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赤泥是氧化铝工业中产生的废弃物,赤泥的排放不仅耗费大量的土地,也对环境造成污染。本文以广西平果铝拜尔法赤泥为主要原料,添加粉煤灰、废玻璃等,以碳粉为发泡剂和造孔剂,分别制备烧胀陶粒和多孔陶瓷滤球,研究了烧胀陶粒、多孔陶瓷滤球在混凝土和对水中重金属离子吸附方面的应用。主要取得下列成果:
1)采用低温预热、高温焙烧和强制冷却的烧成制度制备了烧胀陶粒。研究了预热温度和焙烧温度对烧胀陶粒物理性能的影响。当赤泥的掺量为50%,预热条件为600℃预热10min,焙烧制度为1140℃焙烧为10min时,制备的陶粒简压强度为4.6MPa,表观密度为1310kg/m3,堆积密度为790kg/m3,吸水率小于5%。达到普通轻集料800级的质量要求。
2)利用制备的烧胀陶粒按绝对体积法设计混凝土的配比,并进行了混凝土配制实验。试验表明,混凝土的坍落度为18cm,和易性良好,符合泵送混凝土的条件,其混凝土表观密度为1810kg/m3,强度为33.6MPa,达到C30混凝土的要求。
3)利用拜耳法赤泥烧失量大的特点,以碳粉为造孔剂,制备多孔陶瓷滤球。研究了多孔陶瓷滤球的体积密度、气孔率、吸水率、颗粒强度、耐酸碱等性能与焙烧温度的曲线。实验表明,当赤泥的掺量为55%,焙烧温度为1120℃,焙烧时间为30min,自然冷却后,可以制备出体积密度为1.83g/cm3,显气孔率为40.36%,吸水率为21.51%,颗粒强度为621N,耐酸性为90.62%,耐碱性为99.03%,孔结构三维贯通的多孔陶瓷滤球。
4)以赤泥多孔陶瓷滤球为原料,研究了多孔陶瓷滤球对Pb2+吸附实验性能。结果表明,在25mL浓度度为50mg/LPb2+废液中2g陶瓷滤球在1h内吸附达到90%以上,通过增加吸附时间和陶瓷滤球的量可以去除98%以上的Pb2+。