新型抗水氯氧镁水泥防渗渠在自然环境的水化产物、相转变规律及其对强度的影响

氯氧镁水泥(Magnesium oxychloride cement, MOC)具有快凝、早强、高强、防火和不腐蚀玻璃纤维等优点,非常适合于制作玻璃纤维增强薄壁制品,在农业灌溉工程中具有良好的应用前景。采用XRD和TOPAS分析了新型抗水氯氧镁水泥制成内蒙古防渗渠的物相组成,探讨了氯氧镁水泥制品在自然环境的水化产物与相转变规律、以及相组成对强度的影响。结果表明,在水分缺少的条件下,氯氧镁水泥的水化产物主要为5Mg(OH)_2·MgCl_2·8H_2O(5·1·8)和Mg(OH)_2;在水分充足的条件下,水化产物主要为Mg(OH)_2和5·1·8,碳化产物为碳化氯氧化镁Mg(OH)_2·MgCl_2·2MgCO_3·6H_2O(1·1·2·6)和水菱镁矿4MgCO_3·Mg(OH)_2·4H_2O(4·1·4)。水化产物对强度有促进作用,而碳化产物会降低强度。通过10年的工程环境考验,证明新型氯氧镁水泥制品在环境中能够保持主要强度相5·1·8的稳定性,具有良好的长期力学性能。     

氢氧化镁煅烧工艺和原料配比对氯氧镁水泥抗压强度的影响

以电石渣和MgCl_2制备的Mg(OH)_2为原料,制备氯氧镁水泥(MOC)用活性MgO,通过正交实验的方法观察煅烧温度、保温时间、活性MgO与MgCl_2摩尔比、H_2O与MgCl_2摩尔比对MOC试件抗压强度的影响。以3d、7d、28dMOC试件的抗压强度为评价指标,综合各因素对抗压强度的影响趋势发现:随煅烧温度及活性MgO与MgCl_2摩尔比的增加,MOC试件抗压强度呈增加趋势;保温时间大于30 min时,MOC试件的抗压强度随保温时间增加而降低;随H_2O与MgCl_2摩尔比的增大,试件的抗压强度逐渐减小。且不同龄期内,H_2O与MgCl_2摩尔比对试件抗压强度影响最为显著。当煅烧温度为600℃,保温时间为30 min,MgO与MgCl_2摩尔比为8,H_2O与MgCl_2摩尔比为13时,试件的抗压强度最佳。     

碳化对加填料氯氧镁胶凝材料力学性能的影响

以添加不同掺量填料的氯氧镁水泥(MOC)试件为基体,在空气和碳化箱中分别养护至规定龄期,研究碳化对掺加填料MOC力学性能的影响,并与空气环境进行对比,运用XRD和SEM分析碳化后水化产物和微观结构的变化规律。结果表明,28 d龄期内,随着填料掺量的增加MOC试件碳化后的抗折强度均有所增加,碳化后的抗压强度均有提升,碳化过程反应生成了MgCO_3,不同碳化龄期的主要物相均为5Mg(OH)_2·MgCl_2·8H_2O(5相),而掺加填料不影响MOC的水化产物的组成。     

硼酸镁晶须的制备及生长机理初探

以六水氯化镁、硼砂为反应物,氯化钾作助熔剂,通过高温助熔剂法在不同镁硼配比区域制备出尺寸和形貌不同的硼酸镁晶须,直径0.5～20μm,长30～500μm。镁硼摩尔比例1∶1～1∶4之间的对比实验结果为只在n(Mg):n(B)=1∶2～1∶4时,生成烧结块表层晶须;随着硼比例的增高,底部晶须的长径比增大。这表明高硼配比对硼酸镁晶须的完全生长至关重要;并推测硼酸镁晶须的生长机理可能为SLS机理。     

