低硅铁尾矿制备轻质陶粒试验研究

为解决低硅铁尾矿大量堆存且利用难度大等问题,以杨家湾尾矿库低硅铁尾矿为主要原料,掺入了某铜尾矿和市售煤粉,通过烧结法制备轻质烧结陶粒,并考察了原料配比、水料比、尾矿粒度、烧结条件等因素对陶粒性能的影响。结果表明,质量配比为m(铁尾矿)∶m(铜尾矿)∶m(煤粉)=8∶1∶1（即铁尾矿掺量80%）、水料比1∶5、烧结温度1 120 ℃、烧结时间20 min的条件下制备出堆积密度为873.2 kg/m3、筒压强度5.13 MPa、1 h吸水率为7.65%的轻质陶粒,结合陶粒形貌、物相及热重分析,陶粒烧结过程中产生了起增强强度作用且呈致密网状结构的透辉石。该研究为低硅铁尾矿的资源化利用提供了新的利用途径。      

低硅铁尾矿陶粒的制备与应用

以某低硅铁尾矿为主要原料,对铁尾矿陶粒的配方进行了研究,并考察了尾矿陶粒作为轻质混凝土骨料的应用效果。结果表明：低硅铁尾矿陶粒原料铁尾矿、工业粉状废物与KD的适宜质量比为75∶17∶8,成品陶粒用量为920 kg/m3、水泥用量为220 kg/m3、水灰比为0.37（不含预湿陶粒用水）情况下的铁尾矿陶粒混凝土密度等级为1 200、抗压强度等级为LC5.0,满足《JGJ 51-2002,轻骨料混凝土技术规程》中结构保温轻骨料混凝土的要求,产品保温性能良好。     

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。      

高掺量低硅铁尾矿制备泡沫混凝土试验研究

为解决武钢资源集团程潮矿业有限公司杨家湾尾矿坝铁尾矿大量堆存、污染环境、存在溃坝等风险及利用难度高的难题,以该低硅铁尾矿为原料,通过化学方法制备轻质泡沫混凝土,探究了水料比、水泥用量、发泡剂用量、稳泡剂用量等因素对泡沫混凝土性能的影响,并在铁尾矿为55%的高掺量条件下,制备出了密度为600.08 kg/m³、抗压强度为1.080 MPa的轻质泡沫混凝土,为该尾矿库中大量低硅铁尾矿的综合利用提供了科学依据。     

菱镁矿尾矿酸浸动力学研究

为了优化菱镁矿尾矿酸浸提镁工艺,提高酸浸效率,对某菱镁矿尾矿中的镁进行了酸浸行为研究,考察了不同反应因素对菱镁矿尾矿中镁浸出率的影响,从动力学角度分析了菱镁矿尾矿中镁的浸出行为。研究结果表明:提高菱镁矿尾矿的细度、硫酸的浓度和浸出温度均有利于镁浸出率的提高,液固比变化对镁浸出率的影响不大。当试样的粒度为0.074~0 mm,硫酸的浓度为1.5 mol/L,浸出液固比为3 m L/g,浸出温度为80℃,浸出时间为2 h时,镁浸出率可达84%。镁的硫酸浸出过程符合液-固相非催化反应的缩芯模型,浸出过程受扩散和化学反应共同控制,浸出反应的表观活化能为21.02 k J/mol。     

铁尾矿基轻质高强陶粒的制备及应用研究

以铁尾矿为主要原料烧制轻质高强度陶瓷颗粒,研究铁尾矿含量、发泡剂添加量和烧成温度对陶粒性能的影响.结果表明,采用100％铁尾矿为原料,0.1％碳化硅(SiC)为发泡剂,在1150℃保温20 min,制得陶粒的堆积密度为0.99 t/m3,筒压强度为16.3 MPa,吸水率为4.25％.再以此陶粒作为骨料制备陶粒混凝土,...     

