煤矸石制备辅助胶凝组分增钙煅烧的实验研究

采用增钙煅烧技术提高煤矸石的辅助胶凝性能,效果显著。增钙煅烧活化的煤矸石与单纯热活化的煤矸石相比,矿物组分中新增加的矿物有CaSO_4、少量的CaO·Al_2O_3及未煅烧完全的CaCO_3。增钙煅烧活化后的煤矸石结构都呈疏松状态,且结构中已出现部分熔融状态,这些熔融物填充了煅烧过程中成分挥发后留下的空隙。     

钢渣矿渣基全固废胶凝材料的化学活化

为了促进钢铁冶金渣的高附加值应用,以钢渣、矿渣和脱硫石膏为原料制备胶凝材料,研究了不同掺量CaO或Na2SO4对胶凝材料的化学活化作用,并利用XRD、SEM对掺入激发剂胶凝材料的水化产物进行了分析.结果表明,掺入少量CaO或者 Na2SO4的胶凝材料净浆试块早期抗压强度会有一定的提高,后期强度变化不大;但当Na2SO4掺量超过2%时,净浆试块的抗压强度会降低.掺入激发剂对胶凝材料的水化产物种类不会造成影响,其水化产物主要包括钙矾石(AFt)、水化硅酸钙(C-S-H)凝胶和氢氧化钙(CH).     

赤泥用作高性能水泥性能调节组分的研究

采用化学活化和热活化的方法,对赤泥进行预处理后再与硅酸盐水泥熟料配合,在实验室条件下就不同化学试剂处理、不同温度下加热处理和不同掺量的赤泥-硅酸盐水泥熟料体系的胶凝性能进行了系统的试验研究。结果表明,未经任何处理的赤泥掺入水泥后,尤其是赤泥掺量大于20%时,水泥砂浆后期强度显著降低,而经特定化学试剂处理和一定温度煅烧处理后的赤泥掺入水泥熟料后,水泥砂浆的后期强度降低幅度得到明显减缓。     

氢氧化钙对硫铝酸盐水泥-粉煤灰复合胶凝材料的水化影响

通过凝结时间、抗压强度和电阻率等分析手段,研究了Ca(OH)2对硫铝酸盐水泥-粉煤灰复合胶凝材料水化过程的影响.结果表明,掺入Ca(OH)2明显缩短了硫铝酸盐水泥-粉煤灰复合胶凝材料的凝结时间;当Ca(OH)2掺量为0.5%时,初凝时间最短,1 d、28 d强度均明显提高;当Ca(OH)2的掺量为2%时,28 d强度相比空白样提高了61.9%;掺入Ca(OH)2后,硫铝酸盐水泥-粉煤灰复合胶凝材料的1 d电阻率减小,随着Ca(OH)2掺量增大,电阻率逐渐减小,电阻率变化率极大值提前,说明Ca(OH)2加快了该复合胶凝材料的早期水化进程.XRD分析表明,掺入Ca(OH)2后,水化1 d时钙矾石的生成量增多,消耗无水硫铝酸钙的量增多;水化28 d时钙矾石的生成量相对变化较小,但强度明显增大,粉煤灰对硫铝酸盐水泥强度的贡献较为明显.     

铁尾矿粉水泥基材料的性能实验研究

为了研究掺入铁尾矿粉对水泥基材料性能的影响，研究了铁尾矿粉掺入量对其微观结构性能、水化机理以及水化作用后矿物成分变化的影响。综合水泥基材料的物理力学实验结果，得出在铁尾矿粉掺量为30%(质量分数)、比表面积为450 m²/kg时，水泥基材料各项性能达到最佳。在同一水化时间作用下，随着铁尾矿掺量的不断增大，水泥基材料的水化放热速率与放热量均减小，且水泥基材料孔隙率的变化规律呈现出先减小后增大的趋势。而水泥基材料的XRD谱图衍射峰变化规律基本相似；但是Ca(OH)₂的衍射峰强度值却不断减小；而二氧化硅衍射峰强度值的变化规律呈现出不断增大的趋势；硅酸二钙的衍射峰强度值和硅酸三钙的衍射峰强度值都呈现出减小的趋势。     

铁尾矿粉改良水泥土的强度与动力特性试验研究

为提高水泥改良土强度,验证尾矿粉能够起到对水泥土的增强效果,对已用水泥改良过的路基土,在尾矿粉掺入量不同的条件下,经改良后水泥土的强度特性,以及对被最佳掺量的尾矿粉改良后的水泥土,在围压和频率不同的条件下进行动力特性的试验研究,制备了不同尾矿粉掺量(0%、2%、4%、6%、8%、10%)的试验土样进行无侧限抗压强度试验和动三轴试验;试验结果表明:随着尾矿粉掺入量的增加,无侧限抗压强度先增大后减小,土的应力应变曲线先急剧增加达到峰值后逐渐趋于平缓.当尾矿粉掺量达到最佳时,分析不同围压和不同频率的条件下G/Gmax~γ、λ~γ变化规律.对于同一动剪应变幅,动剪模量比随围压的增加而增大.阻尼比随动剪应变幅的增大而增大,随围压的增大而减小.G/Gmax~γ、λ~γ关系受频率影响不太敏感,都集中于一狭小范围.该试验能够提高水泥土强度的尾矿粉最佳掺量为6%.     