硼酸镁(铝)晶须增强镁基复合材料中界面特性对比研究

对硼酸镁(铝)晶须增强镁基复合材料的界面行为进行了对比研究。对复合材料进行了示差扫描量热分析以及对复合材料中萃取的晶须进行了X射线衍射分析,表明在硼酸镁晶须增强AZ91D镁基复合材料界面无界面反应产物的生成。通过对硼酸镁晶须增强AZ91D镁基复合材料界面的键合状况进行分析和讨论,认为界面的键合是由无反应产物的化学键合、扩散键合及物理键合所组成。另外,根据已有的关于硼酸铝晶须增强镁基和铝基复合材料界面行为的研究结果,分析得出硼酸铝晶须增强镁基复合材料在硼酸铝晶须/AZ91D镁合金界面上的反应产物只有MgO。     

以PAC为原料合成锂吸附剂的工艺研究

研究了聚合氯化铝(PAC)为原料合成锂吸附剂的基本工艺路线,并探究了加料方式、反应物配比、反应温度、反应时间和加料速度等对所合成吸附剂吸附量的影响,研究结果表明配比是影响吸附剂吸附量的最主要因素,得到了最佳合成条件,在此条件下所合成吸附剂对锂离子的吸附容量为6.1 mg/g。推断吸附剂的主要成分为晶态或非晶态的LiCl·2Al(OH)_3·nH_2O,同时含有Al(OH)_3、(CaO)_3Al_2O_3·6H_2O及LiCl·H_2O等成分。从吸附结果来看,结晶度较差的片状LiCl·2Al(OH)_3·nH_2O和非晶态的Al(OH)_3为主成分的吸附剂吸附性能最好。     

原料配比对硫氧镁水泥力学性能、物相和微观形貌的影响

以盐湖提锂副产镁渣为原料,经洗涤煅烧制备活性MgO,并与七水硫酸镁混合制备硫氧镁水泥。研究了原料配比(活性MgO:MgSO₄:H₂O,摩尔比)对硫氧镁水泥试件凝结时间、安定性和抗压强度的影响,并利用XRD和SEM分析试件的物相组成和微观形貌。结果表明:固定H值,随着M值的增大,MOS浆体的凝结时间缩短,28 d的抗压强度先增加后降低,主要水化产物517相先增多后减少,晶体的微观形貌经历了由针丝状晶体—针丝状、短棒状晶体并存—凝胶状、针棒状晶体并存的转变过程;当M=9时,MOS浆体的安定性较差,主要水化产物逐渐变为Mg(OH)₂相;固定M值,随着H值的增大,MOS浆体的凝结时间延长,28 d的抗压强度先增加后降低,主要水化产物的种类没有发生明显的变化,当H≥26时,MOS浆体的安定性较差;得出较佳的M值范围为5~7,H值范围为20~24。     

自然环境下氯氧镁水泥的长期水化产物及其相转变规律

为了研究氯氧镁水泥的长期耐久性机理,用XRD分析了我国实际使用12~16a的氯氧镁水泥材料的物相组成,探讨了氯氧镁水泥在自然环境下的长期水化产物与转变规律。结果表明,氯氧镁水泥的长期水化产物,在室内大气环境下主要是氯氧化镁5Mg(OH)2.MgCl2.8H2O(5.1.8)和氢氧化镁Mg(OH)2,在室外露天环境下主要是Mg(OH)2、5.1.8、碳化氯氧化镁[Mg(OH)2.MgCl2.2MgCO3.6H2O(1.1.2.6)]和水菱镁矿[4MgCO3.Mg(OH)2.4H2O(4.1.4)]。在露天的使用环境中,没有经过改性、或者改性效果不佳的氯氧镁水泥材料中的主要水化产物5.1.8,同时发生了分解-碳化作用和碳化-分解作用,其初级分解产物是Mg(OH)2,初级碳化产物是1.1.2.6,终极碳化产物是4.1.4和MgCO3。氯氧镁水泥材料结构中大量形成4.1.4,是导致其耐久性失效的根本原因。     

