铁尾矿基陶粒混凝土的制备及性能研究

随着矿冶行业的快速发展,尾矿堆积量逐年增多,特别是铁尾矿已成为国内研究者关注的焦点。先用铁尾矿制备轻质高强陶粒,然后以该陶粒作为轻骨料制备陶粒混凝土。采用正交试验研究水灰比、减水剂用量、砂用量、增稠剂用量对陶粒混凝土抗压强度及陶粒上浮的影响。通过试验确定该铁尾矿基陶粒混凝土的最佳方案为水灰比0.25、减水剂用量0.5%、砂用量20%、增稠剂用量0.12%。最终制得28 d抗压强度为67.33 MPa、抗折强度为8.1 MPa、体积密度1 940 kg/m3的高性能陶粒混凝土。研究中解决了轻骨料陶粒混凝土中陶粒上浮问题,实现了资源二次开发。      

低硅铁尾矿制备轻质陶粒试验研究

为解决低硅铁尾矿大量堆存且利用难度大等问题,以杨家湾尾矿库低硅铁尾矿为主要原料,掺入了某铜尾矿和市售煤粉,通过烧结法制备轻质烧结陶粒,并考察了原料配比、水料比、尾矿粒度、烧结条件等因素对陶粒性能的影响。结果表明,质量配比为m(铁尾矿)∶m(铜尾矿)∶m(煤粉)=8∶1∶1（即铁尾矿掺量80%）、水料比1∶5、烧结温度1 120 ℃、烧结时间20 min的条件下制备出堆积密度为873.2 kg/m3、筒压强度5.13 MPa、1 h吸水率为7.65%的轻质陶粒,结合陶粒形貌、物相及热重分析,陶粒烧结过程中产生了起增强强度作用且呈致密网状结构的透辉石。该研究为低硅铁尾矿的资源化利用提供了新的利用途径。      

铁尾矿基轻质高强陶粒的制备及应用研究

以铁尾矿为主要原料烧制轻质高强度陶瓷颗粒,研究铁尾矿含量、发泡剂添加量和烧成温度对陶粒性能的影响.结果表明,采用100％铁尾矿为原料,0.1％碳化硅(SiC)为发泡剂,在1150℃保温20 min,制得陶粒的堆积密度为0.99 t/m3,筒压强度为16.3 MPa,吸水率为4.25％.再以此陶粒作为骨料制备陶粒混凝土,...     

大比例掺用铁尾矿制备轻质保温墙体材料

以水泥为胶凝剂、黄石市灵乡铁矿尾矿为主要原料制备轻质保温墙体材料,研究了轻骨料膨胀珍珠岩、铁尾矿及其碱性激发剂掺量和水灰比对试件抗压强度、容重、导热系数的影响。结果表明：试验用碱性激发剂对铁尾矿的活性有显著的激发作用,从而可提高铁尾矿的掺用比例、减少水泥用量;当水泥、铁尾矿、激发剂、膨胀珍珠岩的质量比为1∶2.5∶0.25∶0.63,水灰比为0.8时,试件28 d的抗压强度＞5 MPa、容重＜900 kg/m3、导热系数<0.231 W/（m·k）,满足轻质保温墙体材料的性能要求。     

低硅铁尾矿制备陶粒滤料试验研究

铁尾矿是铁矿选矿过程中产生的固体废弃物,大量铁尾矿堆积在尾矿库中不仅浪费了资源,也增加了 企业运行成本,更会危害当地生态环境。 以杨家湾尾矿库低硅铁尾矿为主要原料,掺入了铜尾矿、污泥等固体废弃物, 通过烧结法制备陶粒。 在铁尾矿、铜尾矿、污泥、煤粉质量比 8 ∶1 ∶1 ∶1,水料比 1 ∶5,烧结温度 1 100 ℃ 、烧结时间 50 min 条件下,制得烧结陶粒滤料,其表观密度为 1 544. 90 kg / m3,堆积密度 785. 7 kg / m3,筒压强度 3. 23 MPa,1 h 吸水率 25. 9%,含泥量 0. 98%,空隙率 51. 37%,比表面积 0. 52×104 cm2 / g,盐酸可溶率 1. 80%,破碎与磨损之和 0. 70%,满足 GJ / T 299—2008《水处理用人工陶粒滤料》人工陶粒滤料指标,可以作为水处理用人工陶粒滤料,具有工业化应用前景。     

