石煤提钒酸浸渣地聚物的制备及其性能研究

摘要

随着酸浸提钒工艺在石煤提钒领域的逐渐成熟，将产生大量的石煤提钒酸浸渣，石煤提钒酸浸渣的大量产生不仅占用土地，而且极易引起二次环境污染。本研究为实现石煤提钒酸浸渣的二次资源化综合利用，以石煤提钒酸浸渣为主要原料制备地聚物，在研究石煤提钒酸浸渣和处理后的石煤提钒酸浸渣自身特性的基础上，考察了处理后的石煤提钒酸浸渣直接制备地聚物的最佳工艺条件，探索了石煤提钒酸浸渣制备地聚物的最佳活化方式，并对上述两种地聚物试样进行了微观分析、抗化学侵蚀性能分析和热稳定性分析，而且对部分经过性能检测的地聚物试样进行了微观分析，主要结论如下：
　　（1）以制备的地聚物试样的抗压强度为指标，考察经过处理石煤提钒酸浸渣制备地聚物的最佳工艺条件，并对最佳工艺条件下制备的地聚物试样进行微观分析。研究发现：当处理渣和偏高岭土的质量比为4:1，碱激发剂为NaOH+Na2SiO3的复合激发剂，其中NaOH的掺量为11％，Na2SiO3的掺量为10%，液固比为0.32，胶砂比为1:1时，制备的地聚物试样的抗压强度最高，微观分析发现该试样中出现了沸石相和C-S-H的衍射峰，其中的Si-O-Si振动峰逐渐转化为Si-O-Al的振动峰，结构较为致密，孔隙较少。
　　（2）以制备的地聚物试样的抗压强度为指标，考察活化方式对地聚物性能的影响，确定最佳活化工艺为机械-化学活化，其中化学活化剂为 Ca(OH)2，其掺入量为8%，充分混合后机械振磨1min，即可得到活化渣，该活化渣在同样的制备条件下制备的地聚物的抗压性能最好。对该条件下制备的地聚物试样进行微观分析发现：活化后制备的地聚物试样中的沸石相增多，微观形貌主要呈现大片的凝胶相，结构均匀、致密。
　　（3）对石煤提钒处理渣地聚物和石煤提钒活化渣地聚物进行抗化学侵蚀和耐高温试验，结果表明，经活化后的尾渣制备的地聚物的抗化学侵蚀能力和热稳定性增强，说明活化后的尾渣制备的地聚物的性能优于未活化尾渣制备的地聚物试样。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 绪论

1.1 石煤提钒酸浸渣

1.2 地聚物简介

1.3 石煤提钒浸出渣制备地聚物的研究现状

1.4 研究意义及研究内容

第2章 试验原料、试验设备及分析方法

2.1 试验原料

2.2 试验设备

2.3 研究方法

第3章 石煤提钒酸浸渣制备地聚物的试验研究

3.1 试验部分

3.2 处理渣的特性分析

3.3 处理渣制备地聚物的试验结果

3.4 处理渣基地聚物的微观分析

3.5 本章小结

第4章 活化处理渣制备地聚物的试验研究

4.1 试验部分

4.2 活化处理渣制备地聚物的试验结果

4.3 活化渣基地聚物的微观分析

4.4 本章小结

第5章 地聚物试样的抗化学侵蚀试验研究

5.1 试验部分

5.2 地聚物试样的抗化学侵蚀试验的研究结果

5.3 部分地聚物试样的微观分析

5.4 本章小结

第6章 地聚物的热稳定性试验研究

6.1 试验部分

6.2 地聚物试样的热稳定性研究结果

6.3 部分地聚物试样的微观分析

6.4 本章小结

第7章 结论、创新点与展望

7.1 结论

7.2 创新点

7.3 展望

致谢

参考文献

附录：攻读硕士学位期间研究成果及参与的科研项目