新型充填胶结料的胶凝性能研究

研究了不同质量分数的天然石膏、石灰、硫铝酸盐水泥和不同温度下煅烧石灰对矿粉胶结充填材料胶凝性能的影响。结果表明:单掺天然石膏能提高胶结料的强度,最佳掺量为10%;加入石灰后,矿粉的活性得到激发,胶结料的胶凝性能明显提高,石灰的最佳煅烧温度是1 100℃,掺量为8%时最宜。掺入硫铝酸盐水泥能显著提高胶结料的早期强度,掺量为13%时,强度最大为7.4MPa。     

掺入纳米SiO_2对水泥净浆流动性和力学性能的影响

掺入纳米SiO2,采用2种掺入方法和不同掺量,讨论了对水泥净浆的流动度和强度等性能的影响,得出最佳掺量和掺入方法。进一步探究掺入不同粒径的纳米SiO2对水泥净浆性能的影响规律。实验得出,采用将纳米SiO2与水泥先干混再拌合方法更利于拌合分散均匀,掺量越大流动度降低程度越大,而粒径越小流动度明显降低;纳米SiO2掺量的强度影响临界值为1.5%;各个粒径对早、中期强度均有明显增强,30nm的效果最明显。     

机械-化学耦合活化对铜尾矿火山灰活性的影响

为了提高铜尾矿的水化活性,采用机械与化学活化方式激发铜尾矿的火山灰活性.结果表明:随着粉磨时间延长,铜尾矿粒度分布变窄,颗粒粒径变小,比表面积逐渐增大.粉磨后的铜尾矿对复合胶凝体系硬化浆体试样发挥了物理填充和活性填充作用,延长粉磨时间有利于提高试样的力学性能.当CaO掺量在3％(质量分数)以内、Na2 SiO3掺量在2％(质量分数)以内时,对试样抗压强度具有一定促进作用.铜尾矿复合胶凝体系的XRD谱中检测出石英和水化硅铝酸钙等产物,石英晶相为铜尾矿直接带入,水化硅铝酸钙为铜尾矿活性物质水化产物之一.     

铁尾矿微粉对低熟料胶凝材料混凝土性能的影响研究

以铁尾矿微粉和低熟料胶凝材料体系为对象,主要研究了基准水泥-粉煤灰-矿渣粉组成的低熟料胶凝材料体系在铁尾矿微粉不同掺量下对混凝土的和易性、抗压强度、体积稳定性、耐久性,以及早期水化热的影响规律.结果 表明,在混凝土相同流动状态下,掺20％的铁尾矿微粉不会增大混凝土减水剂用量,28 d混凝土强度满足强度等级要求.掺15％的铁尾矿微粉能延长净浆和胶砂体系首次开裂时间,能够减小混凝土的后期干燥收缩.将铁尾矿微粉控制在20％的掺量以内时,不会降低混凝土的耐久性能.通过水化热试验发现,低熟料胶凝材料体系能够明显降低浆体早期水化热和最大放热速率.即便在大掺量下,铁尾矿微粉低熟料胶凝材料混凝土长龄期强度仍可以满足要求,具有应用的技术可行性.     

白云石质磷尾矿悬浮态煅烧实验研究

白云石质磷尾矿的主要矿物成分是钙质白云石、氟磷灰石和石英,磷尾矿煅烧产品可以用来提取工业氧化镁、活性石灰和磷精矿。采用高固气比悬浮态煅烧技术对瓮福磷尾矿进行煅烧实验。该系统易于控制,炉内温度均衡稳定。物料在系统内停留时间仅为20～30 s时,煅烧产品的表观分解率达到92.9%,白云石中的碳酸镁基本完全分解。产品颗粒疏松多孔,晶粒细小, 氧化钙和氧化镁的质量分数分别为43.31%和29.20%,产品水化活性高;五氧化二磷质量分数由6.36%升至10.00%,有利于进一步提取磷精矿。     

尾矿酸浸液除硅以及制备高纯铁红的研究

金川公司尾矿酸浸液中除含有较高含量的铁之外,还含有一定量的杂质硅。以氧化钙为中和剂,聚丙烯酰胺为絮凝剂,通过正交设计与实验,得出了从该酸浸液中除硅的较佳工艺条件;随后,以氧化镁为中和剂,空气和双氧水为氧化剂,将除硅后滤液在85 ℃搅拌加热,制得针铁矿沉淀;最后将沉淀在800 ℃煅烧2 h并经过5%稀硝酸洗涤得到了高纯铁红,其主成分质量分数为99.2％,符合HG/T 2574-2009工业氧化铁国家标准。     

