在冷解周期下,CGFPA粘合剂固化/稳定红泥的恶化效应和微观机制
Lijun Yan1,2, Junjie Yang1,2, Yalei Wu1,2
1Key Laboratory of Marine Environment and Ecology, Ministry of Education, Ocean University of China, Qingdao 266100, China.
这项研究研究了使用CGFPA结合剂在结解周期下固化红泥的耐用性. 结果显示强度降低,污染物漏增加,循环更多,表明在寒冷地区的潜在使用.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 环境工程 环境工程
- 地质技术工程 地质技术工程
背景情况:
- 红色泥是生产的副产品,它带来了大量的土地占用和环境污染挑战.
- 目前的红泥管理方法不足以解决其性和毒性问题.
- 开发有效的固化/稳定技术对于可持续的红泥利用至关重要.
研究的目的:
- 评估CGFPA结合剂在凝固和稳定红泥中的有效性.
- 调查冷解周期对经过处理的红泥的机械性能和环境稳定性的影响.
- 为了阐明控制凝固红泥在循环环境压力下耐用性的微机制.
主要方法:
- 红色泥的固化/稳定使用碳化残留物,磨砂颗粒高炉渣,飞灰,石膏和石墨烯 (CGFPA) 结合剂.
- 处理过的红泥样本暴露在不同数量的冷解周期中.
- 评估重金属 (Cu, Zn, Cr, Ni, As, Pb, Cd) 不受限制的压力强度,pH和浸出度.
- 使用X射线衍射 (XRD),扫描电子显微镜与能量分散式X射线光谱 (SEM-EDS) 和富里埃转换红外光谱 (FT-IR) 的微结构分析.
主要成果:
- 凝固红泥的质量,不受限制的压力强度和pH值随着越来越多的结解周期而下降.
- 污染物 (Cu, Zn, Cr, Ni, As, Pb, Cd) 的水度随着冷解周期的增加而增加.
- 强度损失率遵循指数函数,而污染物度对数显示与循环数的线性关系.
- 在30%的粘合剂比率下,质量损失达到6.7%,强度损失达到50.6%,污染物漏在10个循环后显著增加.
- 补水产品包括C-S-H,C-A-S-H,C-A-H和AFm,冷解损伤影响了晶格结构.
结论:
- CGFPA粘合剂可以凝固和稳定红泥,但在融条件下的耐用性是令人担忧的.
- 冷解周期会降解凝固的红泥结构,导致强度降低和环境风险增加.
- 这些发现为在永久土地区利用凝固的红泥提供了理论基础,强调了对长期性能进行进一步研究的必要性.
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