 ,物理形态上呈三维网络结构 ,将未溶解的固体颗粒胶结为坚硬块体 ,是材料获得良好力学性能和化学稳定性的结构基础。矿物聚合材料的性能主要受配料组成和聚合反应的动力学过程所控制 ,其抗压强度随固化时间的延长而呈抛物线式发展。系统研究配料组成和固化条件对铝硅酸盐聚合反应的影响 ,建立表征矿物聚合材料组成结构性能的物理模型 ,是对其进行结构性能设计的理论基础 ,也是利用铝硅酸盐聚合反应实现工业固体废物资源化的技术关键。 相似文献
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矿物聚合材料固化过程中的聚合反应机理研究 总被引：15，自引：2，他引：13
以粉煤灰、高岭石等为原料,制备出具有良好力学性能和耐酸性的矿物聚合材料制品,可代替部分硅酸盐水泥制品。根据矿物聚合材料制品在3 d、7 d、14 d、28 d的X射线衍射(XRD)、红外光谱（IR）、扫描电镜（SEM）、核磁共振（NMR）等测试分析结果,研究了该材料固化过程中的聚合反应机理。研究结果表明,矿物聚合材料在固化过程中的反应如下：（1）粉煤灰中的玻璃相在强碱的作用下首先发生溶解,其中部分Si-O、Al-O键发生断裂;（2）断裂之后的Si、Al组分在碱金属离子Na+、OH- 等作用下形成Si、Al低聚体（-Si-O-Na、-Si-O-Ca-OH、Al(OH)-4、Al(OH)2-5、Al(OH)3-6）,而后随着溶液组成和各种离子浓度的变化,这些低聚体形成凝胶状的类沸石前驱体;（3）前驱体脱水形成非晶相物质。核磁共振分析结果表明,28 d制品中,Si的存在方式以Q4为主。研究结果为进一步揭示矿物聚合材料的形成机理、改善制品的性能奠定了良好的基础。 相似文献
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高炉渣基矿物聚合材料的制备及其对铅离子的固定 总被引：1，自引：0，他引：1
以高炉渣和煅烧高岭土为粉体原料,KOH溶液为激活剂,采用振动成型方法,在20℃下养护24 h,制备矿物聚合材料。实验样品静置固化28 d,采用压力试验机可测得其抗压强度高达24~65 MPa。矿物聚合材料制品在1 d、3 d、7 d、28 d的X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)等测试分析表明,高炉渣中的玻璃相在强碱的作用下发生溶解,之后形成Si、Al低聚体,最后形成各种晶体。采用矿物聚合材料可以有效地固定Pb2+。用含Pb2+的溶液配制矿物聚合材料,静置固化28 d,测其抗压强度以及Pb2+溶出率。实验结果表明,Pb2+的存在降低了矿物聚合材料的1 d的抗压强度,但对7 d及28 d抗压强度没有影响,聚合材料对Pb2+固定率达到99.9%。 相似文献
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基体相在矿物聚合材料结构中起与其他矿物表面键合的作用 ,是材料强度的来源。本实验以富钾岩石提钾后的硅铝质溶胶相加NaOH固体 ,在 6 0℃下制备矿物聚合材料基体相 ,并采用XRD、SEM、IR、NMR等分析手段研究了不同固化时间基体相的结构。研究结果表明 ,在基体相的形成过程中 ,没有新的结晶相产生 ,说明基体相为一种半晶质到非晶质物相 ;随着固化时间的变化 ,其自身 [SiO4]4-四面体发生解聚又重新聚合 ,聚合后基体相形成了致密完整的块体 相似文献
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非水溶性钾矿制取碳酸钾: 副产硅铝胶凝材料 总被引：1，自引：0，他引：1
白云鄂博稀土-铌-铁矿床上部围岩产富钾板岩, 其K2O平均含量达13.0%, 钾资源储量巨大.矿石的物相组成以微斜长石、黑云母为主, 是一种重要的非水溶性钾矿资源.实验表明, 以碳酸钠为助剂, 经中温烧结, 矿石分解率达98.2%以上.烧结物料中K2O的浸出率约70%, 且在水浸酸化反应过程中, 大部分Fe3+、Ti4+、Mn2+、Mg2+、Ca2+等杂质离子与硅铝质胶体同时沉淀析出, 为制取电子级碳酸钾提供了可能.硅铝质胶体滤渣用于制备矿物聚合材料.采用本项技术开发利用此类非水溶性钾矿资源, 符合节能高效和“清洁生产”的要求, 兼有规模化经济效益和良好的环境效益. 相似文献
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利用金矿尾砂制备矿物聚合材料的实验研究 总被引：9，自引：3，他引：9
利用北京平谷金矿尾砂、变高岭石、NaOH、KOH和水玻璃制备了矿物聚合材料 ,正交实验结果表明 35℃时的优化条件为尾砂含量 80 %～ 82 5 %、固 /液比 4 3～ 4 7、水 /碱比为4～ 5 (均为质量比 ) ,升高温度、延长固化时间及室温放置时间均会使矿物聚合材料的抗压强度显著提高。将金矿尾砂制备成矿物聚合材料 ,可使部分CN-转化成无害的CO2 -3 和H2 ,其他则以夹持 (物理 )方式固定下来 ;当存在Fe2 +或Fe3+离子时 ,CN-以氰化铁的化学方式固定下来。该矿物聚合材料在 1mol/L的HCl溶液中浸泡 30d ,质量损失 5 6 % ,结构完好 ,表现出良好的抗酸性。在 6 0℃下固化 2 4h ,室温放置 6d后抗压强度为 2 2MPa ;在 6 0℃下固化72h ,抗压强度为 36 6MPa。该研究为金矿尾砂的利用提供了一条新途径。 相似文献
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以粉煤灰为主要原料，石灰、水玻璃、NaOH、石膏为辅料，经湿法球磨、坯体成型、蒸压养护（192℃，1．3MPa，9h）制备新型墙体材料。研究表明，制品的体积密度为1．14±0．02g／cm^3,导热系数约0．12W／（m·K），饱水抗压强度达13．11～15．42MPa，含水率和吸水率分别为19．84±0．06％和44．42±0．23％。以制品的抗压强度为指标，得到优化配料组成为：粉煤灰73％，石灰12％，石膏3％，水玻璃10％，NaOH2％，固液质量比为2．0。XRD分析结果表明，制品中的结晶相主要为莫来石和托贝莫来石。制品抗压强度优于普通粘土砖MU10的标准要求，体积密度减小1／3，绝热性能明显改善，可作为实心粘土砖的良好替代材料。 相似文献
