钢渣—矿渣基胶凝材料特性研究

以钢渣和矿渣为主要原料,以水泥为碱性激发剂,以盐石膏为氯盐和硫酸盐复合激发剂,制备钢渣—矿渣基胶凝材料。实验结果表明,钢渣、矿渣、水泥和盐石膏的配比为40∶50∶5∶5时,其胶凝材料28 d的强度能够达到20.2 MPa。5%的水泥和5%的盐石膏足以激发钢渣—矿渣基胶凝材料。钢渣—矿渣基胶凝材料的抗压强度是随着矿渣含量的增加而增加。这种材料固废利用率95%,可用于强度要求不高的大体积充填工程。     

矿渣胶凝材料激发剂配比的试验研究

胶结材料是矿山尾矿胶结充填工艺中料浆配制设计的核心,它既是决定充填体强度的关键指标,又是影响工艺成本的最重要因素。针对传统尾矿胶凝材料存在用量大、成本高及性能差等问题,探讨以高炉水淬渣及其激发剂为原料,开发低成本、性能优良的新型胶结材料。     

矿渣基胶凝材料固化垃圾焚烧飞灰中重金属的研究

以矿渣部分或全部替代水泥，与垃圾焚烧飞灰和脱硫石膏组成胶凝材料，研究随矿渣掺量变化，胶凝材料对垃圾焚烧飞灰重金属的固化效果。结果表明：随着矿渣替代水泥量的增大，净浆试块抗压强度呈现先增大后减小的趋势；当飞灰掺量为20%、矿渣掺量为70%、脱硫石膏掺量为10%时制成的净浆试块，在温度为35 ℃、湿度为95%下养护28 d，试块的抗压强度达到47 MPa，重金属元素Cr、Cd、Cu、Hg、Pb、Zn的浸出浓度均低于饮用水标准；对Pb、Cr的固化效果明显优于纯水泥胶凝体系。XRD和FT-IR检测表明：该矿渣基胶凝材料水化生成的主要产物有钙矾石、C-S-H凝胶和水铝钙石，水化产物对重金属离子有良好的包裹作用。矿渣基胶凝体系比水泥基胶凝材料体系在固化垃圾焚烧飞灰重金属方面优越性明显。     

矿渣基胶凝材料固化垃圾焚烧飞灰中重金属的研究

以矿渣部分或全部替代水泥，与垃圾焚烧飞灰和脱硫石膏组成胶凝材料，研究随矿渣掺量变化，胶凝材料对垃圾焚烧飞灰重金属的固化效果。结果表明：随着矿渣替代水泥量的增大，净浆试块抗压强度呈现先增大后减小的趋势；当飞灰掺量为20%、矿渣掺量为70%、脱硫石膏掺量为10%时制成的净浆试块，在温度为35 ℃、湿度为95%下养护28 d，试块的抗压强度达到47 MPa，重金属元素Cr、Cd、Cu、Hg、Pb、Zn的浸出浓度均低于饮用水标准；对Pb、Cr的固化效果明显优于纯水泥胶凝体系。XRD和FT-IR检测表明：该矿渣基胶凝材料水化生成的主要产物有钙矾石、C—S—H凝胶和水铝钙石，水化产物对重金属离子有良好的包裹作用。矿渣基胶凝体系比水泥基胶凝材料体系在固化垃圾焚烧飞灰重金属方面优越性明显。     

矿物掺和料对铝业赤泥基胶凝材料力学性能影响的研究

在研究利用赤泥制备胶凝材料的基础上,向其中掺加煤矸石、粉煤灰、矿渣等矿物掺加料,利用XRD、SEM等现代测试技术,对混合胶凝材料体系的水化过程、水化产物及显微形态进行了分析和研究,揭示了煤矸石等掺加料对赤泥基胶凝材料体系力学性能的影响及其机理。     

高强度矿渣胶凝材料抗压强度影响因素的研究

研究了以矿渣、石膏、石灰为主要原料的矿渣胶凝材料在蒸养下抗压强度的影响因素,并通过正交实验方法对原料的配合比、蒸养条件等进行了优选。结果表明:在蒸养温度80℃时,掺入8%的石膏、14%的石灰复合激发剂能较好激发矿渣的活性,胶凝材料28d的抗压强度达到85MPa。     

