稀土尾矿配料煅烧硅酸盐水泥熟料的实验研究

针对稀土尾矿堆存量大、难以利用的问题,提出将其用于配烧硅酸盐水泥熟料的利用技术路线.通过同步热分析和易烧性实验研究稀土尾矿对水泥熟料烧制的影响,根据XRD、SEM和物理性能检测研究水泥熟料的物相组成、微观形貌和技术指标.结果 显示,稀土尾矿具有促进碳酸钙分解和降低水泥熟料矿物形成温度的作用;煅烧温度为1400℃时稀土尾矿配烧的水泥熟料游离氧化钙含量低,主要矿物为硅酸三钙、β-硅酸二钙和铁铝酸四钙,与典型硅酸盐水泥熟料组成和结构特征一致,而且主要物理性能符合GB/T 21372-2008规定的技术指标要求,表明稀土尾矿可以作为原料制备硅酸盐水泥熟料.     

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。     

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。     

铁尾矿基多固废矿物掺和料耦合活化机理分析

采用NaOH、Ca(OH)₂为化学激发剂,研究其对铁尾矿基多固废矿物掺和料抗压强度的影响及活化机理。结果表明,掺入0.8%的Ca(OH)₂,铁尾矿基多固废矿物掺和料28 d抗压强度最大,为43 MPa;活性指数最大,为98.6%。通过热重-差热分析(TG-DTA)、扫描电镜(SEM)研究Ca(OH)₂对铁尾矿多固废矿物掺和料的活化机理,发现Ca(OH)₂促进锂渣和粉煤灰在不同时期发生火山灰反应,生成水化硅酸钙(C-S-H)凝胶和钙矾石(AFt);铁尾矿活性较低,在整个体系中起填充作用。     

利用焙烧铁尾矿制备透水砖的水化特征研究

利用铁尾矿制备透水砖是尾矿资源二次利用的重要途径之一，与普通铁尾矿相比，经焙 烧后的铁尾矿 可有效提高透水砖的强度。为查明焙烧铁尾矿提高透水砖性能指标的原因，在透水砖抗折强度 和抗压强度分析的基 础上，借助 X射线衍射分析和扫描电子显微镜分析技术，系统研究了铁尾矿用量和养护时间对 水化产物物相组成和 微观结构的影响。结果表明：增加尾矿用量使透水砖强度降低，延长养护时间则使透水砖强度 增加，焙烧铁尾矿用量 60%、养护 28 d时，透水砖的抗折强度和抗压强度分别为 3.34 MPa和 15.44 MPa。过量添加 焙烧铁尾矿不利于水化反 应的进行，导致水化产物的生成量减少，焙烧铁尾矿用量超过 60% 时尤为明显，而延长养护 时间可促进水化反应的 发生。水化产物呈现出 3种微观形貌，即簇状结构、网状结构和针状结构，此 3种形貌水化产 物的形成使砖体结构变 得密实，从而提高了透水砖的强度。研究结果对采用焙烧铁尾矿制备高性能透水砖有一定的指 导意义。     

酸活化和热活化对海泡石显微结构的影响

海泡石是一种天然的纤维状硅酸盐黏土矿物,具有孔道结构和优良的吸附性能.利用XRD和瓜分析了酸活化和热活化对海泡石微观结构的影响.结果表明,酸活化可去除海泡石中的杂质,还可使骨架镁逐步脱除.热活化温度大于300℃时,结晶水开始脱除.600℃以内海泡石结构基本稳定.     

碳热还原法制备铁尾矿多孔陶瓷的结构与性能

以泥状细颗粒铁尾矿和石墨粉为原料,采用碳热还原法制备了铁尾矿多孔陶瓷,将尾矿中低热导率的氧化物和矿物相转变成高热导率的碳化物,克服高孔隙率多孔陶瓷热导率低的问题。采用控制变量法分析了铁尾矿多孔陶瓷的结构与性能及其影响因素。结果表明:铁尾矿多孔陶瓷的结构与性能受烧结温度和石墨含量影响较大,保温时间影响较小。通过改变试验条件,可以调控铁尾矿多孔陶瓷的性能指标,其显气孔率的变化范围是39.30%~82.30%,热导率变化范围是0.53~1.52 W/（m·K）,抗压强度变化范围是0.78~15.02 MPa。热导率受孔隙率的影响远大于SiC生成量的影响,力学性能受孔隙率的影响较大。当石墨含量为25%、烧结温度为1 600℃、保温时间为2 h时,铁尾矿多孔陶瓷的综合性能最优,其显气孔率为81.07%,热导率为0.58 W/（m·K）,与相同孔隙率的普通铁尾矿多孔陶瓷相比,热导率提高了6.6倍。本研究为铁尾矿的高效利用提供了一种新思路。      

