赤泥-煤矸石混合物复合活化的火山灰特性

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1、毕业设计(论文)英文文献翻译及原文学院材料科学与工程学院__________专业及班级无机非金属材料姓名学号指导教师日期2014年3月赤泥-煤矸石混合物复合活化的火山灰特性赤泥-煤矸石混合物复合活化的火山灰特性摘要：赤泥-煤矸石复合活化的火山灰特性已通过TG、DTA、XRD、红外光谱和27AlMASNMR进行研究。从反应动力学的角度来看，发现火山灰反应机理的复合活化对赤泥-煤矸石-石灰体系是确定连续扩散到14天，并在系统中增加CaO的含量根据jander方程计算得到反应速率常数的下降。赤泥-煤矸石在环境温度石灰系统

2、中形成的水化产物基本上是铝质C-S-H和Ca3Al2O6.xH2O。从TG分析结果中，认为在浆体研究系统的Ca(OH)2高含量是不利于水化产品非蒸发水含量的不断上升。特别感兴趣的是，27AlMASNMR被证明是有效的技术以获得Al[4]在C-S-H和Ca3Al2O6.xH2O中有价值的信息。关键词：火山灰反应赤泥煤矸石石灰反应动力学1简介众所周知,中国生产了大量的氧化铝。然而,生产一吨氧化铝产生0.8-1.5吨的赤泥。据估计,中国每年排放超过700万吨的赤泥[1]。氧化铝生产产生的赤泥的大量排放造成了严重的环境问题

3、。与此同时,中国还有煤炭的大量生产。然而生产煤炭产生的赤泥也是个不容忽略的问题。绝大多数的煤矸石被储存,不仅仅导致当地的生态和环境问题,也威胁着当地居民的安全。为了确保赤泥和煤矸石的安全性,回收这两个固体废物了已经成了挑战性的任务迫切被中国政府机构所考虑。利用赤泥和煤矸石作为水泥添加剂或一部分水泥替代材料是一个有前途的方向去有效地消耗大量的这两个固体废物,导致的主要利益和能源资源的节省也减少了环境污染。据报道,煅烧后的赤泥具有火山灰性[2]。铝土矿煅烧产生赤泥，煅烧温度为600°C通常可以使赤泥获得最好的胶结属性[

4、3，4]。由铝土矿煅烧法生产的赤泥包含一些数量的非晶态铝硅酸盐材料和三水铝矿,在煅烧过程中它们可以转化为活性二氧化硅和氧化铝,导致一些火山灰特性。原始煤矸石胶结性能很弱，在600-700°C以下煅烧由于粘土矿物的分解形成活性二氧化硅和氧化铝[5，6]可以显著提高煤矸石的活性。此外,在煅烧过程中添加氧化钙或其他钙源可以进一步提高煤矸石的活性[7，8]。考虑到铝土矿煅烧法生产赤泥含有大量的氧化钙根据它的化学成分,我们使用铝土矿煅烧法生产赤泥作为钙源通过复合活化法来提高煤矸石的活性[9]。在我们以前的文献[9]中发现化合

5、物活化方法可以显著提高赤泥-煤矸石的胶结性能,一定的数量的赤泥可以促进绿泥石的分解和降低石英在煤矸石中的结晶度。我们后续使用赤泥做了一个实验，煤矸石火山灰材料混合物与高炉矿渣、熟料和石膏混合生产胶结材料,它证明了生产赤泥-煤矸石的基础是胶结材料具有良好的物理和机械性能[10]。然而,一个令人困惑的问题存在于大多数读者的思想中可能是:什么是赤泥-煤矸石混合物复合活化的火山灰特性?14赤泥-煤矸石混合物复合活化的火山灰特性火山灰特性通常被定义为是一种在常温下火山灰材料与石灰在水中反应形成水泥基化合物的能力。火山灰材料通

6、常在水泥生产中被使用包括天然火山灰，偏高岭土，煅烧粘土或工业副产品，如炉渣，粉煤灰，赤泥和煤矸石的煅烧。在它们中，偏高岭土被证明具有很好的火山灰性，偏高岭土和氢氧化钙系统的水化特性已经被广泛研究[11-15]。偏高岭土氢氧化钙系统与水在20°C的水化产物本质上是C2ASH8，C-S-H和C4AH13[11]。火山灰反应是一个典型的例子，偏高岭土和氢氧化钙系统的水化的研究为工业副产品的火山灰反应的研究提供一些有价值的参考。然而,工业副产品中存在着复杂的矿物相,这是必要的来研究工业副产品的火山灰反应特性,找到有效的解决

7、它们在水泥行业的应用。本文的目的是探讨赤泥-煤矸石混合物复合活化的火山灰特性。本研究集中在两个部分:一个部分旨在描述赤泥煤矸石石灰系统的火山灰反应机制的反应动力学的观点;另一部分旨在使用仪器技术,如热重量分析(TG)、差热分析(DTA)、x射线衍射(XRD)、傅立叶红外变换(FTIR)和27铝谱魔角旋转(MAS)核磁共振(NMR)获得赤泥煤矸石石灰的水化产物的有价值的信息2实验2.1原料山东氧化铝精炼植物通过铝土矿煅烧法生产赤泥。煤矸石来源于方山,北京。赤泥和煤矸石的原料矿物相由XRD测试如图1。本文通过复合活化制

8、备方法研究赤泥-煤矸石的混合物,原理图如图2所示。在复合活化过程中,赤泥和煤矸石混合的比例为3:2。水比为0.3,赤泥和煤矸石混合成颗粒,然后在100°C下干燥6h。随后,混合物在600°C的可编程电子炉中煅烧2小时,然后从炉中取出,并在空气中自然冷却至室温。最后,在实验室球磨机6分钟使布莱恩的具体表面积为425平方米每公斤,赤泥煤矸石的复合活化被称为合成材