钢渣/粉煤灰掺杂比例对水泥力学性能的影响

以钢渣和粉煤灰为主要原料,辅以废玻璃、石灰石、石膏,通过高温烧结附加水淬法制备水泥熟料.系统地研究了原料的矿物学特征,确定了水泥的配方组成与煅烧温度,并研究了煅烧温度、保温时间、钢渣掺杂比例、粉煤灰掺杂比例、钢渣/粉煤灰复合掺杂比例对水泥结构及物化性能的影响.通过XRF、XRD对其成分和矿物组成进行分析,测定抗压强度、抗折强度对其力学性能进行评价.结果表明:经XRD分析可知,水泥熟料主要由硅酸三钙C3S、硅酸二钙C2S、铝酸三钙C3A等组成;随着钢渣掺杂比例增加,水泥的抗压强度和抗折强度都是先增大后减小,钢渣掺杂量(质量分数)为15%时水泥试件的抗压强度最优,达到64.25 MPa;掺杂量为12.5%时抗折强度达到最优,为7.17 MPa;随着粉煤灰掺杂比例增加,水泥的抗压强度和抗折强度也是先增大后减小,掺杂量为6%时水泥试件的抗压、抗折强度达到最优,分别为58.91 MPa和6.46 MPa;以转炉钢渣/粉煤灰的混合物为掺合料制成水泥试样,当钢渣掺量为10%、粉煤灰掺量为3%时,水泥试样的抗压强度、抗折强度最强,7d养护后分别达到36.62 MPa和5.98 MPa,符合国家要求的相关标准.     

PMC精矿配加司家营矿粉球团焙烧机理

 针对PMC矿的利用问题,对PMC精矿与司家营矿粉以7[∶]3配矿比例造球的氧化焙烧行为进行了研究。研究结果表明,当预热时间为10 min、焙烧温度为1 275 ℃、焙烧时间为20 min时,球团抗压强度随预热温度的升高呈现先升高后降低的趋势,当预热温度为925 ℃时,球团抗压强度达到最大为2 765.75 N/个;当预热温度为925 ℃、焙烧温度为1 275 ℃、焙烧时间为20 min时,球团抗压强度随预热时间的延长由2 64升高到2 833.61 N/个;当预热时间为15 min、预热温度为925 ℃、焙烧时间为10 min时,球团抗压强度随焙烧温度的升高由674.96升高到2 503.83 N/个;当预热时间为15 min、预热温度为925 ℃、焙烧温度为1 300 ℃时,球团抗压强度随焙烧时间的延长由2 503.83升高到2 872.52 N/个。     

添加硼泥对球团强度影响

以辽东地区工业废弃物(硼泥)作为添加剂生产球团矿,初步探讨了硼泥对氧化球团抗压强度的影响及其应用的可行性.结果显示:随着球团矿中硼泥质量分数由0增加至2.5%时,球团矿抗压强度逐渐上升,增幅最大可达658 N/球,故该硼泥可作为球团添加剂用以提升球团矿强度.镜下观察可知,硼泥质量分数的增加使得球团中Fe3O4氧化再结晶过程增强,晶粒紧密连接且均匀分布,这有利于氧化球团的固结及强度的提升.同时,随着硼泥质量分数由0增加至2.5%时,球团矿孔隙度由18.61%减小至13.05%,这是提升球团矿强度的另一因素.     

保温时间对碳化硼水选废料制备材料性能的影响

以碳化硼水选废料为原料,通过添加烧结助剂Al粉并在活性炭覆盖下无压低温烧结制备碳化硼耐火材料。通过X-射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)及力学性能评估测试分别研究了不同保温时间(30 min、60 min、90 min、120 min和150 min)对烧结制品物相组成、显微组织和抗压强度的影响。结果表明:1 400℃下保温90 min得到碳化硼耐火材料的性能较好,显气孔率、体积密度和抗压强度分别为19.08%、1.84 g/cm~3和249.88 MPa。通过分析,适当延长保温时间不仅可以提高坯体的致密度,还促进了活性炭的渗入。     