金尾矿固化氯离子的机理研究

以火山灰质金尾矿为原材料,通过机械力活化和复合活化工艺（将机械力活化后的金尾矿进行热活化）激发尾矿硅铝活性,采用XRD、SEM、FT-IR测试手段测试水化产物,分析了胶凝材料水化机理及其对氯离子的固化机理。试验结果表明:由粉磨60 min再经750℃热活化1 h的金尾矿粉组成的胶凝材料固氯效果良好,胶砂块力学性能更加优异,活性尾矿粉的掺入促进了铝酸三钙（C₃A）、铁铝酸四钙（C₄AF）等矿物与氯离子化学结合生成Friedel盐的能力,同时掺入复合活化金尾矿粉的试样中有更多能吸附氯离子的硅酸钙凝胶（C-S-H）和钙矾石（AFt）产物,试样密实度提高的同时其固化氯离子的能力也提升。      

铁尾矿-煤矸石-污泥复合烧结砖的制备与特性

以铁尾矿和煤矸石为主要原料,掺加部分污泥及其他辅料制备铁尾矿-煤矸石-污泥复合烧结砖,分析了铁尾矿、煤矸石、污泥与其他辅料的矿物组成、化学成分及粒度特征,考察了铁尾矿、煤矸石和污泥配比、坯体成型压力、烧结温度对烧结砖质量的影响,借助XRD、SEM、ICP等手段分析了烧结砖中重金属离子的固化效果与微观结构。结果表明:铁尾矿-煤矸石-污泥复合烧结砖的制备条件以铁尾矿∶煤矸石∶污泥∶页岩配比为54∶30∶6∶10,成型压力20 MPa为宜;烧结温度1 100℃,保温时间3.0h。制品经过高温烧结后,物料中重金属被固化或部分挥发,重金属离子浸出率大小为:Pb~(2+)Cu~(2+)Zn~(2+)Cr~(3+),且符合GB5085.3—2007的规定。显微分析表明:未烧砖坯断面多为离散颗粒、大小和排列均无序;高温烧结后新生成的玻璃晶相明显增加而呈现液相固结,显微表面更加平整均匀致密。     

利用赤泥研制铁铝酸盐水泥及掺钡活化研究

以粉煤灰、拜尔法赤泥为原料,低温烧制铁铝酸盐水泥,研究不同矿物组成对水泥净浆抗压强度发展的影响,并通过掺入钡泥研究钡对贝利特矿物的活化作用。采用光学显微镜、XRD和SEM分析熟料的矿物形貌、颗粒大小及矿物相对组成。结果表明:制备铁铝酸盐水泥的最佳矿物组成设计为铁铝酸四钙(C4AF)16%,硅酸二钙(C2S)48%,无水硫铝酸钙(C4A3S-)34%,最佳煅烧温度为1 310℃,保温时间为60 min。以钡泥为单一活化剂,掺入钡泥引入Ba2+,结果表明钡泥有活化贝利特相的能力,在试验矿物组成条件下,钡泥最佳掺量为4%。     

我国铁矿选矿技术最新进展

介绍了我国铁矿资源的分布及特点,总结了近5 a我国铁矿选矿技术领域的研究进展,着重评述了微细粒铁矿分选、破碎磨矿、磁化焙烧、深度还原、铁尾矿再选、常温捕收剂研发等方面形成的铁矿选矿新技术及新成果。磁重浮联合分选工艺可以实现微细粒铁矿和铁尾矿的高效分选;与常规碎磨技术相比,高压辊磨、自磨/半自磨和搅拌磨技术可以降低矿石碎磨过程中的能耗;磁化焙烧新技术(闪速焙烧、流化床焙烧和悬浮焙烧)与深度还原技术为难以利用的铁矿资源开辟了新途径;新型常温铁矿捕收剂的应用可以降低浮选作业温度,显著降低能耗。指出了未来我国铁矿选矿技术的主要发展方向为微细粒铁矿强化分离基础性课题的研究,高效碎磨设备及新型矿石预处理设备的研制与应用,绿色环保选矿工艺及药剂的研发。     

吉林临江难选铁矿石焙烧磁选试验研究

吉林临江羚羊铁矿石含赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿和菱铁矿等含铁矿物,铁矿物组成和构造极为复杂,脉石矿物鲕绿泥石极易泥化,故该矿石是一种极为难选的铁矿石。通过对该矿石进行焙烧-磁选试验表明,在适宜的条件下,焙烧-磁选可以使精矿品位最高达到60.83%,尾矿品位27.60%,精矿回收率64.10%。该试验研究为吉林临江羚羊铁矿石的利用奠定了基础。     

