固废基胶凝材料固化稳定化某铜矿重金属尾矿试验

为了实现铜矿重金属尾矿的固化稳定化,针对云南某铜尾矿重金属无害化处置要求,利用研制的固废基胶凝材料胶结固化该铜矿全尾砂,检测固化体各龄期无侧限抗压强度、28 d重金属浸出毒性,以考察胶凝材料的胶结充填性能和重金属固化稳定化性能。试验结果表明：固废基胶凝材料抗压强度高,满足矿山充填采矿工艺技术要求,28 d固化体重金属浸出浓度低于GB3838—2002中Ⅳ类水体限值,可消除尾矿中重金属对环境的危害隐患。该固废基胶凝材料以矿渣、钢渣、脱硫石膏等工业固废为主材,成本低、性能高、应用范围广,实现了固废资源化利用,工业化推广前景广阔。     

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。     

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。     

碱激发磷渣基胶凝材料固化/稳定化砷钙渣

以磷渣(PS)、高炉矿渣(BFS)、复合碱激发剂(复配钠盐(CN)+氢氧化钙(CH))制备的磷渣基胶凝材料作为砷钙渣(AL)固化剂,研究其固化量对固化过程中材料性能和微观结构的影响,采用X射线衍射仪、扫描电镜和傅里叶红外光谱仪对固化体进行表征。结果表明,PS、BFS、CH质量比为70∶20∶4,CN添加量固定为PS、BFS和CH总质量的2%,AL固化量(质量分数)分别为5%、10%时,磷渣基胶凝材料抗压强度分别达67 MPa和78 MPa,较无砷组(32 MPa)显著增强,且砷浸出质量浓度均低于1 mg/L。当AL固化量为40%时,固化体抗压强度为20MPa,砷浸出质量浓度为4.34 mg/L,低于GB 5085.3-2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》的限制浓度5 mg/L,说明磷渣基胶凝材料对AL有较好的固化效果。表征分析结果表明,AL可改变磷渣基胶凝材料的水化产物,未添加AL时,材料水化产物主要为水化硅酸钙;添加AL后,主要水化产物为水化硅酸钙、水化铝硅酸钙、水化铝硅酸钠和钙矾石。AL经固化后,固化体中有Ca₂As₂O_7<...     

金属尾矿碱熔活化制备充填胶凝材料

本文研究利用金属尾矿通过聚合反应制备矿物聚合材料作为充填采矿的胶凝材料,并且通过碱熔活化来提高金属尾矿在矿物聚合材料制备过程中的活性。通过正交试验优化可知,金属尾矿碱熔活化的最佳条件为：碱熔温度=650℃、NaOH用量=10%、碱熔时间=40min。以此条件下活化的金属尾矿作为胶凝材料在不同的灰砂比和料浆浓度下制备胶结充填材料,材料的28d抗压强度可以达到2.74-5.80MPa,可以满足充填采矿的要求。     

冶金渣基胶凝材料固化生活垃圾焚烧飞灰的性能研究

以矿渣、钢渣、脱硫灰和磷酸淤渣为原材料,优化4种原料的配合比,制备出冶金渣基胶凝材料,考察其对垃圾焚烧飞灰中重金属的固化性能。结果表明：当m（矿渣）：m（钢渣）：m（脱硫灰）：m（磷酸淤渣）=36%：32%：12%：20%时,冶金渣基胶凝材料净浆试块的抗压强度达35.2 MPa。随着垃圾焚烧飞灰掺入量从10%增加到80%,固化体的强度不断下降;但是,当垃圾焚烧飞灰掺量高达到80%时,固化体抗压强度仍达2.2 MPa,Pb、Zn、Cr、Hg和As的固化率仍超过99%,垃圾焚烧飞灰固化体的抗压强度和重金属浸出浓度均满足《生活垃圾卫生填埋场污染控制标准（GB 16889—2008）》的要求。     

垃圾焚烧飞灰-矿渣基胶凝体系和固镉研究

本研究以城市垃圾焚烧飞灰、矿渣及脱硫石膏作为胶凝材料,以尾矿砂为骨料制取高性能胶结充填材料对飞灰中的重金属镉进行固化处理。在满足矿山充填要求及环境无害的前提下,探索飞灰-矿渣基胶凝体系制成的充填材料中飞灰的极限掺量、（胶凝材料之间的配比、飞灰-矿渣基胶凝体系的最佳料浆浓度及）矿渣的最佳比表面积,并运用X射线衍射（XRD）对制成的净浆试块进行分析。此研究为解决飞灰中有色金属镉的污染问题提供解决思路和方案,为含镉地下充填体的长期稳定性提供理论参考。     

