feo-sio_2系废渣的结构及其活性机理研究

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2、研究工作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研巧成果，也不包含为获得安徽工业大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我－同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。签名：皮胶日期；巡巳也全＿＿关于论文使用授权的说明本人完全了解安徽工业大学有关保留、使用学位论文的规定，良Ｐ：，允许论文被查阅和借阅学校有权保留送交论文的复印件：学校可公布论文的全部或部分内容，可Ｗ采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，保密的论文在解密后应遵循此规定。签名

3、：化肢导师签名：與ｉ？馬日期＝心成以安徽工业大学硕士学位论文论文题目：FeO-SiO2系废渣的结构及其活性机理研究StudyofthestructureandactivitymechanismaboutFeO-SiO2slags作者：汪波学院：能源与环境学院指导教师：盛广宏单位：安徽工业大学协助指导教师：单位：论文提交日期：2015年6月8日学位授予单位：安徽工业大学安徽马鞍山243002Fe-SiO2系废渣的结构及其活性机理研究摘要以水淬铜渣和水淬镍渣为代表的FeO-SiO2系废渣年排放量达1000万吨以上，渣中铁含量较高且具有胶凝性能，然而利用率较低、大量堆积在渣

4、场，既造成资源浪费又污染环境。本文通过FeO-SiO2系废渣结构与活性研究，以实现废渣在建材中的利用。首先研究了废渣的理化特性、微观结构和浸出毒性；其次对废渣的火山灰活性及离子溶出特性进行了研究；并通过对掺加氢氧化钙和二水石膏的废渣在不同龄期的化学结合水量、可溶性硅和可溶性铁含量，以及水化产物的研究，探讨废渣的水化机理。3研究表明，铜渣和镍渣属于酸性渣，密度为3.8g/cm，主要化学成分为TFe和SiO2，总量达70%以上，同时含有Ni、Cr和Pb等大量重金属元素；废渣水淬急冷时主要形成玻璃相，结晶相较少，铁橄榄石是主要的矿物相，硅氧四面体聚合度较高；浸出毒性结果显示废渣为一

5、般工业废物。铜渣和镍渣中TFe、可溶性SiO2和Al离子溶出率在pH＜2和pH＞13时较高，弱酸弱碱时接近零。pH=2，粉磨60min的铜渣(CS16)溶出6h时TFe和可溶性SiO2离子溶出率分别为22.34mg/g和10.17mg/g；镍渣(NS16)为27.54mg/g和12.25mg/g。而pH=13时CS16和NS16的溶出率分别为0.62mg/g和0.30mg/g；0.40mg/g和0.47mg/g。强酸条件下铁橄榄石的溶解致使其离子溶出率远高于强碱条件。废渣早期火山灰活性较低，掺入水泥中导致水化浆体强度下降，且掺量越大强度下降越明显，废渣火山灰活性随养护龄期增加

6、逐渐被激发，掺量10%时水化28d后，强度与对比硅酸盐水泥相当，甚至更高，且粉磨时间越长强度越高；掺加废渣的水化产物C-S-H和AFt与硅酸盐水泥水化产物无异，部分水化产物铁含量较高，可能是生成了Fe(OH)2凝胶。火山灰活性为矿渣＞镍渣＞铜渣。废渣与氢氧化钙和二水石膏反应的水化产物化学结合水量和可溶性SiO2含量增长规律为矿渣早期快后期慢，而镍渣和铜渣与矿渣相反；而可溶性铁含量增长规律为镍渣和铜渣早期慢后期快，矿渣变化不大。掺加氢氧化钙的废渣水化90d时，矿渣、NS16和CS16化学结合水量分别为12.09%、4.13%和2.42%，可溶性SiO2含量分别为47.72mg/

7、g、20.96mg/g和3.39mg/g，可溶性铁含量分别为0.23mg/g、19.28mg/g和7.9mg/g。主要水化产物为含铁较高的C-S-H凝胶和Fe(OH)2凝胶，添加二水石膏生成钙矾石。铁橄榄石化学性质稳定，整个火山灰反应过程中不参与水化反应。FeO-SiO2系废渣水化反应机理推测：在强碱性条件下，玻璃相中高聚合度的[SiO4]网络结构逐渐解聚、直至形成Si(OH)4单体，并与Ca(OH)2和H2O反应IFe-SiO2系废渣的结构及其活性机理研究2+生成C-S-H凝胶；同时在[SiO4]网络