本文選題：銅渣 + 草酸��； 參考：《昆明理工大學》2017年碩士論文

【摘要】：銅渣是在銅冶煉流程中產生的廢渣,隨著銅的需求不斷增加,每年會產生大量的銅渣,如何實現(xiàn)銅渣的高效綜合利用,是相關產業(yè)發(fā)展亟需解決的瓶頸問題。本文提出利用銅渣與草酸制備快凝、早強、耐久性好的銅渣基草酸鹽化學鍵合陶瓷(F-CBOC),并用于固化砷、鉛、銅、鎘等重金屬,實現(xiàn)銅渣資源化利用的同時,可以起到以廢治廢、節(jié)約資源和能源的作用,具有一定的社會和經濟意義。本論文得到結論如下:(1)研究了銅渣與草酸的配比(CS/C)對F-CBOC材料性能的影響,結果表明:CS/C對F-CBOC材料的抗壓強度以及初凝時間有顯著的影響。當CS/C=100/27.5時,材料力學性能最好,自然養(yǎng)護28天的強度達到53.25MPa。研究了硼砂緩凝劑對F-CBOC凝結性能的影響,研究表明硼砂對F-CBOC的力學性能影響不明顯,但有較好的緩凝作用,可有效地延長其凝結時間。通過XRD、FT-IR、TG-DSC、SEM分析可知,F-CBOC的主要成分為無限鏈狀結構的FeC2O4·2H2O沉淀,具有較強的膠凝性,可以為F-CBOC提供強度支撐作用。(2)研究了 F-CBOC材料在不同溫度條件下熱處理時的性能變化。結果表明:在200℃下熱處理時,材料物相組成及力學性能基本保持不變,熱處理溫度升至250℃時,材料力學性能降低了 41.4%,表觀形貌由黑色變成淡紅棕色,主要是由于FeC2O4·2H2O開始發(fā)生分解,生成FeO·xH2O和Fe3O4·yH2O,XPS分析表明,結構中草酸根對應的Cls結合能峰大幅度下降,FeC2O4所對應的Fe2p3/2峰形及強度發(fā)生變化,隨著溫度的繼續(xù)升高至1000℃,材料抗壓強度為15.02MPa,并趨于穩(wěn)定,表觀顏色完全變?yōu)榧t色,未完全反應的Fe2SiO4發(fā)生分解、氧化,最終轉化為Fe2O3,占結構中總鐵含量的74.34%。(3)F-CBOC用于固化銻冶煉過程中排放的高砷渣,可實現(xiàn)砷的高效穩(wěn)定同化。研究表明:高砷渣物相組成為毒鐵石(Fe4(OH)4(AsO4)3H·5H2O)和無定型的砷化合物,As浸出濃度高達558.8mg/L,屬于危險廢棄物。利用F-CBOC材料對其進行固化處理,最高固容量可達52%,固化體自然養(yǎng)護28d抗壓強度為12MPa,砷浸出濃度低于國家砷毒性浸出標準限值5mg/L,其固化性能遠好于傳統(tǒng)硅酸鹽水泥材料。利用XRD、SEM等手段對固化體物相組成及結構分析得出砷固化機理:首先是利用FeC2O4·2H2O凝膠進行物理包裹,其次可能F-CBOC中存在的Fe3+促進無定型的砷化合物進一步生成了穩(wěn)定的Fe4(OH)4(As04)3H·5H20,從而達到固化的效果(4)利用F-CBOC固化處理重金屬Pb、Cu、Cd,結果表明:F-CBOC對重金屬Pb、Cu具有良好的固化效果,但對Cd的固化效果較差。通過研究固化塊的抗壓強度以及重金屬草酸鹽溶解度,可以得出結論:隨著固化塊的抗壓強度的降低,F-CBOC對重金屬的固化效果逐漸下降;且F-CBOC固化重金屬的機理主要是生成重金屬鹽沉淀,其次是利用F-CBOC進行物理包裹,達到重金屬固化的目的。(5)通過成本分析,發(fā)現(xiàn)F-CBOC的成本較低,其生產成本為559元/噸,在高砷渣的固化中,普通硅酸鹽水泥固化高砷渣成本為652.4元/噸,而F-CBOC固化成本僅為559元/噸,并且產渣量大大低于水泥固化,其意義主要是節(jié)能環(huán)保、實現(xiàn)以廢治廢的目的。所以該材料具有廣泛的應用前景。
[Abstract]:The effects of copper slag and oxalic acid on the properties of F - CBOC are studied . The results show that : ( 1 ) The effect of CS / C on the properties of F - CBOC is studied . ( 2 ) The properties of the F - CBOC materials under different temperature conditions were studied . The results showed that the composition and mechanical properties of the materials were kept unchanged at 200 鈩，

本文編號：2056832