高硅铁尾矿制备陶粒工艺试验研究

以铁尾矿为原料，粉煤灰为成分校正剂制备高强轻质陶粒。利用热分析仪（TG-DSC）和X射线衍射仪（XRD）分析了原料的热反应过程，确定陶粒烧制温度范围。设计正交试验研究了成分配比、烧制温度、高温区升温速率和保温时间对陶粒堆积密度、表观密度、吸水率和筒压强度的影响，优化陶粒制备工艺。结果显示，陶粒的原料配比对堆积密度和表观密度影响较大，而烧制温度对吸水率和筒压强度影响较大。料球中Al₂O₃含量为17%，以10℃/min的速度升温至1 000℃，再以25℃/min的速度升温至1 210℃，保温30 min，所制备陶粒堆积密度888.20 kg/m3，表观密度为1 907.14 kg/m3，筒压强度为8.34 MPa，1 h吸水率为5.04%，满足国标GB/T 17431.1—2010中规定的900级轻质高强陶粒性能要求，为高硅铁尾矿的综合利用提供了一条新途径。      

利用轻质红黏土陶粒制备陶粒泡沫混凝土的研究

陶粒泡沫混凝土的骨料多为页岩陶粒,为确定是否可以用轻质黏土陶粒为骨料生产出满足技术要求的陶粒泡沫混凝土,以某冶金熔剂矿开采过程产生的废弃剥离红黏土为原料制备的轻质黏土陶粒为骨料,研究了陶粒粒型系数及添加量、发泡剂添加量、水灰比、玻璃纤维添加量对陶粒泡沫混凝土性能的影响。结果表明:陶粒泡沫混凝土的干表观密度和抗压强度随发泡剂添加量的增加而降低,适当降低陶粒的粒型系数及添加量、增加玻璃纤维的添加量可提高陶粒泡沫混凝土的抗压强度;在粒型系数为1.2的陶粒添加量为400 kg/m3,水泥添加量为360 kg/m3,发泡剂与水泥的质量比为0.125%,玻璃纤维与水泥的质量比为0.8%,水灰比为0.31情况下制得的混凝土试件的干密度为821.3 kg/m3,抗压强度为3.64 MPa,导热系数为0.199 W/(m·K),均达到《GB/T 23450-2009建筑隔墙用保温条板》、《JG/T 266-2011泡沫混凝土》的技术标准。     

山西灵丘低硅铁尾矿制备加气混凝土的试验研究

以低硅铁尾矿作为主要原料,铝粉作为发气剂,成功制备出了符合GB/T 11968-2006的A3.5,B06级加气混凝土制品。考虑最大限度使用铁尾矿的情况下,铁尾矿、硅砂、石灰、水泥和脱硫石膏的最优化配合比(质量比)为40∶20∶25∶10∶5,铝粉加入量为0.057%,水料比为0.57,静停养护温度为70 ℃,加气混凝土制品的抗压强度达到4.11 MPa,此时体积密度为590 kg/m 3 ,比强度为6.97 MPa。由X射线衍射测试分析可知,成品中主要的矿物成分为托贝莫来石,此外还有硬石膏和残留的石英等。扫描电镜和能谱分析结果显示,成品中形成了CSH和托贝莫来石相互交织的网状结构,有效的提高了加气混凝土的强度。     

铁尾矿与碱渣基核壳高强陶粒的制备与性能研究

碱渣和细铁尾矿属污染性大宗固体废弃物，为了确定以它们为主要原料制备高强环保陶粒的可能性，进行了核壳结构烧结陶粒的制备工艺条件研究，并对主要工艺条件下烧结陶粒的矿物成分进行了分析。结果表明：①铁尾矿和碱渣用量增大，煅烧温度升高，煅烧时间延长，核壳结构烧结陶粒的吸水率、膨胀率均升高，筒压强度和堆积密度总体均降低，只是在较低煅烧温度、较短煅烧时间情况下核壳结构烧结陶粒的筒压强度均较低。②铁尾矿用量为70%，碱渣用量为6%，煅烧温度为1 140 ℃，煅烧时间为90 min情况下，核壳结构烧结陶粒的吸水率为1.25%、膨胀率为1.24%、堆积密度为870.3 kg/m3、筒压强度为10.67 MPa，符合国家标准中高强陶粒的要求（吸水率＜10%、堆积密度等级＜900 kg/m³、筒压强度等级＞6.50 MPa）。③该陶粒碎磨产品（0.075~0 mm）氯离子渗出率为0.000 1%，远低于标准中I类砂≤0.01%的要求。④核壳结构烧结陶粒核芯配合料中的碱渣是促进蓝晶石形成的重要原料，蓝晶石是影响该陶粒强度的关键性矿物，升高煅烧温度和延长煅烧时间均能促进陶粒中含氯化合物的形成，防止掺加碱渣的陶粒中氯离子的渗出。     

