金属矿山

作者：赵辰歌,顾晓薇,刘剑平赵昀奇,王宏宇,胡智航,

单位：1. 东北大学资源与土木工程学院,辽宁沈阳110819;2. 东北大学辽宁省固废产业技术创新研究院,辽宁沈阳110819;3. 东北大学智慧水利与资源环境科技创新中心,辽宁沈阳110819;4. 沈阳工业大学建筑与土木工程学院,辽宁沈阳110870

关键词：煤气化渣, 机械研磨, 颗粒特性, 火山灰活性,

基金：煤气化灰渣规模化分质梯级利用关键技术装备研究与示范项目( 编号:2023YFC3904303);国家自然科学基金重点项目( 编号:52234004);中建股份科技研发课题项目(编号:CSCEC-2022-Z-21)。

煤气化渣(CGS)是煤气化过程中产生的副产品,所含非晶态硅铝酸盐矿物相赋予了其作为胶凝材料使用的潜力。 本研究采用机械研磨的方式对 CGS 进行活化预处理,探讨了 CGS 在水泥基胶凝材料中的适用性,并通过XRD、SEM、TG-DTG 和 FTIR 等系列表征手段对水化反应过程进行分析,阐明了研磨时间对 CGS 颗粒特性和火山灰活性的调控机制。 结果表明:CGS 颗粒尺寸随着研磨时间的增加呈先下降后上升的趋势,当研磨 80min 时 CGS 特征粒径达到最小值,D10 、D50 、D90 分别为 1. 0μm、4. 7μm、23. 6μm。 机械研磨 80min 的 CGS 表现出最优胶凝性能,水泥胶砂 28d 活性指数为 91. 5%,28d 抗压强度最高为 46. 5MPa,对比未活化的胶砂抗压强度提升了 120. 4%,满足火山灰混合材料使用要求。 此外,机械研磨过程破坏了 CGS 的晶体结构,有利于活性物质的释放,生成大量以钙矾石、Ca(OH)2 和 C-(A)-S-H 凝胶为主的水化产物,可以显著提升煤气化渣的火山灰活性。 从微观形貌可知,随着活化时间的增加,水化产物微观结构逐渐均匀致密。 本研究为煤气化渣的资源化、规模化、高值化的利用提供了一种绿色低碳解决方案,对碳达峰、碳中和的实现具有重要意义。

来源：2025年第9期

《金属矿山》期刊编辑部

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