含镁添加剂用于铁矿球团的试验研究

应用含镁添加剂,并配以膨润土,对铁矿球团进行了实验室试验。试验研究表明:添加轻烧白云石和镁砂对提高生球质量能起到一定的促进作用,而镁橄榄石的影响较小;随着添加剂用量的增加,三种球团矿的抗压强度均显著降低,其下降幅度由大到小依次为镁砂球团、轻烧白云石球团和镁橄榄石球团;适当提高焙烧温度,延长焙烧时间,有利于提高球团的抗压强度。另外,冶金性能研究也表明:随着添加剂用量的增加,球团还原度和软熔性能有一定提高,低温还原粉化和还原膨胀性能显著改善。     

制备工艺对B4C/TiC/Mo陶瓷复合材料力学性能的影响

采用热压法制备了10%(质量分数)TiC/4.7%(质量分数)Mo增强B4C基陶瓷,分析了烧结温度、保温时间和烧结压力对力学性能的影响.烧结温度由1 800℃提高到1 900℃时,复合材料的抗弯强度由590MPa提高到705MPa;当烧结温度升至1 950℃,强度反而下降;硬度和韧度随烧结温度升高而提高.在烧结温度为1 900℃压力为35MPa保温时间由15min提高到45min时,抗弯强度由600MPa提高到705MPa;进一步增加保温时间,抗弯强度随保温时间的增加而下降;硬度和韧度随保温时间延长而提高.烧结压力对复合材料力学性能的影响较小.当烧结参数为1 900℃、45min、35MPa,B4C/TiC/Mo陶瓷复合材料抗弯强度、硬度、断裂韧度、相对密度分别为705MPa、20.6GPa、3.82MPa·m1/2、98.2%.     

湖泥-水泥混合浆液结石体性能研究

城门山铜矿露天采场东部帷幕注浆工程拟使用湖泥作为注浆原材料,通过对其抗渗性及抗压强度的研究,得出其结石体渗透系数在N×10-5~10-6cm/s,无压条件下抗压强度值在0.87~1.27 MPa,带压条件下抗压强度值在8.95~11.50 MPa。经综合分析,湖泥—水泥混合浆液结石体性能可满足矿山生产要求。     

以赤铁矿为主配加磁铁矿制备氧化球团的研究

采用正交试验,研究赤铁矿配加磁铁矿制备氧化球团的影响因素。试验结果表明：赤铁矿添加30％磁铁矿后,球团矿适宜预热温度由980℃降低到880C,焙烧温度由1330℃降低到1280℃,且成品球团抗压强度明显提高。模拟扩大试验研究表明：当预热温度为900℃、预热时间10min、焙烧温度为1280～1300℃、焙烧时间20min时,磁铁矿配比从0提高到30％,预热球团抗压强度从377N／个提高到966N／个,成品球团抗压强度从2509N／个提高到3045N／个,氧化球团矿的冶金性能也得到改善．可作为优质高炉炉料。     

掺杂对氢化燃烧合成镁基储氢合金性能的影响

借助XRD、SEM和自制放氢量的测试装置研究了掺杂对氢化燃烧合成镁镍储氢合金性能的影响。结果表明：三种掺杂中以掺富铈镧系金属产生的镁镍氢化物最多,掺铜产生镁镍氢化物的晶格畸变最为明显。晶胞分析显示Mg_2NiH_4的晶胞参数都有一定的变化。300℃、0．1 MPa下放氢速率的测量显示,掺杂降低了放氢温度,放氢速率一般为6～10 min。掺铜放氢量为2．68％,掺钛放氢量为2．35％,掺富铈镧系金属放氢量为3．10％,掺钛、掺富铈镧系金属活化可适当提高吸放氢量。     

高温刻蚀硼掺杂金刚石电极材料的形貌与电化学性能

采用热丝化学气相沉积法在硅表面制备硼掺杂金刚石电极薄膜,在800℃热处理氧化刻蚀后,得到表面具有不规则孔隙结构的多孔硼掺杂金刚石薄膜电极,研究热处理刻蚀时间对电极表面形貌及材料内sp~3相碳与sp~2相碳的比例(sp~3/sp~2)的影响。结果表明,热处理的最佳时间为30min,热处理后电极的电化学活性面积是未经热处理电极的2.14倍。用硼掺杂金刚石电极对以活性蓝19作为目标有机物废水进行降解,经过热处理的电极对活性蓝19色度移除率是未经热处理电极的2.43倍,废水中的化学需氧量移除率是未经热处理电极的1.89倍,且达到相同化学需氧量移除率的能耗低于未处理电极的能耗。该刻蚀技术未造成硼掺杂金刚石电极表面污染,适用于大面积刻蚀以提高电极比表面积,在水处理领域具有广阔的应用前景。     

