發(fā)布時(shí)間：2020-06-28 03:18

【摘要】：水氯鎂石是鹽湖中鉀鹽提取之后剩余的鎂鹽,也是鹵水固化后的主要存在形式,其產(chǎn)量是鉀鹽產(chǎn)量的8~12倍。由于技術(shù)工藝和經(jīng)濟(jì)條件的雙重限制,水氯鎂石尚未得到合理的利用,導(dǎo)致其大量堆積,危害生態(tài)環(huán)境,同時(shí)也加劇了鉀鹽的生產(chǎn)難度。此外,堿式硫酸鎂水泥是通過在硫氧鎂水泥中添加合適的外加劑得到的高強(qiáng)度水泥,具有輕質(zhì)早強(qiáng)、耐酸堿腐蝕性強(qiáng),同時(shí)還具有良好的耐高溫和護(hù)筋性能。本文是以鹽湖水氯鎂石為主要原料,開展了活性氧化鎂和堿式硫酸鎂水泥的制備研究。首先采用了重結(jié)晶-噴霧干燥-低溫?zé)峤庀嘟Y(jié)合方法制備活性氧化鎂,研究了重結(jié)晶次數(shù)、噴霧干燥溫度、低溫?zé)峤鈺r(shí)間和溫度等因素對(duì)活性氧化鎂性能的影響;然后,以超細(xì)粉煤灰為礦物摻合料,制備了高性能堿式硫酸鎂水泥,研究了煤粉爐粉煤灰(PCFA)和流化床粉煤灰(CFBFA)超細(xì)粉對(duì)堿式硫酸鎂水泥力學(xué)性能、水化產(chǎn)物、耐水性以及微觀形貌的影響。采用XRD、SEM-EDS、激光粒度分析儀、TG-DTG、FT-IR等手段對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了表征和分析。主要研究結(jié)論如下:(1)通過重結(jié)晶工藝對(duì)水氯鎂石進(jìn)行精制除雜,發(fā)現(xiàn),當(dāng)重結(jié)晶3次之后,水氯鎂石中的主要雜質(zhì)NaCl由原來的0.19%減低到0.006%,去除率達(dá)到96.84%;同時(shí)結(jié)合噴霧干燥和分散劑來降低熱解前氯化鎂的粒徑。結(jié)果表明,當(dāng)噴霧干燥溫度為240℃時(shí)得到的氯化鎂粉末粒徑較小(15.4μm),并且分布均勻;低溫?zé)峤庠?00℃下熱解2 h得到的活性氧化鎂粒徑較小(4.99μm),比表面積大(2693m~2/kg),結(jié)晶度低,活性高,其CAA值為7.62 min,活性氧化鎂含量為95.43%。(2)以PCFA和CFBFA超細(xì)粉作為礦物摻合料制備堿式硫酸鎂水泥,探討了粒徑與摻量對(duì)堿式硫酸鎂水泥力學(xué)性能、水化產(chǎn)物、耐水性以及微觀形貌的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),PCFA摻量為20%時(shí)堿式硫酸鎂水泥力學(xué)性能最好,其抗壓強(qiáng)度為63.92MPa,抗折強(qiáng)度為11.65 MPa;CFBFA摻量同樣在20%時(shí)力學(xué)性能最好,抗壓強(qiáng)度為61.02 MPa,抗折強(qiáng)度為11.40 MPa,稍低于PCFA制備的堿式硫酸鎂水泥的強(qiáng)度;摻加PCFA和CFBFA兩種超細(xì)粉均能顯著提高堿式硫酸鎂水泥的耐水性能,其中PCFA摻量為30%時(shí),軟化系數(shù)達(dá)到最大,為0.98;CFBFA摻量為20%和30%時(shí),其軟化系數(shù)持平,為0.95,與未摻UFA的堿式硫酸鎂水泥的軟化系數(shù)(0.90)相比分別提高了8.89%和5.56%,這是由于適量粉煤灰可以起到微集料的作用,填充原有試塊中的孔隙,使得試塊更加密實(shí),耐水性提高;而超細(xì)粉煤灰摻量越多,對(duì)水泥試塊力學(xué)性能越不利,這是由于超細(xì)粉煤灰會(huì)使517相晶型變差,結(jié)晶度降低,因此本實(shí)驗(yàn)條件下超細(xì)粉煤灰的最佳摻量為20~30%。
【學(xué)位授予單位】：山西大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TQ172.1
【圖文】：

主要技術(shù)路線如圖 2.2 所示：圖 2.2 本課題技術(shù)路線圖2.2.1 試件制備按照實(shí)驗(yàn)原料摩爾比 α-MgO:MgSO4:H2O=5:1:18 稱量原料，首先將稱量好的550.1457 g 七水硫酸鎂溶解到 441.96 mL 水中，并在水浴鍋中稍微加熱使其充分溶解，待溶液溫度降低至接近室溫且無晶體析出時(shí)將 519.09 g 的 α-MgO 緩慢加入到溶液中，并快速攪拌形成漿體，待 α-MgO 加入完畢后，繼續(xù)快速攪拌 20~30 min。將制備好的漿體倒入 40 mm×40 mm×40 mm 或 40 mm×40 mm×160 mm 三聯(lián)不銹鋼模具中，置于砂漿振實(shí)臺(tái)上震動(dòng) 2 min，然后在空氣中養(yǎng)護(hù) 24 h 后脫模，并繼續(xù)養(yǎng)護(hù)至各齡期進(jìn)行測(cè)試。

圖 3.1 MgCl2H2O 二元體系相圖鎂的分解規(guī)律鎂石為原料，采用熱重分析儀進(jìn)行分解規(guī)律的研究范圍為 25~600 ℃，升溫速率為 5 ℃/min。 TG-DTG 曲線如圖 3.2 所示，圖中 DTG 曲線出現(xiàn)了解過程中分為 5個(gè)階段。其中 25~119 ℃為第一階段去其中的自由水；119~198 ℃為第二階段，失重最外層兩個(gè)結(jié)晶水的理論失重率 17.73%偏大，說明三階段為 198~241 ℃，失重率為 18.7%，同樣為脫和第二階段總的失重率為 38.9%，與理論值 35.46 ℃和第四階段 289~484 ℃同時(shí)發(fā)生脫水和水解兩臺(tái)，說明分解已經(jīng)接近完全，至此總的失重率為 77值 80.32%相比偏小，說明重結(jié)晶氯化鎂沒有完全

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本文編號(hào)：2732478