铁尾矿与碱渣基核壳高强陶粒的制备与性能研究

碱渣和细铁尾矿属污染性大宗固体废弃物，为了确定以它们为主要原料制备高强环保陶粒的可能性，进行了核壳结构烧结陶粒的制备工艺条件研究，并对主要工艺条件下烧结陶粒的矿物成分进行了分析。结果表明：①铁尾矿和碱渣用量增大，煅烧温度升高，煅烧时间延长，核壳结构烧结陶粒的吸水率、膨胀率均升高，筒压强度和堆积密度总体均降低，只是在较低煅烧温度、较短煅烧时间情况下核壳结构烧结陶粒的筒压强度均较低。②铁尾矿用量为70%，碱渣用量为6%，煅烧温度为1 140 ℃，煅烧时间为90 min情况下，核壳结构烧结陶粒的吸水率为1.25%、膨胀率为1.24%、堆积密度为870.3 kg/m3、筒压强度为10.67 MPa，符合国家标准中高强陶粒的要求（吸水率＜10%、堆积密度等级＜900 kg/m³、筒压强度等级＞6.50 MPa）。③该陶粒碎磨产品（0.075~0 mm）氯离子渗出率为0.000 1%，远低于标准中I类砂≤0.01%的要求。④核壳结构烧结陶粒核芯配合料中的碱渣是促进蓝晶石形成的重要原料，蓝晶石是影响该陶粒强度的关键性矿物，升高煅烧温度和延长煅烧时间均能促进陶粒中含氯化合物的形成，防止掺加碱渣的陶粒中氯离子的渗出。     

山西某碱铝硅质型铜尾矿制备高强陶粒的正交试验研究

我国尾矿资源的综合利用一直是一个难题。以山西某碱铝硅质型铜尾矿为主要原料制备了高强陶粒轻集料。基于原料化学成分分析进行物料配比试验、粉磨试验、造粒试验及设计L₁₆（45）烧成制度正交试验研究,结果表明,优选试验配方（质量配比）为:铜尾矿50%、长石25%、白云石10%、废弃土15%、黏结剂水玻璃的用量（原料质量比）为5%。确定最优烧成制度为:预热温度800℃、预热时间20 min、烧成温度1 170℃、烧成时间15 min。最终烧制出的尾矿陶粒轻集料堆积密度为874 kg/m3,筒压强度达到7.5 MPa,吸水率为2.1%,为铜尾矿的高附加值综合利用提供了一个新的解决方案。      

脱硫石膏在铁尾矿制备陶粒中的应用

以烧结厂脱硫所产生的脱硫石膏和选铁后的铁尾矿为主要原料,对铁尾矿陶粒的配方和焙烧制度进行了研究。结果表明：尾矿、脱硫石膏、粉煤灰和煤粉的最佳质量配比为57.2%∶16.8%∶22.5%∶3.5%,在预热温度300℃,焙烧温度1110℃,焙烧时间30 min,冷却温度500℃的焙烧制度下烧制陶粒,性能满足 GB/T 17431.1-2010的质量要求。     

陶粒形状配比对陶粒混凝土力学性能的影响

以钒尾矿为主要原料,烧制球形、方形、棒状和片状4种形状不同的陶瓷颗粒,研究陶粒形状对陶粒混凝土力学性能的影响。将4组陶粒按体积比1∶1、1∶1∶1和1∶1∶1∶1进行配比组合作为粗骨料,制备陶粒混凝土,研究不同形状陶粒配比对陶粒混凝土力学性能的影响。结果表明,球形陶粒、方形陶粒与棒状陶粒体积比为1∶1∶1时,制备的陶粒混凝土抗折强度为17.9 MPa,抗压强度为46.1 MPa,综合力学性能最佳。     

煤矸石陶粒轻集料混凝土体积稳定性研究

开展煤矸石陶粒替代普通碎石骨料制备轻集料混凝土的研究有助于推动建材向轻质、高强、隔热方向发展。在总结轻集料混凝土的研究和应用现状、体积收缩种类、收缩机理及其改善措施的基础上,研究了减缩剂、陶粒预湿对煤矸石陶粒轻集料混凝土体积稳定性的影响。试验结果表明：无论是增加减缩剂掺量还是提高煤矸石陶粒预湿程度,煤矸石陶粒轻集料混凝土试件的收缩率均明显下降、体积稳定性均明显改善;二者复合应用更有利于降低试件的收缩率、提高试件的稳定性。该研究对煤矸石陶粒轻集料混凝土的推广应用具有指导意义。     

铁尾矿路面基层材料力学性能与耐久性能研究

为了探讨铁尾矿大规模资源化利用的新途径,以无侧限抗压试验结果（试件中水泥、碎石、铁尾矿和改性生物酶的质量比为5∶30∶68∶2）为基础,研究了聚丙烯纤维掺量对路面基层材料的力学性能和耐久性能的影响。结果表明,在聚丙烯纤维掺量为1.5 kg/m3的情况下,试件的劈裂抗拉强度达到0.396 MPa,抗弯拉强度达1.641 MPa,抗弯拉强度与无侧限抗压强度之比为0.27,冻融循环和干湿循环情况下的无侧限抗压强度均大于5 MPa,抗冻系数大于0.80,水稳系数大于0.88,试件冲刷率为0.139 g/min,质量损失比为1.92%,各项力学性能、耐久性能均满足高速公路和一级公路的要求,说明铁尾矿作为高速公路路面基层材料的主要成分是可行的。