含钛高炉渣高温熔融改性制备微晶铸石试验研究

摘 要 为推动大宗废弃物和新型废弃物的综合利用，开发热态炉渣余热高效回收和资源化利用技术，以某含钛高炉渣及矿山铁尾矿为原料，利用高炉渣排渣时的高温熔融改性制备微晶铸石，系统研究了不同原料 配比对微晶铸石性能的影响。结果表明：当含钛高炉渣配比为41.7%，铁尾矿配比为58.3%，可得主要晶相为透辉石、辉石，且其耐酸度、耐碱度、抗折强度等性能均达到相应国家标准的微晶铸石产品。通过利用高炉 渣排矿时的余热，将含钛高炉渣与铁尾矿制备微晶铸石产品，为矿山铁尾矿与高炉钛渣的综合利用提供了新思路。     

含钛高炉渣高温熔融改性制备微晶铸石试验研究

摘 要 为推动大宗废弃物和新型废弃物的综合利用,开发热态炉渣余热高效回收和资源化利用技术,以某含钛高炉渣及矿山铁尾矿为原料,利用高炉渣排渣时的高温熔融改性制备微晶铸石,系统研究了不同原料 配比对微晶铸石性能的影响。结果表明：当含钛高炉渣配比为41.7%,铁尾矿配比为58.3%,可得主要晶相为透辉石、辉石,且其耐酸度、耐碱度、抗折强度等性能均达到相应国家标准的微晶铸石产品。通过利用高炉 渣排矿时的余热,将含钛高炉渣与铁尾矿制备微晶铸石产品,为矿山铁尾矿与高炉钛渣的综合利用提供了新思路。     

NaOH碱激发矿渣地质聚合物的研究

对NaOH碱激发矿渣地质聚合物的早期力学性能、水化程度、活性Al和Si、碱度等进行了研究,结果表明:用NaOH作为碱激发剂激发粒状高炉矿渣制备的地质聚合物具有水化速度快、早期强度高、强度增加快等优点.随水化龄期延长,结构更加致密,形成PSS型结构的地质聚合物.     

磷尾矿、磷石膏和黄磷渣的地质聚合反应资源化利用研究进展

随着磷矿开采量的增大,磷矿固废的库存量也逐年增加,对自然环境造成了严重的危害。概述了磷尾矿、磷石膏和黄磷渣固废资源的利用现状,以及碱激发地质聚合反应机理,对比了碱激发地质聚合物混凝土和普通硅酸盐水泥混凝土,阐述了通过碱激发地质聚合反应资源化综合利用磷尾矿、磷石膏和黄磷渣的现状。      

以铁尾矿为调质剂改善高炉渣成纤性研究

为了改善高炉渣的成纤性能,采用FactSage热力学模拟和试验测定相结合的方法,研究了以铁尾矿为调质剂,对调质渣黏度及均质化时间的影响规律。结果表明:随着铁尾矿的加入,调质渣由短渣特性转变为长渣特性,调质渣黏度系数升高,适宜的成纤温度范围变大,但熔化性温度出现先降低后升高的趋势;在高炉渣制取矿渣纤维过程中掺加3%~15%的铁尾矿既有利于改善高炉渣的成纤性能,为优化高炉渣制备矿渣纤维工艺,提高生产效率,实现节能高效生产提供理论支撑,同时还能开辟铁尾矿资源化的新途径。     

镍渣—粉煤灰基地质聚合物力学性能及耐久性能的研究

作为新型胶凝材料,地质聚合物应用前景广阔,而利用镍渣制备地质聚合物对实现固废综合利用有重要意义。通过硅酸钠和氢氧化钠复合碱溶液活化制备了镍渣—粉煤灰基地质聚合物,探讨了粉煤灰掺量对地质聚合物力学性能、抗冻性能、抗海水侵蚀性能的影响,并结合XRD、SEM及孔结构分析等手段阐明变化规律。结果表明：① 粉煤灰的引入,提高了地质聚合物的强度;当粉煤灰掺量为10%时,力学性能最优,7、28 d抗压强度分别为37.2、42.5 MPa,相比空白组试样分别提高了21.97%和17.40%。② 适量粉煤灰的掺入能够进一步降低地质聚合物在冻融循环、干湿循环中的抗压强度损失及质量损失。当掺入10%粉煤灰时,50次冻融循环后试样的抗压强度损失率、质量损失率分别为24.7%、14.9%,50次干湿循环后的抗压强度损失率为21.5%。③ 粉煤灰对碱激发的反应有益,增加了反应产物;同时,粉煤灰更小的颗粒粒径,对地质聚合物提供了更好的填充效应。研究结果可为镍渣—粉煤灰基地质聚合物的开发及相关耐久性能问题的探索提供参考。     