赤泥基胶凝材料钙硅比对Na+固化性能的影响

运用NMR、IR等分析手段,采用结构分析的方法研究了赤泥基胶凝材料的水化过程,揭示了胶凝材料钙硅比对水化产物Na+固化性能的影响规律。结果表明,随着钙硅比的降低,在Al对Si的取代作用下,［Si(Al)O₄］结构单元聚合度增大,桥［SiO₄］、［AlO₄］四面体增多,Si以Q¹、Q²结构形式存在的C-S-H凝胶转变为具有SiQ²、SiQ³和SiQ⁴结构单元的(Na,Al)-C-S-H凝胶,利于Na⁺以化学吸附和化学固溶形式的固化。     

赤泥大掺量用于胶凝材料的研究

由于赤泥具有潜在的胶凝性能,因此可用作胶凝材料的掺和料。但由于赤泥掺量的增加会使材料性能直线下降,故一直未能实现大宗利用。本文利用XRD、SEM、IR等测试手段对赤泥物质构成进行了分析,解释了对赤泥进行热激发处理的机理。并在赤泥掺量50%的基础上,配合各种固体废弃物以及自配的调节剂,考察了胶凝材料的强度。结果表明,该胶凝材料可达到42.5#水泥强度性能的要求,从而有望实现赤泥的大宗利用。     

赤泥-煤矸石基胶凝材料水化过程XPS分析

为了透彻了解赤泥-煤矸石基胶凝材料水化过程中所发生的物理化学变化,采用X射线光电子能谱技术（XPS）对赤泥-煤矸石基胶凝材料水化过程中Ca、Si、Al、O、Na等主要元素化学键能的变化进行了深入、系统的分析。结果表明：水化3 d至90 d的赤泥-煤矸石基胶凝材料水化产物中Ca、Si、Al、Na、O等主要元素的结合能均随着水化龄期的延长逐渐升高;Na1s结合能的升高说明赤泥-煤矸石基胶凝材料在水化过程中对Na+具有一定程度的固化作用;随着C-A-S-H凝胶钙硅原子比的升高,Si2p结合能将降低,二者呈较好的线性负相关性;基于水化产物的O1s结合能与相对桥氧数（RBO值）之间具有良好的线性正相关性,因此可用水化产物O1s结合能来评价胶凝产物中［SiO₄］四面体的聚合度。     

矿渣基胶凝材料开发和充填体强度与流变特性研究

针对中关铁矿高泥尾砂充填骨料,开展了矿渣基胶凝 材料试验研究.通过矿渣基胶凝材料胶结体强度试验,获得 复合激发剂配比为熟料１０％、脱硫石膏１５％,矿渣基胶凝材 料激发剂与矿渣微粉之比为１∶３.利用该新型胶凝材料, 分别采用１∶４和１∶８两种胶砂比,进行尾砂胶结体强度验 证试验.结果表明,胶砂比为１∶４的全尾砂胶结体２８d强 度大于２．５MPa,可满足中关铁矿一步骤采场的充填体强度 的要求;胶砂比为１∶８的全尾砂胶结体强度大于１．５ MPa, 可以满足二步骤矿柱采场的充填体强度要求.最后针对中 关铁矿高泥尾砂,开展了不同胶砂比和料浆浓度的胶结充填 体强度和充填料浆的流变特性试验,满足揭示了矿渣基胶凝 材料胶结体强度和料浆流变特性的变化规律,为新型胶凝材 料在中关铁矿应用奠定了基础.     

赤泥透水砖的制备及性能研究

以山东铝业公司赤泥为主要原料制备透水砖,并对制品性能的主要影响因素进行了考察。试验结果表明：透水砖骨料的合适配方为赤泥55%,粉煤灰35%,膨润土10%;骨料的烧结温度以1 150 ℃为宜。用该条件下所得骨料制备透水砖的适宜条件为：砖的固体原料中骨料占82%,膨润土占8%,玻璃粉占10%;水玻璃按固体原料的8%添加;砖坯成型压力40 MPa;烧结温度1 080 ℃,烧结时间60 min。制得的赤泥透水砖抗压强度为35.32 MPa,透水系数为0.028 cm/s,磨坑长度为27.35 mm。     

激发剂对赤泥一矿渣胶结充填材料性能影响研究‘

实验研究了激发剂和水泥熟料对赤泥一矿渣胶结充填材料性能的影响。结果表明,脱硫石膏对体系的激发效果最明显,能提高充填料试块的强度,掺量以占整体充填料的1．5％为宜;掺入熟料能显著提高充填料的早期强度,掺量为整体充填料的1．5％时强度达到峰值。     