MgCl_2·6H_2O的热分解

在马福炉中不同加热条件下研究了MgCl_2·6H_2O的热分解。得出的结论是,温度上升到450℃时,形成 MgOHCl;该化合物虽然在此温度下是稳定的,但在550℃时不稳定。已经发现 MgCl_2·6H_2O 热分解形成 MgO 和 HCl 的最好温度范围是在700—750℃,加热时间是90—120分钟。     

非晶态镍硼酸盐的制备和表征

由摩尔比分别为1:2和1:8的六水氯化镍和硼砂反应得到两种镍硼酸盐样品1.25NiO·B_2O_3·4.5H_2O和NiO·B_2O_3·3.1H_2O。用XRD、TG-DSC、FT-IR和Raman等实验方法对其进行表征,样品为非晶态,确定了样品中的阴离子等,并结合化学分析结果近似确定了上述两种非晶态镍硼酸盐样品的结构组成式,前者为三元复盐,结构式为Ni[B_3O_3(OH)_5]·0.5Ni[B_2O(OH)_6]·Ni(OH)_2·4H_2O,后者结构式为Ni[B_2O(OH)_6]。     

含锂、钾硼酸盐水溶液体系固液相平衡研究

采用等温溶解平衡法测定了含锂、硼硼酸盐水溶液体系在35℃时的溶解度、密度和折光率,根据实验数据,绘制了相应的溶解度图、密度图、折光率图和pH值图。该体系溶解度相图包含一个共饱点,两个单盐结晶区,分别为结晶相区较大的（L+ Mg2B6O11·15H2O）和结晶相区较小的（L + K2B4O7·4H2O）,溶液体系中没有固溶体和复盐产生。溶液的密度、折光率和pH值随着硼酸钾溶液的浓度增大而呈现与规律的变化,并采用半经验公式对溶液的密度和折光率进行计算,计算值和实验值吻合较好。     

由盐田水氯镁石制取食品级氯化镁的研究

研究了氯化镁原矿与二次水的溶解实验,采用ICP和XRD对滤液及滤渣组成进行了分析。结果表明:100 mL二次水溶解350 g氯化镁原矿,经过滤后滤液中NaCl、KCl和CaSO_4含量达到最低值。滤液经一段和二段蒸发水量分别为16.25 g和45.34 g,二段蒸发结晶产品的杂质NaCl、KCl和CaSO_4含量(%)达到最低值,分别为0.46、0.12和0.042。通过溶解实验,在最大程度上增大了溶液中氯化镁的质量分数,减少了溶液中杂质含量,为一段蒸发析晶除杂及二段蒸发结晶降低了能耗、节约了生产成本。     

无水硝酸镁制备过程中的水解特性

在槽式太阳能热发电领域,硝酸镁基熔盐逐渐引起关注。通过六水硝酸镁煅烧法制备无水硝酸镁,采用拉曼、DSC与XRD表征脱水产物,系统研究了环境压力、脱水温度与时间对六水硝酸镁脱水和水解的影响。结果表明,六水硝酸镁在煅烧过程中水解为碱式硝酸镁Mg_3(OH)_4(NO_3)_2,在水溶液中进一步分解为Mg(OH)_2。随着煅烧温度和时间的增加,脱水产物中的含水量逐渐减少,同时水解产物Mg_3(OH)_4(NO_3)_2含量逐渐增加。真空环境下煅烧,可显著降低硝酸镁的水解反应。六水硝酸镁在真空环境下230℃煅烧1.5 h,所制备的无水硝酸镁中水解产物含量为3.63%。制备的硝酸镁可进一步用于硝酸镁基熔盐的研究。     