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通过利用金矿尾砂制备矿物聚合材料，系统地讨论了不同条件下材料抗压强度变化趋势。所用原料配比为80％金矿尾砂、20％变高岭石、固／液质量比为4．7及水/碱质量比为5，采用半干压法成型，在某一温度下固化一定时间，测定材料的力学强度。实验结果为固化温度从60℃升高到80℃、成型压力从8MPa、16MPa加大到24MPa及固化时间从24h延长到72h都会使材料的抗压强度提高；室温放置时间3、7、14、28d，抗压强度呈增高趋势；外加碱激发剂KOH比Na0H所形成的材料抗压强度高，当碱(Na20或Na20 K20)／SiO2摩尔比为1时，材料的强度达到最大值；钾长石含量较多的骨料比石英骨料及含钾长石较少的骨料材料抗压强度高。实验结果表明，温度升高、成型压力加大和固化时间延长均促进了聚合反应的发生。材料在室温下由于不断从空气中获得水分而使聚合反应不断发生。碱激发剂中K^ 比Na^ 更易使聚合作用进行。含料中高度聚合的钾可被释放出来参与聚合反应。骨料在矿物聚合反应过程中主要以惰性填充方式存在，但仍然参与了聚合反应。 相似文献
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以合成花岗岩、水、不同浓度的盐酸溶液、氢氟酸溶液作为反应初始物,在850℃,100 MPa,接近于NNO的条件下开展了金在不同花岗质熔体中溶解度的实验研究,实验固液相产物中的金含量使用石墨炉原子吸收法测定。实验结果显示,金在花岗质熔体中的溶解度变化范围为1.87～156.62μg/g,流体相中金的溶解度为0.31～6.92μg/g;金在熔体相中的溶解度较其在共存液相中的高。花岗质熔体相中金的溶解度明显受熔体化学组成的影响,过碱性富钠花岗质熔体中金的溶解度明显高些;金在花岗质熔体中的溶解度随着熔体中Na2O/K2O摩尔比增大而增大;在氟氯共存岩浆体系中,氟含量变化对金在熔体相中的溶解度影响不明显,而液相中氯含量增大有利于提高金在流体相中的含量。 相似文献
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The potential to use the alkaline residue products fly ash, green liquor dregs, and lime mud originating from paper mills as dry cover materials to seal tailings has been investigated. Metals concentration in lime mud and fly ash had the lowest and highest contents, respectively. The tailings (<1 % sulfur content, primarily pyrite) were disposed about 50 years ago and originated from the former Rönnskär mine site in Sweden. The results of chemical composition analysis show that the raw unoxidized tailings are active toward oxidation, while the components of the adjacent oxidized tailings are not. To quantify the release of metals from the tailings and to evaluate the effect of a sealing layer on oxidation and weathering of the tailings, batch leaching tests were conducted in which leachate from alkaline residue materials was fed to the tailings. The results show that a higher concentration of most trace elements is leached from the unoxidized tailings than from the oxidized tailings. Except As and Cr, the rest of analyzed metals (Cd, Cu, Ni, Pb) became immobilized in response to the increased pH as a consequence of the amendment. The three tested alkaline amendments show a similar potential for preventing the release of metals (with the exception of As and Cr) from the tailings. Under either aerobic or anaerobic conditions, microbial activity was found to be of minor importance. XRD analysis of the field samples revealed that it was feasible to use alkaline residue products in covering tailings, and that it was advantageous to use ash as a cover material more than dregs. 相似文献