采用钢渣和铅锌尾矿制备硅酸盐水泥熟料的研究

探讨了钢渣和铅锌尾矿分别取代铁粉和黏土制备硅酸盐水泥熟料的可行性,对其易烧性进行了研究,并对制备出的熟料进行了力学性能研究。结果表明:采用钢渣和铅锌尾矿进行生料配料,熟料的烧成温度为1 450℃,煅烧时间为30 min时,制备出的熟料w(f-CaO)小于1%;水泥熟料的28d抗折和抗压强度分别达到了9.6MPa和60.4MPa。     

氧化钙活性对固相烧结反应的影响

为了了解不同煅烧条件下氧化钙的活性对固相烧结反应的影响,通过实验用新生态氧化钙与砂岩在 1 250、1 300、1 350 ℃ 3个不同的温度下煅烧,通过探讨氧化钙活性对游离氧化钙的影响,来分析氧化钙活性对后续固相反应的影响。实验结果表明,对石灰石进行预煅烧,获得较高活性氧化钙参与固相反应,对减少产物中的游离氧化钙含量有较明显的作用,氧化钙活性越高,游离氧化钙含量越低,固相反应越完全。     

不同煅烧条件下CaO活性的研究

用正电子湮没技术、X射线衍射线型宽化效应和扫描电镜等手段研究了不同煅烧条件下CaO的活性及其变化规律。结果表明,快速煅烧条件下的新生态CaO不仅晶粒尺寸小、缺陷浓度高,而且晶粒生长快、晶体缺陷浓度随煅烧时间延长递减迅速。     

Preparation,characterization and self-foaming mechanism of total-tailings-based foamed glass-ceramics

A kind of foamed glass-ceramics (FGC) that can be used in the construction field was synthesized by self-foaming technology using untreated phosphorus tailings (PT) and coal gangue (CG) as raw materials in this study. The effects of PT addition and sintering temperature on the phase transformation, microstructure, and properties of FGC were explored, also its self-foaming mechanism during the sintering process was revealed. The results showed that FGC with 80 wt.% PT addition had the best comprehensive performances when treated at 1150 °C, whose porosity was 61.6%, bulk density was 1.04 g/cm³, and compressive strength was 10.11 MPa. Based on the theoretical calculation, CaO and K₂O included in the tailings acted as sintering aids, promoting the formation of a glassy phase, which increased the pore size and solidified Ba²⁺ and Ni²⁺ within FGC. The pore formation mechanism included in-situ pore formation caused by the combustion of C and the gas released by the reduction of Fe₂O₃ was wrapped by the glassy phase. This self-foaming synthesized FGC from total tailings provided a novel approach to the high-value utilization of tailings and the development of novel environmentally friendly construction materials.     

磷石膏基材料在磷矿充填中的应用

利用磷石膏和磷渣可配制出性能优良的矿山充填料,提高矿山资源的综合利用率,防止山体崩塌开裂,同时综合利用了工业废渣,减轻环境污染。充填料浆体的浓度对工作性和强度有显著影响,适当的料浆浓度既能保证浆体具有足够的自流性能,同时其强度发展也较为理想;磷渣在激发剂的作用下逐步水化硬化,与磷石膏构成一个结晶结构体,其强度随着磷渣掺量的增加而提高。浆体的自流性能可简化充填工艺,降低充填成本。     

氧化钙的显微结构与水化活性

采用Ｘ射线衍射仪和热导式量热仪定量研究了不同煅烧条件和其他杂质氧化物对ＣａＯ晶体显微结构及其水化活性的影响，分析探讨了这些外界因素对ＣａＯ晶体本征特征的影响规律，研究表明，氧化钙的水化活性化活性与其晶体显微结构密切相关，不同煅烧条件下所形成的晶体显微结构的差异导致了其水化活性的不同，氧化钙的晶粒尺寸越小，晶格畸变和晶胞参数越大，其水化活性就越大，不同杂质氧化物对ＣａＯ晶体显微结构和水化活性的影响也     

铝土矿尾矿活化制备水泥基材料的研究

尾矿是氧化铝工业产生的固体废渣。文章以铝土矿浮选尾矿为研究对象,探讨了煅烧工艺和早强剂对尾矿活性的影响,目的是在不影响水泥强度的前提下,找到这种活性掺和料的最大添加量。研究结果表明,尾矿经过煅烧,配以适量早强剂和粉煤灰类活性废渣,能获得一种性能优良的高性能水泥基材料,能替代矿渣、粉煤灰、偏高岭土作为水泥混合材或混凝土掺合料,这种技术方法不仅能够大量消耗工业废渣,还具有良好的社会、经济和环境效益。     

利用珍珠岩工业尾矿低温快烧制备轻质陶瓷砖的研究

本文以珍珠岩工业尾矿为主要原料,加入适量炼铝赤泥、发泡剂和减水剂,采用低温快烧工艺可制备既有装饰效果,又有隔热保温功能的轻质陶瓷砖产品。实验结果表明:珍珠岩尾矿适合用于低温快速烧成的主体材料;赤泥中CaO、Na2O、Fe2O3含量较高,可以显著降低烧成温度。