五元体系NaCl+KCl+MgCl2+SrCl2+H2O(NaCl饱和)在288 K时相平衡研究

合理开发利用四川盆地地下卤水资源,对卤水体系开展多温相平衡与相图的研究具有重要意义。本文通过等温溶解平衡法对在288 K时五元体系NaCl+KCl+MgCl₂₊SrCl₂₊H₂O(NaCl饱和)进行了相平衡实验研究,运用化学分析法以及X-ray粉晶衍射法分别确定了在288 K温度条件下该体系的平衡液相和平衡固相组成。通过固液相平衡实验数据,绘制了该五元体系以NaCl为饱和区域的干盐相图、水含量图以及氯化钠含量变化图。研究结果表明在288 K且NaCl饱和条件下,该五元体系干盐相图含有2个五元共饱和点、5条等温溶解度曲线和4个固相结晶区(KCl、MgCl₂·6H₂O、KCl·MgCl₂·6H₂O和SrCl₂·6H₂O)。固相结晶区KCl在该干盐相图中面积最大,其次是SrCl₂·6H₂O,而MgCl₂·6H₂O的结晶区面积最小,说明KCl在饱和溶液中的溶解度较小,易析出而得到分离,而MgCl₂的溶解度最大,难以从饱和溶液中结晶析出,且MgCl₂·6H₂O对KCl和SrCl₂·6H₂O有强烈盐析作用。通过对本体系热力学相平衡实验研究和多温相平衡的对比讨论,揭示了钾锶镁等含氯化物卤水体系在多温相平衡与相图条件下的结晶析盐规律,为液态矿产资源开发利用提供理论指导。     

原料配比对氯氧镁水泥固化砾石土干密度的影响

干密度是评价软土固化质量的重要指标,一般通过室内击实试验获得。以氯氧镁水泥(MOC)为结合料,砾石土为固化对象,研究了原料配比对MOC固化砾石土击实性能的影响。通过室内击实试验,考察了轻烧镁粉掺量、卤水浓度、卤水掺量和活性MgO/MgCl_2物质的量比(Mg/Cl比)影响混合料干密度的规律。结果表明:MOC固化砾石土击实料的干密度随卤水掺量增加先增加后降低,随轻烧镁粉掺量及Mg/Cl比的增加而先增加后降低,随卤水浓度及轻烧镁粉掺量的增加而增加,随卤水浓度增加及Mg/Cl比降低而增加。     

盐湖卤水制备工业级氢氧化镁和氧化镁中氯的存在形式研究

氯离子作为利用盐湖镁资源制备高端镁产品的主要杂质,严重影响了产品的应用价值。为探索出氯离子的存在形式,有效降低氯含量,文章通过SEM、EDS等物理表征方法,结合化学分析检测手段,设计了三种研究方案,探明了盐湖卤水制备工业级Mg(OH)_2和MgO中杂质氯的存在形式有结合态和游离态两种。结合Mg(OH)_2和MgO的生产工艺,还系统分析了产品中氯的形成机理,对生产过程中控制和降低氯杂质提供了合理化建议。     

差示FT-Raman和11B NMR方法研究过饱和镁硼酸盐的溶液结构

用差示FT -Raman和11BNMR光谱研究了MgB6O10 ·7 5H2 O、MgB4O7·9H2 O、Mg2 B6O10 ·1 5H2 O三种镁硼酸盐饱和和过饱和溶液的结构机理 ,其结果表明饱和溶液和过饱和溶液中均存在B(OH) 3 、B(OH) -4、B3 O3 (OH) -4、B5O6(OH) 4 -粒子。镁硼酸盐的结晶过程是一个复杂的动力学平衡过程     

K2O·MgO·6B2O3·10H2O的热化学研究

在大约１ｍｏｌ·ｄｍ－３的盐酸水溶液中测定了Ｋ２Ｏ·ＭｇＯ·６Ｂ２Ｏ３·１０Ｈ２Ｏ的溶解焓。结合已获得的其它热化学数据，得出Ｋ２Ｏ·ＭｇＯ·６Ｂ２Ｏ３·１０Ｈ２Ｏ的标准摩尔生成焓为－（１２２５０．３５±９．６８）ｋＪ·ｍｏｌ－１，并利用“基团贡献法”计算出标准摩尔吉布斯自由能为－１１１０３ｋＪ·ｍｏｌ－１。从而计算出其标准摩尔生成熵和标准摩尔熵。