金尾矿发泡水泥制备及性能研究

以金尾矿和水泥为主要原料,双氧水作为发泡剂,辅以其他添加剂,制备发泡水泥。选取主要因子进行正交试验,最终确定最佳配比。试验结果表明,最佳配比为双氧水量4.5%,母料量0.44%,水料比0.45,金尾矿添加量15%。该发泡水泥性能良好,28 d抗压强度为0.52 MPa,干密度小于300 kg/m~3。     

利用高炉矿渣和铁尾矿制备开孔发泡陶瓷的研究

以高炉矿渣、铁尾矿、硅藻土、方解石和高岭土为原料,碳化硅为发泡剂,经二阶段高温烧结制备开孔发泡陶瓷。通过测定开孔发泡陶瓷体积膨胀率、气孔结构、显气孔率、吸水率、体积密度和抗压强度,研究了铁尾矿和硅藻土质量比对开孔发泡陶瓷形貌和性能的影响。结果表明:随着铁尾矿掺量增加,开孔发泡陶瓷的体积膨胀率、显气孔率和吸水率先略有升高后逐渐降低,体积密度和抗压强度先略有减小后逐渐增大,平均孔径逐渐减小;当铁尾矿与硅藻土质量比为15∶30时,开孔发泡陶瓷性能最优,其体积膨胀率为36.2%、显气孔率为53.4%、吸水率为87.5%、体积密度为0.526g/cm³、抗压强度为6.18MPa;开孔发泡陶瓷内存在连通孔隙,且孔壁表面的极微小孔隙存在三维网状结构;开孔发泡陶瓷物相主要为铝辉石、辉石以及少量透辉石。研究结果为探究多种矿山固体废物协同制备发泡陶瓷,拓宽发泡陶瓷种类提供了新的依据。     

铁尾矿干压免烧砖的制备

以陕西某铁尾矿为主要原料,添加少量水泥及适量当地河砂,制备MU15级干压免烧砖,研究了铁尾矿与河砂的质量比、水泥用量、拌和用水量、成型压力以及化学外加剂对尾矿免烧砖抗压强度的影响。结果表明：在成型压力为15 MPa条件下,铁尾矿与河砂的质量比为1.25∶1.00,水泥在固体干料总量中占10%,拌和用水量为固体干料总量的8%,萘系高效减水剂掺量为水泥量的0.8%,葡萄糖酸钠缓凝剂掺量为水泥量的0.03%时,可制得28 d抗压强度达到16.4 MPa的铁尾矿免烧砖,其各项性能指标符合JC/T 422-2007《非烧结垃圾尾矿砖》标准的规定。     

利用铁尾矿制备硅酸盐水泥熟料

以铁尾矿、石灰石为原料制备硅酸盐水泥熟料,通过XRD、SEM对铁尾矿硅酸盐水泥熟料的烧成过程和水化产物进行分析。结果表明：熟料在1350℃液相烧结, f-CaO含量迅速降低,C3S大量生成,熟料的主要矿相为C3S、C2S、C3A和 C4AF,与硅酸盐水泥熟料的特征矿物一致。水泥浆体水化3 d时水化产物主要是钙矾石、氢氧化钙和C-S-H凝胶,随着硅酸盐矿物的不断水化,孔洞被填充水化产物,水泥浆体结构越来越致密。铁尾矿配料的硅酸盐水泥的物理性能满足42.5强度等级,表明铁尾矿可以作为原料制备硅酸盐水泥熟料。     

铁尾矿贝利特硫铝酸盐水泥的制备及性能研究

以首云矿业股份有限公司铁尾矿、低品位矾土等为原料制备铁尾矿贝利特硫铝酸盐水泥,为铁尾矿的高附加值利用探索新的途径。研究结果表明：在生料中铁尾矿、矾土、煅烧石灰石、Al₂O₃、CaSO₄·2H₂O的配比为10∶17∶48∶15∶10,煅烧温度为1 350 ℃,煅烧时间为20 min条件下,可制备出矿物成分以C₄A₃S、C₂S、C₄AF为主,f-CaO含量小于1.5%的铁尾矿贝利特硫铝酸盐水泥熟料。向该熟料中配入与其质量比均为8%的天然石膏和石灰石制成水泥,再按胶砂比为1∶3、水胶比为0.6制成水泥胶砂,胶砂的3 d抗压强度达38.1 MPa、28 d抗压强度达52.5 MPa。     