激发剂对赤泥-黄金尾矿-碱矿渣体系性能的影响

为提高危险固体废弃物的综合利用水平,依据赤泥、黄金尾矿以及矿渣三种固体废弃物的特性,研究NaOH、KOH和Na2SiO3三种激发剂对赤泥-黄金尾矿碱矿渣体系的性能影响。并在此基础上通过XRD、FT-IR、TGA/DSC和SEM等表征手段明晰其微观反应机理。结果表明,当Na2SiO3作为激发剂时,复合胶凝材料体系的激发效果最好,标养3天的胶砂抗折强度和抗压强度分别达到5.5和23.5 MPa;标养28天的胶砂试件抗折强度和抗压强度分别为8.8和43.21 MPa,可达到P?I42.5水泥强度指标。通过微观分析得知,试件的主要强度来源物质为钙矾石和水化硅铝酸钙凝胶,力学性能高的材料其微观结构更为密实,碱激发水化产物数量更多。     

废弃玻璃粉对水泥砂浆力学性能的影响

废弃玻璃经球磨机研磨成粉可作为水泥砂浆的原料.本文通过正交试验研究了废弃玻璃粉掺量(0、10%、20%、30%)、水胶比(0.35、0.4、0.5、0.6)、胶凝总量(420、450、480、500 kg/m~3)和玻璃着色剂种类等因素对水泥砂浆的力学性能影响规律.结果表明,随着废弃玻璃粉掺量的增加,砂浆试块的抗压强度先增大后降低.最佳玻璃粉掺量为10%,水胶比为0.4,胶凝总量为450 kg/m~3;对废弃玻璃粉水泥砂浆强度影响最显著的因素为玻璃粉掺量,其次为水胶比,而胶凝材料总量和着色剂对强度的影响很小.废弃玻璃粉的火山灰活性效应不明显.利用废弃玻璃粉作为掺合料生产水泥砂浆是可行的.     

利用碳铬渣制备耐火浇注料的试验

对碳铬渣进行矿物分析,得知其矿物组成主要是镁橄榄石和镁铝尖晶石;研究了不同粒径骨料和不同煅烧温度对耐火浇筑料力学性能的影响。结果表明：级配合理的碳铬渣骨料,掺入适量的镁砂粉,以铝酸盐水泥为结合剂,经过1500℃煅烧,可以制备常温力学性能优异的耐火浇注料,其耐压强度大于110MPa,抗折强度可达12.74MPa。     

提高钒钛磁铁精矿烧结产质量的研究

试验结果表明,热风烧结可以提高钒钛磁铁精矿烧结矿的成品率和转鼓强度,硼泥、氧化剂和ＭｅＯ对提高烧结矿的产质量有明显的效果,其中硼泥效果最佳。添加１％的硼泥,利用系数提高３％,转鼓强度提高２．４％,成品率提高４％。     

建筑垃圾制备膏体充填材料骨料级配优化

建筑垃圾用作井下充填材料,不仅可以消除其大量堆放造成的环境危害,而且可以解决矿山采空区充填材料不足的问题,有效维护采场安全。采用土工试验的方法,测试了建筑垃圾的基本物理性质。针对建筑垃圾一次破碎中间粒径缺失问题,提出了新的破碎工艺,即将一次破碎后粗骨料的1/3二次破碎至15 mm以下后回混,能够得到级配良好的骨料。根据膏体材料强度及流动性能要求,选用建筑垃圾制备骨料,普通水泥作为胶凝材料,粉煤灰作为添加料,制备合格的膏体材料,开展单轴抗压试验和坍落度试验。结果表明：使用建筑垃圾制备骨料时,控制粉煤灰掺量为15%、水泥掺量为10%、含水率在27%~28%之间,膏体材料的坍落度为21.5~24.0 cm,得到的充填体3 d单轴抗压强度为1.23 MPa、28 d单轴抗压强度为3.55 MPa,能够满足膏体材料对强度和流动性能的要求。     