利用拜耳法赤泥激发锰渣活性的研究

以拜耳法赤泥、水泥熟料为激发剂,研究拜耳法赤泥的引入量对锰渣活性的影响,借助XRD、SEM分析水化产物和微观结构。结果表明,拜耳法赤泥中的碱能加速锰渣中玻璃体的溶解,促进锰渣的早期水化,提高早期强度和后期的抗折强度。后期抗折强度的提高是由于水化产物呈长片状和层状,而抗压强度的降低则是由于结构疏松,空隙较多造成。综合考虑各项工作性能和力学性能,拜耳法赤泥的掺量不宜超过6%。     

聚合物泥浆转变成水泥浆固井技术应用研究

介绍了ＭＣＴ技术波特兰水泥转化法和高炉矿渣化法的室内试验和现场应用试验，经综合分析认为，矿渣转化法有较大的技术优势具有提高固井质量，降低固井成本诸特点，有广泛的应用前景。     

赤泥-矿渣少熟料体系制备全尾砂胶结充填料试验研究

试验研究了赤泥对矿渣少熟料全尾砂膏体胶结充填料性能的影响。结果表明赤泥能有效激发该体系的活性,解决了矿渣少熟料全尾砂膏体胶结充填料早期强度低的问题,赤泥的优化掺量为24%(占胶凝材料总量),1 d抗压强度约为3.6 MPa是不掺赤泥的抗压强度的6.5倍,3 d与7 d强度分别能达到5.3,7.2 MPa,满足矿山充填的要求。     

利用造纸白泥及锂盐尾渣制备轻质保温墙体材料

本实验将未经预处理含水40％左右的造纸白泥,通过复配适量的分散剂、促凝早强剂及表面活性剂等外加剂后,经80℃、12h蒸汽养护,制备了不同容重的“造纸白泥-锂渣-水泥复合发泡保温墙体材料”及对应的基体,并测试了其力学性能与热工性能.结果表明:白泥掺量达50％的复合基体,3d抗压强度可达24.1 MPa,测试结果重现性好;残碱固化效果较佳,加速测试结果未有泛霜.同容重条件下,造纸白泥和锂渣的掺入没有显著改变该体系的力学性能与保温性能,掺20％锂渣样品的28d抗压强度高于对比样;容重为600 kg/m3时,二者各掺30％样品的导热系数低至0.08 W/(m· K).     

司家营铁矿充填用新型胶凝材料制备中间试验

在前期针对司家营铁矿全尾砂的探索性试验、净浆试验、胶砂试验中,已经初步开发出了激发钢铁厂水淬渣活性的新型胶凝材料。为了进一步检验和验证新型胶凝材料的力学特性,利用中试生产的新型胶凝材料进行了不同胶砂比和不同浓度的胶砂试验,得到了适合司家营铁矿充填的新型胶凝材料。     

山东某赤泥磁化焙烧—磁选提铁初探

随着我国氧化铝产量的不断增大,排放的赤泥量也日益增加,普通堆存处置的方式所带来的污染生态环境、占用土地资源等问题越来越突出。为有效富集赤泥中的铁,以山东某赤泥为研究对象,在矿石性质分析的基础上,进行了磁化焙烧-弱磁选工艺流程试验。结果显示：赤泥铁品位为37.37%,赤泥中铁主要存在于赤、褐铁矿中,赤、褐铁矿中铁占总铁的98.23%;赤泥在CO浓度30%、焙烧温度620 ℃、焙烧时间为20 min的条件下磁化焙烧,焙烧产品磨细至-0.038 mm含量70%,在磁场强度为85.6 kA/m条件下进行弱磁选,可获得铁品位47.01%、作业回收率73.01%的最终铁精矿。对获得的铁精矿进行铁物相分析、XRD分析和磁性分析可知,赤泥中的赤、褐铁矿在磁化焙烧过程中大部分被还原成磁铁矿,铁矿物磁性增强,进而可以通过弱磁选实现铁矿物与脉石矿物的分离。但是针对铁精矿中铁品位的继续提升与铝的脱除需要进一步的研究。     

赤泥的危害及其综合利用研究现状

赤泥是在提取氧化铝过程中产生的强碱性废渣。在分析了赤泥的大量堆存不仅占用土地,污染土壤、水、空气,腐蚀钢构,及造成有用成分浪费等危害的基础上,对赤泥的综合利用研究与实践情况进行了重点介绍,从现阶段看,赤泥的综合利用方向主要有生产新型建材与陶瓷,制造净化水和空气的吸附材料,制备新型功能材料及回收其中的有价金属,并对赤泥的综合利用前景进行了展望。