【本报讯】近日,vic115维多利亚甘肃省黏土矿物应用研究重点实验室基于油页岩半焦特性,开展了系统研究并取得系列进展。
油页岩半焦是油页岩经干馏提取页岩油后剩余的固体废弃物。由于油页岩矿化程度高、含油量低,油页岩半焦产量巨大,仅窑街煤电集团有限公司每年产出60万吨,目前主要以堆存方式处理。因此,对油页岩半焦资源化利用是油页岩产业可持续发展的重要路径。
油页岩半焦富含有机质和高岭石、伊利石、伊蒙混层黏土、石英、磁铁矿等矿物质。基于对油页岩半焦矿物学属性的认知,研究人员提出从矿物材料视角探究油页岩半焦资源化利用途径。利用窑街煤电油页岩半焦富鉄低钙的特性,直接以油页岩半焦所含矿物质为基体构筑了高性能铁系杂化颜料。该系列杂化颜料具有优异的呈色性能、热稳定性、耐酸性和耐盐雾性能,可替代现有市售铁系颜料,应用于防腐涂料和陶瓷颜料等。
由于油页岩半焦富含矿物质和有机质,研究人员采用油页岩半焦对模拟煤矸石场地进行修复,结果表明不同用量油页岩半焦对植物生长有明显影响。由于有机质中含有微量多酚类物质,当油页岩半焦用量大于15wt%时对植物生长有一定抑制作用。在此基础上,采用无氧热解炭化法制备了矿物/生物炭复合材料,与窑街煤电合作建成1wt/a矿物/生物炭复合材料生产线,并与相关单位合作开展了应用试验,施用矿物/生物炭复合材料有效提升了土壤理化性能和农作物产量。此外,基于以废治废的策略,研究人员利用水热辅助酸、碱处理油页岩半焦,构筑了不同功能吸附材料,实现了对水体阴/阳染料分子的高效吸附。
黏土矿物基有机/无机复合保水剂有较好的吸水保水性能。研究人员采用油页岩半焦通过自由基聚合反应制备了系列有机/无机复合功能保水剂。该系列研究工作为油页岩半焦在节水农业中的应用开辟了新途径。
为了推进油页岩半焦在公路工程中的应用,研究人员与甘肃路桥建设集团有限公司开展了合作。研究结果证实,油页岩半焦基矿物胶凝材料在特殊土体加固、半刚性基层和水泥混凝土等方面具有优异的应用性能。近日双方共同开展了油页岩半焦基胶凝材料加固土铺筑试验。铺筑试验段选取S102线中川至龙泉公路兰州中川国际机场生活区路段改造工程,主要针对工程所在黄土地区地基加州承载比不能满足路床设计要求,拟定对该路段上路床填筑油页岩半焦基矿物胶凝材料加固黄土,考察不同掺合量(5%、10%和15%)对路用性能的影响规律,以期为油页岩半焦在公路工程中的大宗利用奠定坚实的基础。
兰州日报社全媒体记者 李丹
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