离子固化剂固化煤矸石粉作用机理_中国煤炭行业知识服务平台

离子固化剂固化煤矸石粉作用机理

作者

张建俊姚柏聪王宝强孙闯孙源骏蔡冀奇
单位

辽宁工程技术大学土木工程学院，辽宁阜新北京首钢矿山建设工程有限责任公司，北京
摘要

现存有大量煤矸石危害环境，为高效规模化利用煤矸石，课题组研发了煤矸石专用离子型固化剂(ICG)。以阜新新邱矿区高值精选后的煤矸石粉为研究对象，采用不同掺量的离子固化剂(0，2，4 L/ m3)进行固化处理，开展热重试验(TG)，通过 TG-DTG-DTA 联合法对吸附水类型和脱附区间以及质量占比情况进行了分析，采用 X 射线衍射(XRD)与压汞试验(MIP)，分析了不同孔径的孔隙结构特征，以及基于压汞试验数据，对孔隙分形特征进行分析，通过扫描电子显微镜和 X 射线能谱点扫联合测定法(SEM-EDS)，观测固化后煤矸石粉表面形貌特征及表面元素的演变，运用氯化钡缓冲溶液法和电感耦合等离子体发射光谱联合试验(ICP -OES) 对阳离子交换量 (CEC)及交换种类进行探究。此外，通过吸附水特性和孔隙特征以及阳离子交换量对 ICG 固化煤矸石粉作用机理进行探究。试验结果表明:固化后煤矸石矿物胶体表面和层间的一部分弱阳离子被 ICG水溶液中电离出的的强阳离子和强阳离子基团交换，表面空缺的负电荷被 ICG 中强阳离子吸附中和，表面负电荷的静电引力减弱，另一部分弱阳离子被 ICG 中烷基磺酸根的磺基以离子键形式结合，导致阳离子交换量减少，疏水端烷基朝外，减少阳离子的水合作用，减弱材料的亲水性能，进而减少表面结合水的含量，在相同外力作用下固化后煤矸石粉的孔径和孔隙体积更小、孔隙率降低、孔隙结构更加简单，密实度更大。
关键词

离子固化剂煤矸石粉结合水孔隙特征离子交换
引用格式

张建俊，姚柏聪，王宝强，等.离子固化剂固化煤矸石粉作用机理[J].煤炭学报，2022，47(6):2446-2454.
ZHANG Jianjun，YAO Baicong，WANG Baoqiang，et al.Mechanism of action of coal gangue powder stabilized by ionic stabilizer[J].Journal of China Coal Society，2022，47(6):2446-2454.
相关文章

[1]离子固化剂对水泥稳定煤矸石结合料耐久性能的影响