萝北某石墨尾矿铁含量对制备发泡陶瓷性能影响研究

通过磁选工艺降低石墨尾矿混合原料的铁含量,研究了铁含量对制备发泡陶瓷的性能影响。结果表明,磁选工艺可以显著降低石墨尾矿的铁含量;当磁选给矿?0.074 mm含量为71.64%、磁场磁感应强度为0.8 T、矿浆质量浓度为15%时,石墨尾矿TFe₂O₃含量从6.37%降低到2.18%。通过发泡陶瓷制备试验发现,磁选后的混合原料的TFe₂O₃含量从4.65%降低到1.81%,制备的发泡陶瓷外观颜色明显改善,抗压强度从7.2 MPa提高到7.9 MPa,导热系数从0.33 W/(m·K)提高到0.36 W/(m·K);抗压强度有所提高,保温性能有所降低,整体上磁选前后发泡陶瓷的性能差异较小。      

尾矿基发泡水泥隔热材料性能增强工艺研究

以尾矿为原料制备发泡水泥隔热材料是实现尾矿大宗利用的有效途径,但尾矿的掺入会使发泡水泥隔热材料的综合性能受到影响。针对这一问题,通过对钼尾矿进行机械力活化来提高其火山灰活性,用活化后的尾矿制备发泡水泥隔热材料。通过对样品的抗压强度、抗折强度、导热系数、泡孔结构等进行表征,研究尾矿活性与材料保温隔热性能和力学性能的内在关系。结果表明,发泡水泥的保温隔热性能和力学性能随着尾矿活化指数的提高而增强。将尾矿在220 r/min的转速条件下球磨240 min,钼尾矿活化效果较好,所制发泡水泥隔热材料的综合性能最优。     

铁尾矿制备微晶玻璃的研究

采用烧结法以商洛某尾矿库现存铁尾矿为主要原料制备微晶玻璃。对基础玻璃熔制较佳工艺进行了优化,并探究晶化温度和保温时间对微晶玻璃的抗压强度、密度以及热膨胀系数的影响。结果表明：在熔制温度1400℃,保温2 h条件下熔制的基础玻璃性能较优;在晶化温度900℃,保温2 h条件下晶化处理得到的微晶玻璃试样性能较优,其抗压强度达到158.32 MPa,密度为2.74 g/cm³,热膨胀系数为6.8×10^-6 K^-1。     

利用铁尾矿制备微晶泡沫玻璃的热处理工艺研究

以商洛某尾矿库现存铁尾矿为主要原料,以废玻璃为增硅剂,CaCO₃为发泡剂,TiO₂和CaF₂作为复合晶核剂,采用粉末法二次烧结法制备微晶泡沫玻璃,研究了发泡工艺和微晶化工艺对其抗压强度、密度以及热导率的影响。结果表明:在1 350℃、保温2 h条件下获得了最佳熔制效果的基础玻璃;铁尾矿掺入质量分数为40%,在900℃时发泡30 min、1 120℃微晶化处理2 h后,制得了孔径尺寸为1.6～2.0 mm、表观密度为1.679 g·cm^-3、抗压强度27.22 MPa、热导率为0.107 W·(m·K)^-1的微晶泡沫玻璃。     

铁尾矿砂水泥砂浆抗压强度及微观结构分析

为研究铁尾矿砂掺入量对水泥砂浆抗压强度及微观结构的影响,采用高硅型铁尾矿废石破碎而来的铁尾矿砂,以不同质量铁尾矿砂等比例代替天然河砂配制水泥砂浆进行抗压试验。对比铁尾矿砂与天然河砂在组成成分、粒形、粒径、级配分布上的差异,分析铁尾矿砂与天然河砂比例不同时水泥砂浆立方体试件的破坏形态以及抗压强度。并使用扫描电子显微镜(SEM)着重分析完全替代下铁尾矿水泥砂浆与天然河砂水泥砂浆的细骨料与水泥胶体的交界面形态及水化产物微观形貌。结果表明:所用铁尾矿砂Si O2含量较高,属于高硅型铁尾矿,由于机制原因造成其多棱角且表面粗糙。替代率对铁尾矿水泥砂浆立方体试件破坏形态没有显著影响,不同替代率下铁尾矿水泥砂浆力学性能均优于天然河砂水泥砂浆。铁尾矿砂的加入会导致水泥砂浆内部结构劣化,但由于铁尾矿砂多棱角、表面粗糙与水泥胶体的机械咬合力较大,而且高硅型铁尾矿砂自身强度较高,弥补了由于结构劣化造成的力学性能损失,使铁尾矿水泥砂浆的基本力学性能仍能满足要求。     