不同掺合料及掺量下铀尾矿水泥固化体力学性能及氡析出率测量实验研究

铀尾矿水泥固化过程中，经常会遇到混合不均匀而导致强度较低、氡析出率高等问题。为了改善固化体的性能，在固化体中掺入一些其他固化材料，例如粒化高炉矿渣、粉煤灰和生石灰等。通过调整固化体中掺合料的种类、掺量和养护龄期，测试铀尾矿水泥固化体的饱和含水率、力学强度和氡析出率等性能。实验结果表明：单掺粒化高炉矿渣、粉煤灰和生石灰时，铀尾矿固化体7 d、14 d和28 d龄期抗压强度、抗拉强度和抗剪强度均有所提高；从力学性能考虑，效果最好的是养护28 d掺量为25%粒化高炉矿渣固化体，其饱和含水率也最低；掺量越大氡析出率越低，但是效果最好的是掺入25%的粒化高炉矿渣，其次是掺入25%的粉煤灰。该研究成果可为今后铀尾矿库退役治理提供理论参考和决策依据。     

用赤泥提高铁尾矿热活化性能的试验研究

为提高铁尾矿的活性，使其能作为水泥原料而得以大宗量综合利用，以通钢铁尾矿为对象，研究了铁尾矿自身的热活化性能以及赤泥对铁尾矿热活化性能的影响。结果表明，单独对铁尾矿进行热活化不能使铁尾矿的活性得到提高；按1∶1的比例将铁尾矿与赤泥共同湿磨，所得混合物料的热活化性能明显改善，以这种混合物料在600 ℃下煅烧2 h的产物为主要原料（用量50%）制备的胶砂试块的28 d抗压强度达47.5 MPa，满足国家标准对42.5#水泥的强度要求。     

地质聚合物的制备及其在尾矿免烧制品中的应用

采用钢渣和粉煤灰作为原料,加入一定量的碱激发剂,制备出了一种较高强度的地质聚合物胶凝材料。当钢渣与粉煤灰比值为1∶1时,加入10%、模数为1的水玻璃,3d强度为29.20MPa,28d强度可达53.71MPa。并以其作为胶凝材料,以铁矿尾矿粉作为骨料,试制了一种钢渣粉煤灰基地质聚合物胶凝尾矿免烧制品。当尾矿加入量为50%或55%时,各个样品的3d强度均在10MPa以上,最高可达16.24MPa,28d强度均在15MPa以上,最高可达23.43MPa。本文还对胶凝聚合反应机理进行了初步探讨。     

一种钢渣-高岭土基地质聚合物材料

将高岭土和氢氧化钠固体的热活化产物与钢渣混合、水化、压制,制备了一种较高强度的钢渣-高岭土基地质聚合物材料。采用XRD、FTIR和SEM测试方法对原料和合成的地质聚合物材料的表面键合、物相及微观结构的变化进行了分析。质量分数为5%的高岭土碱热活化物料与95%的钢渣粉末制备的地质聚合物材料,其养护3、7和28 d的试块抗压强度分别为20、30和28.9 MPa,达到了非承重墙体建筑材料MU20、MU25和MU30的强度等级标准。表面键合变化表明,反应生成了Si(Al)-O三维网络结构的地质聚合物,钢渣中的硅酸钙受碱激发生成C-S-H凝胶,不反应的固体作填充料增加了材料的抗压强度。     

矿渣基地质聚合物的吸水性能与孔结构分形特征研究

为了研究矿渣基地质聚合物多孔材料在不同孔隙率、孔径分布情况下的吸水性能及改善机理,以高炉矿渣、粉煤灰、水玻璃为主要原料,以过氧化氢为发泡剂进行矿渣基地质聚合物的吸水、释水性能实验,并结合图像分析软件和分形理论分析其微观形貌及孔结构分形特征。实验结果表明,随着发泡剂使用量的增加,多孔材料的孔隙率、最可几孔径和吸水率相应增大,而材料释去单位质量水所需时间和孔隙表面分形维数随之减少; 当发泡剂掺量为0.87 % 时,材料吸水率达到62 %,释去单位质量水仅需1.38 h,此时材料兼顾了吸水性能和释水性能。     

某选铁尾矿制备胶凝材料的研究

为了综合利用铁尾矿资源,试验以铁尾矿为一种掺料,制备出了能达到一定力学强度的胶凝材料,其强度能达到标号为32.5的通用硅酸盐水泥的强度要求。考虑各因素后确定的配比为:铁尾矿20%,高炉矿渣53.5%,水泥熟料20%,二水石膏6%,早强剂氯化钠0.5%。这种材料既可以替代低标号的水泥、混凝土,又可以作为采用充填法开采的铁矿矿山的胶结充填材料。     

