造纸苛化白泥资源化利用研究

论文摘要

本课题以资源化利用造纸苛化白泥为根本目的，针对苛化白泥成分复杂、含水率大、高碱性、细度大、难处理的特点，利用苛化白泥中所含的少量有效钙和残碱与粉煤灰混合成球制备煅烧料，料球煅烧后的产物可以代替普通石灰作为钙质材料在粉煤灰硅酸盐制品中有着广泛的应用前景。本文首先对苛化白泥料球的成型工艺及影响料球初始物理力学性能的因素进行了探索和分析。研究发现，在苛化白泥和粉煤灰混合成球过程中，混合料搅拌和成球时间随着粉煤灰掺量的增加而增加，粉煤灰掺量为10～15％、自然养护18d左右的湿白泥料球具有较好的初始强度，可以满足堆积、运输和煅烧的要求。本文还通过XRD、SEM、TG-DTA和有效钙测定等分析方法和测试手段对苛化白泥料球煅烧过程进行了系统的研究。研究发现，粉煤灰掺量为10％的湿白泥料球在煅烧过程中，碳酸钙CaCO3分解产生氧化钙CaO的同时，伴随着硅酸二钙C2S、钙黄长石C2AS和钙长石CAS2等矿物及水化硅酸钙脱水相的形成，氧化钙晶粒大小随着煅烧温度的升高而增大，活性逐渐降低。为保证料球中CaCO3的充分分解，又使分解产生的CaO活性更高，料球煅烧温度范围宜选择900～1000℃，保温时间1～2h为宜。本文还对苛化白泥料球各煅烧制度下的产物进行了在粉煤灰制品中的应用研究，通过对粉煤灰制品物理力学性能的测定检验了煅烧产物的应用性能。研究发现，粉煤灰掺量为10％的湿白泥料球在900℃和1000℃煅烧2h的产物具有较好的应用性能，因产物中形成了氧化钙、硅酸二钙等有效矿物以及高温脱水相，制品的物理力学性能明显优于普通石灰制品。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 造纸苛化白泥
• 1.1.1 苛化白泥来源与性质
• 1.1.2 苛化白泥的综合利用现状
• 1.1.3 苛化白泥利用中存在的问题
• 1.2 粉煤灰及活性激发
• 1.2.1 粉煤灰组成与性能
• 1.2.2 粉煤灰活性与激发
• 1.2.3 粉煤灰—石灰—水系统反应机理
• 1.3 本研究目的、意义与内容
• 1.3.1 研究目的与意义
• 1.3.2 研究内容
• 2 原材料与试验方法
• 2.1 试验用原材料
• 2.2 主要试验方法
• 2.2.1 有效钙含量测定
• 2.2.2 原材料化学成分分析
• 2.2.3 苛化白泥成球试验
• 2.2.4 苛化白泥料球煅烧试验
• 2.2.5 物理力学性能测试
• 2.2.6 物相分析试验
• 3 苛化白泥料球的成型工艺
• 3.1 成型方法
• 3.1.1 配合比确定
• 3.1.2 成型与养护
• 3.2 物理力学性能测试
• 3.2.1 含水率测试
• 3.2.2 筒压强度测试
• 4 苛化白泥料球的煅烧过程
• 4.1 苛化白泥的煅烧
• 4.1.1 碳酸钙分解基本原理
• 4.1.2 苛化白泥煅烧产物分析
• 4.2 苛化白泥料球的煅烧过程
• 4.2.1 干白泥料球的煅烧
• 4.2.2 湿白泥料球的煅烧
• 4.3 苛化白泥料球煅烧过程总结
• 5 苛化白泥料球煅烧产物的应用性能研究
• 5.1 粉煤灰制品的制备工艺
• 5.1.1 混合料的制备
• 5.1.2 制品坯体成型与养护
• 5.2 粉煤灰制品的性能
• 5.2.1 粉煤灰制品的物理力学性能
• 5.2.2 粉煤灰制品的抗冻性能
• 5.3 影响粉煤灰制品性能的因素
• 5.3.1 料球煅烧温度对粉煤灰制品性能的影响
• 5.3.2 有效钙掺量对粉煤灰制品性能的影响
• 5.3.3 料球粉煤灰掺量对粉煤灰制品的影响
• 5.3.4 养护方式对粉煤灰制品性能的影响
• 6 结论
• 致谢
• 参考文献