低硅铁尾矿制备陶粒滤料试验研究

铁尾矿是铁矿选矿过程中产生的固体废弃物,大量铁尾矿堆积在尾矿库中不仅浪费了资源,也增加了 企业运行成本,更会危害当地生态环境。 以杨家湾尾矿库低硅铁尾矿为主要原料,掺入了铜尾矿、污泥等固体废弃物, 通过烧结法制备陶粒。 在铁尾矿、铜尾矿、污泥、煤粉质量比 8 ∶1 ∶1 ∶1,水料比 1 ∶5,烧结温度 1 100 ℃ 、烧结时间 50 min 条件下,制得烧结陶粒滤料,其表观密度为 1 544. 90 kg / m3,堆积密度 785. 7 kg / m3,筒压强度 3. 23 MPa,1 h 吸水率 25. 9%,含泥量 0. 98%,空隙率 51. 37%,比表面积 0. 52×104 cm2 / g,盐酸可溶率 1. 80%,破碎与磨损之和 0. 70%,满足 GJ / T 299—2008《水处理用人工陶粒滤料》人工陶粒滤料指标,可以作为水处理用人工陶粒滤料,具有工业化应用前景。     

烧成制度对高碳铬铁合金渣多孔骨料性能的影响

以高碳铬铁合金渣为主要原料,添加适量黏土制备轻质多孔骨料。研究烧成制度对轻骨料物理性能的影响,并利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对物相组成及形貌进行分析。结果表明,黏土在1000℃分解产生游离Si O2和铁的氧化物,分别与碳铬渣中镁橄榄石和镁铝尖晶石反应生成顽辉石及铁铝尖晶石固溶体,该过程能有效降低焙烧温度。烧成制度的影响如下:随预热温度升高,气孔孔径减小;焙烧温度及保温时间决定骨料烧胀性,随之增加,表观密度呈降低趋势,颗粒强度先升高后降低;冷却方式严重影响骨料强度,随炉冷却时,骨料内部气孔与基体形成连续架状结构,晶体发育更完整,晶粒更大,该结构使骨料慢冷下强度约为急冷的5倍。     

菱镁矿尾矿综合利用研究进展

我国菱镁矿储量、产量和出口量均居世界首位，同时菱镁矿开采加工过程中会产生大量尾矿。在概述菱镁矿尾矿矿物组成和化学成分的基础上，重点阐述菱镁矿尾矿在建筑材料（水泥、混凝土及膨胀剂、墙体材料、微晶玻璃）、耐火材料（镁砂、镁橄榄石、溅渣护炉改质剂）、化工产品（氧化镁、氢氧化镁、镁盐）和环保药剂（水处理剂、烟气净化剂、土壤修复剂）领域综合利用研究现状，指出菱镁矿尾矿综合利用领域存在的问题并针对未来发展提出建议。      

利用BIF尾矿制备轻质墙体材料的试验研究

在综合分析BIF尾矿基本特性的基础上，以BIF尾矿为主要原料，选择不同的粘结剂制备轻质墙体材料。研究结果表明，最佳工艺参数为铁尾矿、无机粘结剂和碱液改性生物质粘结剂的质量比90∶5∶5、烧结温度1 200±10 ℃、烧结时间30min。在最佳条件下制备的产品，体积密度1.314 g/cm³、显气孔率30.98%、抗压强度达到MU7.5标准。     

低硅铁尾矿微晶玻璃成分的研究

武钢程潮铁矿的铁尾矿属于低硅铁尾矿类型,由于没有可利用的主要成分,其利用难度较大。在对低硅铁尾矿主要成分研究的基础上,根据相图,采用CaO—MgO—Al2O3-SiO2体系(简称CAMS体系)和烧结法研制以透辉石为主晶相的微晶玻璃。经试验研究,选择了合适的晶核剂并确定了合理的烧成温度,在实验室条件下获得了工艺性能优良的低硅铁尾矿微晶玻璃及其主成分的组成范围。     

利用橄榄石废弃粉矿制备轻质耐火材料

采用河南西峡的橄榄石废弃粉矿、轻烧镁粉、无烟煤为主要原料,以烧失法制备了镁橄榄石轻质耐火材料.研究工作分为两部分,第一部分研究了轻烧镁粉的加入量和煅烧温度对镁橄榄石材料相组成的影响,旨在为制备轻质材料提供基础数据;第二部分为轻质材料制备研究和性能测试;并将制备的材料与其它轻质材料进行了性能对比.本研究所制备的轻质材料体积密度为1.3～1.6 g/cm3,重烧线收缩率0,1%～0.3%(1450℃,2 h);导热率可达0.3W/(m·K).     