煤矸石基地质聚合物的制备与性能优化研究

煤矸石的不合理处置会给生态系统带来巨大的压力和威胁，为了解决煤矸石再利用困难和利用率低的问题，提出利用煤矸石生产地质聚合物的高附加值策略。以未煅烧的煤矸石为原材料，采用单因素实验设计法，研究了高炉矿渣掺入量、水玻璃模数、碱激发剂添加量、液固比和初始24 h养护温度等因素对地质聚合物基体抗压强度的影响。结果表明，初始24 h养护温度、碱激发剂添加量和水玻璃模数对煤矸石-高炉矿渣基复合地质聚合物的性能有显著影响。通过X射线衍射分析和扫描电镜分析发现，在碱激发剂的作用下，未煅烧的煤矸石结构被破坏，与高炉矿渣协同生成水化铝硅酸钠(N-A-S-H)、水化铝硅酸钙(C-A-S-H)和水化硅酸钙(C-S-H)凝胶，从而形成了致密的微观结构。这为煤矸石的大规模资源化利用提供了合理的依据。     

粒化高炉矿渣胶凝性能活化研究进展

通过分析粒化高炉矿渣的成分和结构特点,阐述了粒化高炉矿渣具有潜在胶凝活性的原因;从机械活化、化学活化两方面介绍了粒化高炉矿渣活化的研究进展,并总结了目前对粒化高炉矿渣水化机理的一些认识。     

伊利石中硅的热化学活化与脱除

伊利石是铝土矿中主要含硅矿物之一。TG—DTA、XRD和IR综合研究表明，在热作用下，伊利石在500～700℃脱去羟基，在1100℃左右结构发生非晶质转化，层状结构中的硅被活化为无定形SiO2。根据无定形SiO2易溶于稀碱溶液的特性，开发了伊利石热化学活化-碱浸脱硅新工艺。当热活化温度1100～1150℃，热活化时间90～120min，碱浸出温度95℃，Na2OK=(120～150)g／L，浸出时问90～120min时，可获得45％左右的脱硅率。XRD分析结果表明，热活化生成的无定形SiO2溶于NaOH溶液被脱除，但碱浸过程中生成水合铝硅酸钠导致脱硅率较低。矿石中含有的天然α—SiO2在热化学活化、碱浸过程所表现出的惰性也使得总脱硅率降低。     

铜炉渣选矿工艺流程设计探讨

主要探讨在炉渣选矿设计中，工艺流程的设计以及半自磨技术、中间浮选在炉渣选矿中的应用，同时探讨闪速浮选技术、尾渣丙处理技术的应用和尾矿的综合利用，进一步提高企业效益。     

石膏对氧化钙激发高炉矿渣胶凝性能的影响

高炉矿渣作为碱激发材料的主要原料,在适宜激发剂的催化下可生成具有良好胶凝性能的水泥替代料。本文以高炉矿渣为主要原料,氧化钙为碱激发剂,石膏为添加剂,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和压汞法(MIP)方法,探讨不同石膏用量对氧化钙激发高炉矿渣力学性质的影响,并分析碱激发高炉矿渣胶凝材料性质得以改善的原因。结果表明:石膏掺量为10%时,胶凝材料试块的抗压性能最佳,养护28d可达22.20MPa。生成物中钙矾石的量对试块的强度有较大的影响,当石膏掺量过多时,多余的石膏无法与反应体系中的物质反应,杂乱地分布于体系之中形成大小不一的孔隙,最终导致试块的强度下降。     

铜炉渣选矿工艺流程设计探讨

主要控制在炉渣选矿设计中，工艺流程的设计以及半自磨技术、中间浮选在炉渣选矿中的应用，同时探讨闪速浮选技术、尾渣再处理技术的应用和尾矿的综合利用，进一步提高企业效益。     

DRI钛渣制备高钛渣新工艺研究

传统高炉工艺流程处理钒钛磁铁矿,钛资源回收率低。针对气基竖炉还原—电炉熔分的非高炉冶炼工艺得到熔分钛渣,开展DRI钛渣提质生产高钛渣的方案探索和尝试,成功开发了HCl加压浸出—碱浸工艺和NaOH/Na_2CO_3活化焙烧—浸出分离工艺,均可获得满足氯化钛白要求的高钛渣。     

石灰石矿山剥离尾矿活化作新型辅助胶凝材料研究

针对石灰岩开采中剥离而未利用的覆盖层和夹层,提出以其剥离尾矿为原料,将其进行煅烧活化处理并作为辅助胶凝材料。结合力学性能、基础性能(流动度、标准稠度用水量、凝结时间及安定性)的测试和同步热分析、X射线衍射(XRD)等测试方法。结果表明:石灰石矿山剥离尾矿质软,其化学组成和矿物组成近于硅铝质黏土矿物。煅烧过程中,剥离尾矿中碳酸盐分解、矿物失水活化,800℃煅烧温度下得到的活化剥离尾矿活性最高,28d活性指数为73%,且所形成的水泥基材料经压汞(MIP)测试发现,在800℃活化后的孔隙率较小,整体较为致密,因而显示出宏观强度较高,为尾矿利用提供了新思路。