铅锌冶炼渣充填胶凝材料研究及应用

为充分利用广东某铅锌矿大宗固体废弃物与尾矿,研发了基于铅锌冶炼渣的充填胶凝材料。通过机械活化试验研究,确定铅锌冶炼渣研磨时间为70 min。通过化学活化试验研究,确定原料组成为冶炼渣、水泥熟料、硅酸钠和石膏。其中,冶炼渣与水泥熟料的质量比为8∶2,硅酸钠掺量为3%,石膏掺量为8%。该胶凝材料与分级尾砂制备的充填料浆浓度为75%且灰砂比为1∶6时,3 d强度达2.68 MPa,28 d强度达3.97 MPa,均优于相同浓度条件下以P.O42.5水泥作为胶凝材料且灰砂比为1∶4时的充填体强度。扩散度试验表明,该类型胶凝材料制备的充填料浆流动性能好,能够满足该矿山的自流输送条件。SEM测试分析结果表明,以该类型胶凝材料制备的充填试块内部早期生成了大量的钙矾石,后期生成了大量的水化硅酸钙（C-S-H）凝胶,结构较致密。     

页岩提钒尾渣-赤泥混合煅烧制备地聚物研究

页岩提钒尾渣和赤泥等固体废弃物的大量堆存会给周围环境带来严重威胁,亟待综合处理。页岩提钒尾渣和赤泥均含有硅酸盐、铝硅酸盐矿物,具有作为制备地聚物原料的可能性。对页岩提钒尾渣和赤泥进行煅烧活化,再在碱激发剂的作用下制备地聚物。研究表明:混合煅烧能有效提高页岩提钒尾渣和赤泥的活性,增强地聚物强度。在页岩提钒尾渣与赤泥质量比为4∶6时,制备的地聚物七天抗压强度能够达到32.41 MPa,满足MU30普通混凝土小型砌块的强度要求。为协同利用多种固废提供了可供借鉴的方法。     

铁精矿氧化球团微波加热直接还原新方法

传统加热直接还原具有热效率低、球团"冷中心"和废热废气量大等问题,造成还原时间长、能耗高和污染大。试验利用微波的选择加热、快速加热、体积加热和清洁干净等优点,以及铁矿球团和无烟煤强的吸波特性,开发了铁矿球团煤基微波竖炉直接还原这一新工艺。研究表明,铁矿球团外配煤粉在1 050℃的微波加热条件下还原焙烧65min,可以获得95.25%的金属化率,同时具有1718.88N/个的抗压强度。与常规加热相比,微波加热还原焙烧的时间可以缩短27.78%,抗压强度增加近1倍,而且还原过程产生的废热废气量很少。     

低浓度拜耳赤泥充填材料制备及水化机理

针对矿山充填中拜耳法赤泥利用率较低或低浓度赤泥充填材料存在强度低、泌水量高、易收缩等问题,研究粉煤灰添加比例、脱硫石膏、石灰及激发剂对赤泥充填材料早期强度及体积稳定性的影响,采用扫描电子显微镜-能谱仪（SEM-EDS）和X射线衍射（XRD）分析手段探讨赤泥基充填材料的水化机理。结果表明,脱硫石膏促进钙矾石的生成,石灰促进粉煤灰火山灰效应,激发剂可以加快赤泥?粉煤灰水化反应进程,三者协同作用提高赤泥充填体强度。充填材料28 d抗压强度3.35 MPa,且初始及60 min流动度在200 mm以上。微观实验表明,硬化体水化产物为钙矾石、硬柱石、硅铝酸盐凝胶类矿物,水化产物通过填充孔隙,提高浆体强度。赤泥基充填材料固体废弃物利用率达到92%,无泌水,无沉缩,具有较高的经济价值和环保价值。      

冶金竖炉反应器处理垃圾焚烧飞灰工艺

摘要：当前国内的生活垃圾大部分都依靠焚烧技术处理，相应地会产生大量急需无害化处理的危险废物─垃圾焚烧飞灰，目前采用冶金方法处理垃圾焚烧飞灰是一个新的研究方向。首先对垃圾焚烧飞灰的成分进行分析，并在此基础上，对垃圾焚烧飞灰的压块制度及高温性能进行了探究。造块实验结果表明，水分配比为20%（质量分数），水泥配比为10%（质量分数），成型压力为10MPa，养护时间为48h，飞灰压块的抗压强度达到了512N；高温性能实验以及热力学软件计算结果表明，飞灰的融化温度控制在1400～1550℃，碱度控制在1.0～1.2之间时，炉渣具有较好的流动性。