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。      

开发含高硅铁尾矿硅肥试验研究初探

针对铁矿尾矿大量堆存排放的安全、生态隐患,进行资源化研究利用。取细粒级铁尾矿采用液碱湿法活化工艺制备含硅肥料。试验结果得到NaOH和高硅铁尾矿的质量比为1.2:1、反应时间为7 h、反应温度为180℃且NaOH溶液的质量分数为40%的条件下,高硅肥样品的有效硅含量最高,并进行了栽培试验。     

蒸压养护制度对某铁尾矿加气混凝土力学性能的影响

为探讨山西灵丘南岐铁矿选矿厂铁尾矿高附加值综合利用的新途径,以该铁尾矿为硅质材料,水泥和石灰为钙质材料制备了尾矿加气混凝土。研究了升温时间、恒温时间、恒温温度和降温时间等蒸压养护制度对尾矿加气混凝土力学性能的影响。结果表明：在升温时间为2 h,恒温时间为8 h,恒温温度为195 ℃（恒温压力为1.46 MPa）,降温时间为3 h情况下,获得了抗压强度为5.28 MPa,干密度为597 kg/m3的尾矿加气混凝土制品,其力学性能符合GB/T11968-2006中A3.5、B06级加气混凝土合格品的要求。XRD分析结果显示,尾矿加气混凝土制品中的主要水化产物为托贝莫来石和羟基水化硅酸钙,原尾矿中的石英、斜长石等依然存在于制成品中,以骨料的形式对尾矿加气混凝土制品的强度起着积极作用。     

多元固废制备高强烧结透水砖及其性能研究

为充分利用尾矿资源,以多元固废（钒钛铁尾矿、金尾矿、页岩和水库底泥）为原料制备高强烧结透水砖,采用XRF、XRD及SEM研究了原料的物化特性,通过钒钛铁尾矿烧结产品的指标分析了其烧结特性,讨论了钒钛铁尾矿级配及粘结剂配比对透水砖性能的影响,确定了适宜的透水砖制备工艺参数。结果表明：①钒钛铁尾矿主要化学组成为SiO2、CaO、MgO,有利于形成辉石体系,促进结构的致密性,应用于烧结材料较为理想。颗粒表面粗糙,用作透水砖骨料时能够形成骨架结构,并在颗粒间形成一定孔隙,有利于砖体的透水性。②钒钛铁尾矿在不同烧结温度下颜色变化较大,随着烧结温度的升高,颜色由黄色逐渐转变为褐色,线膨胀率持续降低,质量损失率逐渐升高,堆积密度不断增大。③试验确定钒钛铁尾矿的适宜级配为1.18~4.75 mm占20%、0.60~1.18 mm占50%、0.15~0.60 mm占30%,适宜掺量78%;粘结剂的适宜配比为w（金尾矿）∶w（页岩）∶w（水库底泥）=2∶1∶1。④以钒钛铁尾矿为骨料制备透水砖,适宜的成型压力为25 MPa、烧结温度为1 080 °C、保温时间为90 min,此时透水砖抗压强度达到64 MPa,透水系数为0.062 cm/s,保水性为0.62 g/cm2,满足《透水路面砖和透水路面板》（GB/T 25993—2010）和《透水砖》（JCT 945—2005）的要求。     

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。     

东海县蛇纹石尾矿转化为镁橄榄石的研究

用东海县蛇纹石尾矿为基料，与一定数量烧结镁砂混合，经高温燃烧可转化为镁橄榄石，所获试料体操密度为２．９０ｇ／ｃｍ＾３，耐火度大于１８２０℃，本研究成果为综合利用蛇纹石尾矿，开发镁橄榄耐火制品提供了理论依据。     

低品位菱镁尾矿的水热固化工艺研究

为实现菱镁矿尾矿的资源化回收利用,本研究使用高温焙烧与水热固化联合工艺,首先将低品位菱镁矿矿石焙烧分解为方镁石MgO以提高其反应活性,进而在高温饱和水蒸气环境中与硅灰中的活性SiO_2发生化合反应,利用结晶性水化硅酸镁如滑石类晶体的生成与聚集提高水热固化体的力学强度。经系统试验研究,焙烧活化及水热固化过程的工艺参数建议为:焙烧条件800℃、1 h,原料配比MgO掺量50%、用水量40%;水热反应温度200℃、时间6 h。在此条件下,菱镁水热固化体的抗压强度可达16.75 MPa。研究结果对低品位菱镁矿石、水镁尾矿、硼泥等工业废弃物的回收利用具有一定指导意义。     

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。