赤泥的微结构及其分形维数的研究.pdf

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1、2012年第7期轻金属·23·赤泥的微结构及其分形维数的研究于延芬，刘万超，陈湘清，段光福，李旺兴(中国铝业股份有限公司郑州研究院，河南郑州450041)摘要：赤泥微观性质的研究报道较少。．本文通过氮气吸附一脱附试验研究，得到了赤泥孔结构参数，研究了四种不同的赤泥样品的孔径分布、比表面积和孔容等孔结构变化，并利用等温吸附数据计算赤泥颗粒的分形维数。结果表明：赤泥的颗粒是分形的，分形维数D在2．75～2．82之间，客观定量表征了赤泥粒度分布的结构特征。关键词：赤泥；微结构；氮气吸附法；分形堆数中图分类号：X758文献标识码：A

2、文章编号：lO02—1752(2012)07—23—4StudyOnthemicrostructureandfractaldimension0ftheredmudsurflaceYUYan—fen，LIUWan—ehao，CHENXiang—qing。DUANGuang—fuandLIWang—xing(ZhengzhouResearchInstituteofCHALC0。Zhengzhou450041，Chilm)Abstract：Littleresearchwasfocusedonthemicroscopicproper

3、tiesofredmud．Bynitrogenadsorptionanddesorptiontest，theporestructureparametersofthesampleredmudweredeterminedinthepaper．Theporesizedistribution。specificSUfaceareaofthediferentsampleredmudwerestudied。andthefractaldimensionsWerecalculatedoutfromtheadsorptiondata．There

4、sultsshowedthattheredmudhadfraetalcharacteristicsandtheirfractaldimensionsDwereinarangeof2．75～2．82，andputforwardanobjectivelyquantitativecharacterizationfortheparticlesizesofredmudsize．Keywords：redmud：microscopicproperties；nitrogenadsorptionmethod；fractaldimension赤

5、泥是以铝土矿为原料生产氧化铝过程中产生泥的孔隙及表面特性的研究还未见报道，但其研究的强碱性细颗粒固体废物。我国2011年氧化铝产方法可以用于赤泥颗粒表面孔隙的研究中，该方法量为3985万吨⋯，赤泥的产生量约为4500万吨左将加深对赤泥的认识，有利于实现赤泥的大规模综右。目前，赤泥的累积堆存量达到2．5亿吨，占用土合利用，减少环境污染。地超过4万亩。随着我国氧化铝产量的逐年增长和本文采用氮气在赤泥颗粒表面的吸附和脱附实铝土矿品位的逐渐降低，赤泥的产生量还将不断增验，得出样品的孔径、孔容、比表面积数据，并依此计加。目前，我国的赤

6、泥综合利用率仅有4％，比较算出赤泥颗粒的分形维数，探讨赤泥颗粒表面微观低。赤泥颗粒细小、性质稳定、价格低廉，满足生产结构特征，为研究赤泥改性及赤泥的综合利用提供无机填料的基本要求，赤泥处理后用做无机填料，具重要的理论依据。有消耗量大、无二次污染等优势，有可能成为重要的l实验样品及仪器赤泥利用方式。经典的粒度表征方法通常用粒径和粒度分布，1．1实验样品准备然而用粒径表示大小形状不规则的颗粒系统则显得为保证研究的代表性，本文实验样品分别来自过于简单笼统；粒度分布虽然可以较好地描述颗粒河南、广西、山西、山东四地，为不同矿石类型和生

7、产的粒度特征，但只能定性，无法定量。如果用传统欧工艺所得赤泥。赤泥样品的产生条件见表1。氏测量来描述赤泥颗粒的粒度特性，会忽略许多重要细节，从而也就抹掉了许多重要信息，有很大表1赤泥样品的来源及产生工艺的局限性。因此，很多人开始采用分形维数表征颗粒的表面特性。大多数多孔材料的表面结构和孔分布在统计意义上具有标度不变性和自相似性等分形特征，其分形维数与其他结构和性能参数相关联。采用分形维数对催化剂J、硅胶5J、活性炭等多孔介质表面特性的研究较多，近年来对昆凝土、PMIOJ、淤泥【9等也进行了研究。但对于赤收稿日期：2011—0

8、8—15·24·于延芬，刘万超，陈湘清，段光福。李旺兴：赤泥的微结构及其分形维数的研究2012年第7期1．2实验及分析仪器简便，因此这两种方法应用比较广泛。但热力学方法计算出的分维数往往会大于3而失去维数的实际赤泥化学成分分析采用帕纳科TW2403波长色意义。散x射线荧光光谱仪。注意到在多