《鋁冶煉矽鈣渣基生態膠凝材料鈉離子固結機理研究》是依託北京科技大學，由劉曉明擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：鋁冶煉矽鈣渣基生態膠凝材料鈉離子固結機理研究
- 依託單位：北京科技大學
- 項目負責人：劉曉明
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
矽鈣渣是在高鋁粉煤灰提取氧化鋁過程中排放的固體廢棄物，過高的鈉離子含量是制約其在膠凝材料領域裡利用的最為關鍵的因素。本課題的技術思路是：以控制矽鈣渣中鈉離子及其他有害組分在生態膠凝材料中的浸出為基礎，開展深入系統地研究，以尋求矽鈣渣無害化利用的有效途徑。主要研究內容包括：（1）原狀矽鈣渣物相構成、介穩特性及環境特徵，（2）矽鈣渣生態膠凝材料水化過程中各物料的複合協同增強效應及材料性能最佳化設計，（3）鈉離子在矽鈣渣生態膠凝材料中的浸出控制機理及環境評價。通過本項目的研究，製備出大摻量利用矽鈣渣的生態膠凝材料，探索鈉離子在生態膠凝材料中的浸出控制和固化機理，研究利用矽鈣渣製備的生態膠凝材料的水化機理，為矽鈣渣大宗無害化利用奠定理論基礎。同時為保護環境、資源及能源綜合利用以及實現氧化鋁工業的可持續性發展作出貢獻。
結題摘要
矽鈣渣是在高鋁粉煤灰提取氧化鋁過程中排放的固體廢棄物，過高的鈉離子含量是制約其在水泥基膠凝材料領域裡利用的最為關鍵的因素。課題組圍繞這一關鍵問題，以控制矽鈣渣中鈉離子及其他有害組分的浸出為基礎，開展了深入系統地研究，以尋求矽鈣渣無害化利用的有效途徑。主要研究內容包括：（1）原狀矽鈣渣物相構成、介穩特性及環境特徵，（2）矽鈣渣膠凝材料水化過程中各物料的複合協同增強效應及材料性能最佳化設計，（3）矽鈣渣鈉離子浸出控制的機理及環境評價。研究闡述了利用矽鈣渣製備生態膠凝材料的水化機理和膠凝材料對矽鈣渣中鈉離子的固結機理，並成功製備出了矽鈣渣基生態水泥，該研究突破了水泥對高鹼性原料的限制，為矽鈣渣和赤泥等高鹼性物料在水泥基膠凝材料中大宗無害化利用奠定了理論基礎。經過三年的研究，已發表與項目相關學術論文11篇（10篇為第一標註，1篇為第二標註），其中項目負責人以第一或唯一通訊作者發表SCI收錄期刊論文5篇（影響因子之和為：20.691）、EI收錄期刊論文2篇。授權國家發明專利2項，申請國家發明專利1項。培養出站博士後1名，畢業碩士研究生3名，在站博士後1名，在讀博士研究生1名，在讀碩士生2名。項目執行期內，項目負責人當選為中國矽酸鹽學會固廢分會常務理事、青年委員會主任委員，中國電子顯微鏡學會無機非金屬建築材料微觀測試與分析專業委員會委員。課題組還與大唐國際高鋁煤炭研發中心、中色十二冶金建設有限公司、清華大學建築設計研究院有限公司等單位合作開展了研發成果的套用與推廣工作。先後開展了矽鈣渣基生態混凝土、矽鈣渣/赤泥基路基材料、矽鈣渣生態水泥基免燒免蒸養透水磚、矽鈣渣基複合礦粉、矽鈣渣基無機可降解固沙材料、矽鈣渣基輕質承重保溫一體化牆體材料等產品的現場試驗和工業化試生產工作，有力的推動了基金成果向產業化套用轉化的進度。