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硅酸盐体系的化学平衡:(1)物质平衡原理 总被引：6，自引：5，他引：6
通过具体应用实例,系统介绍了在硅酸盐体系的化学平衡研究中,依据物质平衡原理,求解“相混合方程”(PME)而进行物相定量分析的“相混合计算”(PMC)方法。应用实例包括矿物原料和结晶岩物相的定量分析,复杂固溶体矿物的端员组分计算,多组分硅酸盐陶瓷的配料比例计算,以及硅酸盐陶瓷制品物相的定量分析。物相定量分析结果是结晶岩和工业岩石原料分类命名的基础,可以为改进矿物原料预处理工艺提供依据,也是研究硅酸盐体系的化学平衡、对材料制备过程进行热力学分析的基础。实际计算中必须合理估计各种分析数据的累积误差。优化计算结果的理论依据主要有矿物晶体化学原理、矿物共生组合规律和次要组分分配的固溶体矿物相优先原则。 相似文献
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硅酸盐体系的化学平衡:(2)反应热力学 总被引：6，自引：4，他引：6
通过具体的应用实例,系统介绍了在矿物材料学研究中硅酸盐体系的多相平衡反应热力学的基本原理。对硅酸盐体系的典型多相平衡反应进行了热力学计算,包括:(1)微晶玻璃制备过程中的硅酸盐熔融反应;(2)霞石正长岩和高铝粉煤灰利用技术中的硅酸盐烧结反应;(3)S iO2-CaO-H2O体系和KA lS i3O8-CaO-H2O体系雪硅钙石、硬硅钙石的水热晶化反应;(4)高铝粉煤灰和霞石正长岩烧结产物的溶解反应;(5)Na[A l(OH)4]-A l(OH)3-H2O体系和Na2SO4-Ca(OH)2-H2O体系中α-A l(OH)3和CaSO4.2H2O的析晶反应。研究成果可望对矿物材料制备实验方案设计、工业生产过程优化及改进产品性能提供理论指导,同时为同类材料学研究提供借鉴。 相似文献
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Daniela Porcino Vito Nicola Ghionna Raffaella Granata Vincenzo Marcianò 《Geomechanics and Geoengineering》2016,11(2):164-175
The purpose of this paper is to investigate mechanical and hydraulic properties of sands treated with mineral-based grouts through the results of a laboratory test programme consisting of unconfined compression tests (UCS), triaxial bender element tests (BeT) and constant flow permeability tests in triaxial apparatus. An improved apparatus was set up for obtaining high quality, multiple grouted specimens from a single column. Two selected natural sands having different grain sizes were grouted with two mineral-based silica grouts, resulting in different levels of improvement. The behaviour of the sands treated by mineral grouts, in terms of strength, initial stiffness and permeability, was compared with that exhibited by more traditional silicate grouts. The results of this study indicate that sands treated with mineral grouts result in higher strengths, higher initial shear modulus and lower permeability values than the sands treated with the silicate solution. The effect of grout type, effective confining pressure, and sand particle-size on small-strain shear modulus of grouted sand specimens was evaluated. Based on test results, the small strain shear modulus increment from treated to untreated specimens has been correlated with the unconfined compressive strength, obtaining a unique relationship regardless of grout type and grain-size of tested sands. 相似文献