尾矿渣复合胶凝材料制备研究

以铁尾矿和铜矿渣为原料,成功制备了尾矿渣复合胶凝材料。通过分析球磨时间、胶砂比、料浆浓度、矿渣用量、碱激发剂、水泥熟料、养护条件与胶凝材料力学性能的关系,探讨矿渣胶凝体系制备过程影响因素,确定矿渣胶凝材料制备工艺条件。当矿渣胶凝体系配比为铜矿渣∶石灰∶石膏=80%∶4%∶16%、矿渣胶凝体系球磨时间25min,充填体中矿渣胶凝体系∶水泥熟料∶氢氧化钠∶铁尾矿=20%∶5%∶0.5%∶74.5%、料浆浓度为75%时为充填材料的最好配比,在此条件下,5%水泥填料,试块28d抗压强度为3.62MPa。试验中尾矿渣复合胶凝材料制备研究满足矿山充填胶凝材料的需求。     

矿渣-钢渣基胶凝材料固化某含砷尾砂试验

为了解矿渣-钢渣基胶凝材料(MSC胶凝材料)固化含砷尾矿的可能性,以含砷0.11%、砷浸出浓度为0.66 mg/L的广西某选矿厂铅锌矿尾矿为研究对象,进行了制备膏体充填料试验,探讨了胶凝材料配方对膏体充填料流动度、固化体抗压强度和砷浸出浓度及浸出液pH的影响。结果表明:在试验矿渣、钢渣、脱硫石膏和Ca(OH)_2掺量分别为51%、25.5%、8.5%、15%,胶砂比为1∶4,减水剂掺量为1%,料浆浓度为86%情况下,充填料浆流动度为300 mm,满足膏体充填自流输送的要求;固化体在40℃下养护28 d的抗压强度为20.19 MPa,满足胶结充填采矿对充填体抗压强度的要求,且砷浸出浓度低于检测限(0.004 mg/L)。Ca(OH)_2强化了矿渣-钢渣基胶凝材料对砷的固化,主要体现在Ca(OH)_2可与砷离子反应生成溶解度较低的Ca-As-O盐,并被胶凝材料水化产物C—S(A)—H凝胶等包裹,以及Ca(OH)_2使得浸出液的pH值和Ca²⁺浓度较高,Ca²⁺与AsO_4^3-、AsO_3^3-生成Ca-As难溶沉淀从而降低砷的浸出浓度。     

基于响应面法的超细矿渣粉-水泥胶凝材料开发及配比优化研究

针对某金矿超细尾砂胶结充填采用水泥胶凝材料经济效益低、充填效果差、充填体无法接顶等问题,利用当地成本低廉的粉煤灰、矿渣、脱硫石膏等工业固废开发低成本矿山充填胶凝材料。首先,在分析原材料物理化学性质的基础上,基于响应曲面法为依据的Box-Behnken试验设计,开展17组配比优化试验;其次,构建以充填体28 d抗压强度为响应目标的二次多项式预测模型,结合方差分析和响应曲面考察各试验因素对响应目标的影响主次关系,以优化胶凝材料最优配比;最后,借助X射线衍射分析(XRD)、傅里叶红外光谱分析(FT-IR)、扫描电镜分析(SEM)等微观检测手段,阐明复合胶凝体系中水化产物的类型及强度发展规律。试验结果表明：充填体抗压强度不仅受单一因素的影响,而且受多因素交互作用的影响。水泥与粉煤灰的交互作用影响显著,水泥与脱硫石膏的交互作用影响次之, 粉煤灰与脱硫石膏的交互作用影响不显著。胶凝材料最优配比为水泥添加量27%,粉煤灰添加量48%,矿渣添加量23%,脱硫石膏添加量2%,水玻璃添加量3.5%,芒硝添加量为1.5%,此条件下,充填体28 d抗压强度为3.58 MPa,满足矿山充填采矿要求。复合胶凝体系主导水化产物为钙矾石和C-S-H凝胶,随着水化反应的进行,二者交错黏结构筑成稳固的空间网络体系,使充填体保持较高的强度性能。     