高温改性铁尾矿对水体中磷的去除性能

为探究铁尾矿对水体中磷去除能力与过程,并进一步提高其去除性能,采用高温方法对铁尾矿进行改性。以温度、恒温时间、升温速率为试验因素,以单位去除量为响应值设计响应面试验,并在此基础上依据动力学、等温线、热力学分析铁尾矿改性前后的除磷过程与性能。结果表明,经高温600℃改性的铁尾矿对水体中磷的单位去除量最大为2.43 mg/g,是未改性前的2.46倍。并结合文献和铁尾矿XRD矿物成分分析推测Fe₃O₄对水体中磷的去除起主要作用。回归模型极显著（P < 0.0001）,该模型的决定系数R2大于0.99,说明建立的回归方程可靠。从响应面试验得到的最优条件为改性温度627.84℃,恒温时间得3.00 h,升温速率为9.82℃/min,预测最大单位去除量为17.43 mg/g。铁尾矿改性前后对磷的去除均属于非均匀表面的化学吸附,水中磷的去除过程更接近Freundlich等温模型,根据Langmuir等温模型估算改性前后铁尾矿对水体中磷的最大去除量分别为0.19 mg/g和149.97 mg/g,铁尾矿对磷的去除均较易发生。△H₀>0反应需要吸热,温度升高可提高铁尾矿对水中磷的去除作用。      

七宝山铁尾矿还原焙烧—弱磁选回收铁试验

江西七宝山铁尾矿成分复杂,铁品位达38.74%,主要铁矿物为针铁矿。为了高效回收其中的铁,采用还原焙烧—弱磁选工艺进行了试验研究。结果表明:提高煤粉添加量、延长焙烧时间、提高焙烧温度均有利于提高还原焙烧产物中铁的金属化率和金属铁粉的指标;在煤粉添加量为15%,还原焙烧温度为1 250℃,还原焙烧时间为60min,焙烧产物磨至-325目占58.80%,弱磁选磁场强度为88 kA/m情况下,可获得铁品位为88.80%、铁回收率为92.28%的金属铁粉。还原焙烧产物的微观分析表明:在还原焙烧初期,焙烧产物中生成了大量微细粒铁颗粒,随着还原焙烧时间的延长,细小的铁颗粒不断兼并、集聚,60 min后铁颗粒不再明显集聚、长大;随着还原温度的提高,焙烧产物中的铁颗粒显著长大,在1 250℃情况下,铁颗粒长至100μm左右;长大的铁颗粒中包裹细小脉石颗粒是造成金属铁粉铁品位难以进一步大幅度提高的主要原因。     

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。     

我国铁尾矿工艺矿物学特性及其资源化技术研究进展

目前我国铁尾矿存在排放量大、成分复杂、资源化产品附加值低、规模化利用率低等问题, 实现铁尾矿的大宗量高效利用已成为绿色矿山的客观要求。因此, 通过对铁尾矿的工艺矿物学特性以及铁尾矿利用技术两个方面系统的归纳, 总结了不同类型铁尾矿的粒度、矿物组成、伴生元素、化学成分等基本特点, 综述了铁尾矿在再选回收有价组分和制备建筑材料、充填材料、肥料及土壤改良剂、介孔材料、3D打印材料等领域的资源化利用现状, 并指出了我国铁尾矿资源化利用现有技术存在的问题, 提出了我国铁尾矿进一步综合高效利用的方向和建议, 为不同特性铁尾矿的高效利用提供参考。      

某微细粒难选铁矿选矿试验研究

某铁矿石中TFe为32.54%,MFe为23.26%,SiO_2为46.84%,该矿石具有铁矿物种类多、嵌布粒度细等特点。为了高效低能耗开发利用该矿石资源,采用"粗粒抛尾—阶段磨矿阶段弱磁选—精矿反浮选"工艺流程进行选矿试验,获得铁精矿中铁品位为65.13%,回收率为72.18%的试验指标。     

柿竹园铁粗精矿工艺矿物学研究

通过对湖南柿竹园铁粗精矿的工艺矿物学研究,查明了该产品的化学成分,矿物组成,铁、硫赋存状态和嵌布特性,为下一步进行铁粗精矿生产铁精矿的试验研究提供了依据。     

外磁式磁选机应用于铁矿预选抛尾工艺的试验研究

外磁式磁选机已成功应用于-10mm钒钛磁铁矿磨前预选作业,具有回收率高、尾矿品位低等优点。采用外磁式磁选机进行了-18mm钒钛磁铁矿预选抛尾、一段分级系统沉砂抛尾试验研究,可实现抛尾产率9%～28%;采用外磁磁选机进行含弱磁性矿物混合型铁矿预选试验,分析了入选粒度、弱磁性矿物含量对于预选指标的影响;采用外磁式磁选机对-18mm原生磁铁矿进行了预选试验,实现磨前抛废42.09%。