高炉渣基矿物聚合材料的制备及其应用探讨

矿物聚合材料是一种具有三维网络结构的半结晶铝硅酸盐胶凝材料。矿物聚合材 料因具有良好的力学性能、耐火性能、抗化学腐蚀性能及对液体具有较低的渗透率， 可用于制作高强建筑材料和耐火隔热板，也可用于海水等腐蚀性环境中的工程建设， 因而备受关注。高炉渣作为冶金工业的副产物，产量大，利用率仅在80%左右，大量 堆存，资源浪费和环境污染。目前我国大多数重金属废水处理设施,只注意废水本身 的处理，而忽视产物的回收利用或无害化处理，任其流失于环境中，造成二次污染， 针对以上问题，结合高炉渣具有潜在的活性以及多孔性，本文采用高炉渣吸附重金属 离子，用矿物聚合的技术在常温下固化含重金属的高炉渣，使无害化和资源化。研究 主要取得的结果如下： 1. 用高炉渣制备矿物聚合材料，从抗压强度、抗折强度和吸水性等方面对高炉 渣基矿物聚合材料的性能进行了分析，阐述了各种原材料成分、固化温度对其性能的 影响，剖析其内部结构变化过程。研究结果表明高炉渣基矿物聚合材料在固化过程中 从无定形结构向半结晶结构转变，生成黄长石晶体，1d 抗压强度达到47MPa，28d 抗压强度达到72Mpa，达到快硬高强铝酸盐水泥CA625要求。 2. 利用高炉渣吸附重金属，研究结果表明高炉渣对很多重金属离子都有较好的 吸附能力，对Pb2+和Ni2+的24h吸附量分别为50和112mg/g。 3. 探讨矿物聚合材料固定有毒废物，采用加入可溶性盐类的方法做矿物聚合材 料中重金属元素溶解性和浸出率模拟试验。结果显示，高炉渣能够有效的固定Pb2+ 和Ni2+，存在Pb2+和Ni2+的情况下仍然能制备矿物聚合材料，矿物聚合材料的早期强 度下降，对终期强度影响不大，能满足通用硅酸盐水泥62.5R的要求。溶出实验表明 高炉渣基矿物聚合材料对Pb2+和Ni2+的固定效果达到99.9%

高炉渣基矿物聚合材料的制备及其对铅离子的固定

以高炉渣和煅烧高岭土为粉体原料,KOH溶液为激活剂,采用振动成型方法,在20℃下养护24 h,制备矿物聚合材料。实验样品静置固化28 d,采用压力试验机可测得其抗压强度高达24~65 MPa。矿物聚合材料制品在1 d、3 d、7 d、28 d的X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)等测试分析表明,高炉渣中的玻璃相在强碱的作用下发生溶解,之后形成Si、Al低聚体,最后形成各种晶体。采用矿物聚合材料可以有效地固定Pb2+。用含Pb2+的溶液配制矿物聚合材料,静置固化28 d,测其抗压强度以及Pb2+溶出率。实验结果表明,Pb2+的存在降低了矿物聚合材料的1 d的抗压强度,但对7 d及28 d抗压强度没有影响,聚合材料对Pb2+固定率达到99.9%

高炉渣基矿物聚合材料的制备及其对铅离子的固定

以高炉渣和煅烧高岭土为粉体原料，KOH溶液为激活剂，采用振动成型方法，在20℃下养护24h，制备矿物聚合材料。实验样品静置固化28d，采用压力试验机可测得其抗压强度高达24～65MPa。矿物聚合材料制品在1d、3d、7d、28d的X射线衍射（XRD）、红外光谱（IR）等测试分析表明，高炉渣中的玻璃相在强碱的作用下发生溶解，之后形成Si、Al低聚体，最后形成各种晶体。采用矿物聚合材料可以有效地固定Pb^2＋。用含Pb^2＋的溶液配制矿物聚合材料，静置固化28d，测其抗压强度以及Pb^2＋溶出率。实验结果表明，Pb^2＋的存在降低了矿物聚合材料的1d的抗压强度，但对7d及28d抗压强度没有影响，聚合材料对Pb^2＋固定率达到99．9％

高炉渣基矿物聚合材料的制备及其对铅离子的固定

以高炉渣和煅烧高岭土为粉体原料，KOH溶液为激活剂，采用振动成型方法，在20℃下养护24h，制备矿物聚合材料。实验样品静置固化28d，采用压力试验机可测得其抗压强度高达24～65MPa。矿物聚合材料制品在1d、3d、7d、28d的X射线衍射（XRD）、红外光谱（IR）等测试分析表明，高炉渣中的玻璃相在强碱的作用下发生溶解，之后形成Si、Al低聚体，最后形成各种晶体。采用矿物聚合材料可以有效地固定Pb^2＋。用含Pb^2＋的溶液配制矿物聚合材料，静置固化28d，测其抗压强度以及Pb^2＋溶出率。实验结果表明，Pb^2＋的存在降低了矿物聚合材料的1d的抗压强度，但对7d及28d抗压强度没有影响，聚合材料对Pb^2＋固定率达到99．9％