特殊钢尾渣泡沫混凝土的制备与性能研究

以特殊钢尾渣为主要原料制备泡沫混凝土,利用SEM、MIP、FT-IR、XRD对其表征,研究了特殊钢尾渣用量和发泡剂用量对特殊钢尾渣泡沫混凝土性能的影响。结果表明,特殊钢尾渣泡沫混凝土中特殊钢尾渣作为非活性掺合材料,主要起到填充作用;当发泡剂用量为340 g时,特殊钢尾渣泡沫混凝土发泡效果较好、结构较为均匀,28 d干密度达到设计要求;特殊钢尾渣被包裹,不仅提高了特殊钢尾渣泡沫混凝土力学性能,而且增强了特殊钢尾渣泡沫混凝土应用性和安全性。     

外墙泡沫保温材料的技术现状及用铁尾矿试制

铁尾矿的大量堆存对于环境和经济的可持续发展造成重大威胁。在国家提倡外墙保温材料革新以及铁尾矿资源化利用的背景下,将铁尾矿制成多孔矿物聚合材料用于外墙保温,不但能实现建筑节能,而且可以改善生态环境。在介绍了国内外对于外墙泡沫保温材料研究现状的基础上,进行了铁尾矿外墙泡沫保温材料的试制。试验中以鞍山式铁尾矿为主要原料,用偏高岭石调节Si/Al摩尔比,双氧水为发泡剂,硅酸钠为碱激活剂,试制出了具有一定性能和外观的外墙泡沫保温材料,可以用于建筑外墙保温,说明了试验技术路线的可行性。但是,若要制成满足建筑要求并且成本低的外墙泡沫保温材料,还需要后续进行原料的配体优化以及反应条件的调节等一系列试验。     

用低硅铁尾矿制备贝利特水泥

以湖北某地铁尾矿为主要原料进行了制备贝利特水泥的研究,考察了原料配比、煅烧温度和活化剂石膏掺量对水泥熟料性能的影响。结果表明：以质量分数为30.90%的铁尾矿和69.10%的石灰石为原料,在1 350 ℃煅烧1 h,再添加相当于熟料质量0.60%的活化剂石膏,制得的贝利特水泥3、28 d的强度指标达到了PI42.5R水泥的要求,且其主要矿物种类与传统硅酸盐水泥相一致,但贝利特矿物的含量明显超过传统的硅酸盐水泥。     

高硅铁尾矿制备陶粒工艺试验研究

以铁尾矿为原料,粉煤灰为成分校正剂制备高强轻质陶粒。利用热分析仪(TG-DSC)和X射线衍射仪(XRD)分析了原料的热反应过程,确定陶粒烧制温度范围。设计正交试验研究了成分配比、烧制温度、高温区升温速率和保温时间对陶粒堆积密度、表观密度、吸水率和筒压强度的影响,优化陶粒制备工艺。结果显示,陶粒的原料配比对堆积密度和表观密度影响较大,而烧制温度对吸水率和筒压强度影响较大。料球中Al₂O₃含量为17%,以10℃/min的速度升温至1 000℃,再以25℃/min的速度升温至1 210℃,保温30 min,所制备陶粒堆积密度888.20 kg/m³,表观密度为1 907.14 kg/m³,筒压强度为8.34 MPa,1 h吸水率为5.04%,满足国标GB/T 17431.1—2010中规定的900级轻质高强陶粒性能要求,为高硅铁尾矿的综合利用提供了一条新途径。     

陶瓷过滤机在铁尾矿干排中的应用实践

针对新疆某选矿厂TC-80型陶瓷过滤机在生产中遇到供气系统、给矿浓度、刮刀间隙变化频繁、陶瓷滤板使用寿命下降快的问题,在现场进行调整、改造实践,最终改善了尾矿陶瓷过滤机的使用状况。     

低硅铁尾矿制微晶玻璃的试验研究

用铁尾矿制备微晶玻璃,目前基本停留在高硅区(SiO2>70%),针对该状况,本试验以安徽低硅铁尾矿为主要原料,采用烧结法研究微晶玻璃的制备。在分析低硅铁尾矿化学组分的基础上,选择透辉石为微晶玻璃的主晶相,设计微晶玻璃的基础配方组成。通过条件试验确定了制备低硅铁尾矿微晶玻璃的较佳熔制工艺参数和基础配方,并对所制得的微晶玻璃的密度,耐酸失重率,耐碱性失重率等物化性能进行了测试,测试结果表明,以低硅铁尾矿为原料制备微晶玻璃是可行的。