深井矿山低成本尾矿充填胶凝材料开发实验

为了增加矿山井下供矿量,降低充填采矿成本,围绕河北东部某矿山全尾砂、钢厂高炉矿渣和添加激发剂展开新型充填胶结材料配比实验,先后开展探索性实验、净浆实验和胶砂配比实验。结果表明：新开发的充填胶凝材料1∶7胶砂比胶结强度是同配比42.5R水泥的3倍,其价格比普通硅酸盐水泥降低了60%~70%,完全满足矿山充填工艺的要求,能够达到提高矿山经济效益、节约生产成本的目的,同时对改善环境治理起到良好的促进作用。     

全固废胶凝材料协同固镉的试验研究

以钢渣、矿渣等固废为原料制备胶凝材料,研究其固镉性能和反应机理.结果表明,在Cd2+质量浓度不高于30 mg/kg时,胶凝材料具有较强的固镉性能,30℃养护有助于提高胶凝材料早期固镉能力;Cd2+能进入钙矾石(AFt)晶格和弗里德尔(Friedel)盐,再加上水化硅酸钙(C-S-H)对镉的吸附作用,协同促使Cd2+实现...     

活化钼尾矿制备地聚物胶凝材料的研究

以活化钼尾矿为主要原料,在碱激发作用下制备地聚物胶凝材料.考察了激发剂模数、硅铝摩尔比、液固比等因素对钼尾矿地聚物胶凝材料力学性能的影响.通过X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)等检测手段对样品进行表征.结果表明,钼尾矿地聚物胶凝材料的最佳制备条件为:激发剂模数1.6,硅铝摩尔比2.8,...     

强降雨作用下山谷型尾矿坝浸润线演化规律

强降雨常导致山谷型尾矿库水位快速涨落,揭示强降雨作用下降雨过程与雨停后浸润线变化规律对保证该类尾矿坝安全运行至关重要。以某山谷型尾矿坝为依托,建立了相应的有限单元网格数值模型,基于非稳定非饱和渗流理论系统研究了库水涨落全过程降雨与库水涨落共同作用下坝体浸润线位置的变化规律。计算结果表明：①降雨初期只有初期坝附近浸润线升高;②降雨继续一段时间后,浸润线全面升高,干滩长度不断变小;③降雨停止不久,浸润线会持续全面抬升并达到最高位置,干滩长度达到最短;④降雨停止一段时间后,浸润线逐渐全面下降直至回归初始位置,且浸润线回位时刻远滞后于雨停时刻。因此,为保障山谷型尾矿坝遭遇强降雨时的安全,建议根据坝体浸润线演化特点分期突出重点进行监测,特别要重视雨后几天浸润线的监测工作。     

几种浮选尾矿重金属释放的对比与分析

对几种选矿尾矿的净产酸潜力 (NAPP)、酸中和能力 (ANC)以及净产酸量 (NAG)进行测定 ,考查尾矿酸化后的重金属释放情况。矿物组成、选矿工艺与尾矿的产酸能力、重金属的释放有明显的相关性。     

利用活化煤矸石制备新型胶凝材料研究

采用脱硫石膏和CaO作为活性激发剂,利用700℃低温热活化法活化煤矸石,与矿渣、水泥熟料混合制备出煤矸石质胶凝材料,并研究了激发剂和混磨方式对北京房山煤矸石进行热蚀变活化的影响.运用X射线衍射(XRD)分析和化学全分析表征煤矸石活化前后的微观特性;运用胶砂试块强度分析和扫描电镜(SEM)分析表征煤矸石质胶凝材料的胶凝活性.结果表明:采用湿法热蚀变活化法,煤矸石中的高岭石在700℃可以完全脱水、分解成活性SiO2和Al2O3.采用该原料制备出的煤矸石质胶凝材料具有较高的早期强度,水化28d的硬化浆体结构密实.      

提高某铅锌矿尾砂旋流器分级沉砂产率的试验研究

通过对旋流器结构参数的分析研究,探讨了旋流器锥角、给矿段材质、溢流管和沉砂嘴直径、溢流管长度对铅锌矿尾砂分级沉砂产率的影响,试验给出了不同旋流器锥角、给矿段材质和溢流管长度下的沉砂产率的变化情况。结果表明:在本试验范围内,给矿浓度为21%的条件下,10°单锥旋流器对尾砂分级沉砂产率的影响最大,且Si C材质给矿段较不容易被磨损并对旋流器的沉砂产率有较为明显的影响,当溢流管直径20 mm,沉砂嘴直径48 mm,溢流管长度为285 mm时,旋流器分级沉砂产率最高值可达49.37%。本试验对提高旋流器分级沉砂产率、改善矿山采充失调等具有一定的参考价值。