淮南新庄孜矿煤矸石充填复垦土壤中镉的迁移特征

镉（Cd）是严重危害人类健康的一种重金属元素,具有较强的生物毒性。为了保证矿区充填复垦土地种植农作物的生态安全,以淮南新庄孜矿煤矸石充填复垦治理区为对象,对其土壤和煤矸石中镉元素的含量进行了跟踪分析研究,结果表明,煤矸石充填复垦区土壤中垂直方向上各层镉元素含量均高于淮南市土壤背景值和中国土壤背景值,其中靠近填充物——煤矸石的土壤镉含量超标率最高,从土壤中镉元素的水平和垂直空间分布来看,复垦充填物——煤矸石因受淋溶作用造成的重金属元素的排放和迁移直接或间接污染了复垦土壤的生态环境,其中镉元素已经出现富集,甚至达到了污染水平。      

煤系固废协同固化盐渍土的力学特征与机理研究

以干旱半干旱地区固体废弃物资源化利用为研究背景,利用煤系固废煤矸石(CG)、煤系偏高岭土(CMK)联合干旱区易获取的固废材料电石渣(CS)协同普通硅酸盐水泥(OPC)开发一种新型固化材料,探讨其固化干旱半干旱区盐渍土的力学性能与微观变化机理。基于室内实验,对比100%OPC固化盐渍土,研究不同矿区产出的CG以及煤矸石-煤系偏高岭土-电石渣协同固化剂(CGCMK-CS)替代52%、60%、68%、72%、84%OPC后各龄期的无侧限抗压强度(UCS)特征,并取特征组进行有害阴离子(Cl-、SO42-)浸出试验与微观测试,从微观角度对其强度变化机理进行探讨。结果表明,煤矸石–电石渣–煤系偏高岭土–普通硅酸盐水泥协同固化(CG-CMK-CS-OPC)体系具有良好的Cl-与SO42-结合能力,固化盐渍土后Cl-与SO42-浸出量是100%OPC的一半,其水化产物铝酸三钙能与盐渍土中的Cl-与SO42-生成AFm相产物,并使体系中的团粒内孔隙与团粒间孔隙向颗粒内与颗粒间孔隙转化,由此降低了盐渍土中盐分带来的危害。根据7 d UCS试验结果,使用山西运城CG固化体系的效果最佳,这与其活性钙质和铁铝...     

钢纤维煤矸石混凝土抗冻性能及损伤模型研究

为研究钢纤维煤矸石混凝土的抗冻性能,以冻融循环次数和钢纤维掺量为主要变量,通过快速冻融试验,研究不同掺量的钢纤维煤矸石混凝土的表观形貌、质量损失、相对动弹性模量和抗压强度的变化规律;并依据钢纤维煤矸石混凝土动弹性模量的变化,定义钢纤维煤矸石混凝土的损伤变量,建立冻融环境下钢纤维煤矸石混凝土的损伤模型。研究结果表明：在冻融环境作用下掺入适量的钢纤维能够降低煤矸石混凝土的质量损失和减缓相对动弹性模量的下降,提高煤矸石混凝土的抗冻性能;依据损伤变量提出的损伤模型与试验数据符合较好,可以为冻融环境下钢纤维煤矸石混凝土的耐久性研究提供理论参考。     

煤矸石制作硅肥技术试验研究

煤矸石制作硅肥时应先对煤矸石进行活化处理。通过在煤矸石中加入助剂,采取高温煅烧方法,研究出了煤矸石中有效硅活化的最佳助剂比例为煤矸石:CaCO₃:Na2CO₃:NaOH=1:0.1:0.5:0.05;煤矸石活化的最佳温度为700℃;最佳煅烧时间为2h;最佳粒度为80目。依据煅烧试验结果,提出了煤矸石制作硅肥的工艺技术。经对试验制成的硅肥成分与有害元素测试,符合国家硅肥标准。      

煤矸石中潜在有害微量元素析出过程探讨

引入LCA(生命周期评价法)中产品“生命周期”的概念,系统地对煤炭开采的副产品——煤矸石整个“生命周期”中微量元素的析出过程进行了研究。结果表明:煤矸石的整个生命周期是一个微量元素析出—富集—析出的长期过程,随着风化程度的增强,煤矸石的环境影响逐渐增大。      

青海省柴北缘地区煤矸石特征及综合利用探究

通过对柴北缘开采矿区煤矸石进行系统采样和分析,得到研究区煤矸石矿物组成、化学组分、微量元素、热值等信息,指出矿物成分主要为石英、伊利石、高岭石、云母,化学成分以SiO₂、Al₂O₃为主,微量元素中Ga,Zr含量均超过伴生有用组分要求,具有回收利用价值。对照煤矸石利用技术要求,提出研究区煤矸石可用于制砖、烧制陶粒、生产水泥、发电、配制加气混凝土,综合利用前景广阔。     

煤矸石在泡沫玻璃中的应用试验研究

为了充分利用煤矸石,减少环境危害,以龙山煤矸石、华丰煤矸石为主要原料,考察了发泡剂种类及掺量、煤矸石玻璃粉料的粒度、发泡温度、发泡时间等四个因素对煤矸石泡沫玻璃制备的影响。最终确定的最佳工艺条件为基础玻璃研磨至过200目筛,烧成温度1 000℃,烧成时间30min,发泡剂添加量为5%。试验制得的泡沫玻璃产品达到JC/T 647-2005标准的要求,可应用于外墙保温、化工管道、寒冷地区上下水管网的保温隔热保护等方面。     

华丰煤矿矸石理化特征分析及分级分质利用

为实现煤矸石的高附加值化利用与大宗化利用的统一,通过采集华丰煤矿的不同类别煤矸石,利用XRD、XRF、SEM-EDS及工业分析法进行煤矸石理化特征及资源化利用进行研究,结果表明：华丰煤矸石的水分较低,洗矸的挥发分和热值均比其余矸石矸高,热值达3 575 kJ/kg;洗矸、存矸和红矸的矿物组成以石英、黏土矿物为主,大矸的方解石含量占比高,存矸的矿物组成最复杂;洗矸和大矸呈层状和块状结构,存矸和红矸呈土状结构,化学成分主要以SiO₂、Al₂O₃及Fe₂O₃为主,酸碱比为3.9～6.1,Se和Ga在煤矸石中高度富集;通过三级破碎筛分,粗煤、石和“土”的产率分别为9.65%、65.64%和24.70%,分离出精煤1.75%、机制砂65.64%、高岭土15.59%和尾渣17.02%,实现煤矸石的分级分质全组分资源化利用。     

煤矸石菱镁矿合成堇青石熟料研究

本文研究了以煤矸石和菱镁矿为主要原料合成堇青石熟料的可行性。实验表明选择高岭石含量高和碱金属氧化物及氧化铁含量低的煤矸石及高纯菱镁矿可以合成出高质量的堇青石熟料,其堇青石的含量可达９５％ 以上,最佳煅烧温度为１ ４００℃,保温１０ｈ,然后在降温过程中在１ ３５０℃再保温１０ ｈ。     

煤矸石的纳米结构研究及用其烧制结晶釉的试验

研完了硅质煤矸石的物质成分和微观结构,揭示了其纳米结构的特点。用硅质煤矸石配料烧成了硅酸锌结晶釉,并发现其烧成温度较传统配料烧成者低。煤矸石中所含的少量铁质对烧成及制品性能无不利影响。