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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
全煤矸石基地质聚合物固结体制备及力学性能
  • 116
  • 作者

    张卫清梅璟昕柴军吴征艳邵昊伍基仁李沛原

  • 单位

    中国矿业大学煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室中国矿业大学矿业工程学院国能神东煤炭集团保德煤矿中国矿业大学安全工程学院

  • 摘要
    煤矸石基地质聚合物是煤矸石固废材料安全增值利用的新方向之一,具备优良的无机胶凝固结特性。本文分析了胶凝固结原煤矸石骨料的全煤矸石基地质聚合物固结体的力学性能和环境友好性。采用单轴抗压强度(UCS)、扫描电镜(SEM)、核磁共振(NMR)和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)分析了固结体的力学性能、微观结构及重金属浸出特征。结果表明:添加原煤矸石骨料后,固结体UCS均不同程度下降;随着骨料粒径从0~1mm增加到1~5mm和5~10mm后,固结体UCS先减小后增加,其中,1~5mm骨料的固结体UCS减幅高达18.1%,而5~10mm骨料的固结体UCS增加的原因是其骨料能形成更有效的承载结构;SEM结果显示固结体的界面过渡区随骨料粒径增加而增大,但5~10mm骨料的固结体中地质聚合物表面更加完整连续,这是其UCS高于1~5mm条件的另一重要原因;固结体的压缩破坏符合脆性破坏特征,其中未经机械活化的全煤矸石基地质聚合物组(0h-CGGP组)脆性相对更强,UCS更高,这与其地质聚合反应程度更充分有关;固结体中的重金属离子均有不同程度浸出,其中Cu的浸出浓度和释放率均最高,Mn的浸出浓度次之,但释放率最小;各重金属浸出值均低于我国相关水质量标准以及危险废物浸出毒性标准,说明该固结体材料具备环境友好性。
  • 关键词

    煤矸石基地质聚合物固结体单轴抗压强度界面过渡区重金属浸出

  • 文章目录
    1 试验部分
    1.1 试验原料
    1.2 全煤矸石基地质聚合物固结体制备
    1.3 性能测试及结构表征
    2 结果与讨论
    2.1 煤矸石基地质聚合物及其固结体的UCS分析
    2.2 煤矸石基地质聚合物的微观结构分析
    2.3 全煤矸石基地质聚合物固结体的界面过渡区分析
    2.4 全煤矸石基地质聚合物固结体的重金属浸出分析
    3 结 论
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