利用铁尾矿作为混凝土掺和料的基础研究

利用机械力激发矽卡岩型铁尾矿的反应活性,研究机械力作用对铁尾矿粒度分布、火山灰反应活性的影响。以铁尾矿为掺和料制备混凝土,并利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对胶凝材料的水化反应机理进行基础研究。结果表明,机械力活化能够提升铁尾矿的火山灰反应活性。当铁尾矿粉磨100 min,掺量为30%时,制备出28 d抗压强度达28.55 MPa的胶砂试样,胶凝材料体系中存在着多固废的协同水化反应,促进体系强度不断增加。     

机械力化学效应提高铁尾矿活性研究

为提高铁尾矿的活性,实现尾矿的高附加值大宗利用,以司家营铁尾矿为原料,采用单独机械活化与添加助磨剂机械力化学活化的方法提高铁尾矿活化程度,并通过水泥胶砂试验、火山灰活性测试、XRD、FT-IR以及SEM检测手段探究了助磨剂对提高尾矿活性的影响.结果表明:单独对尾矿粉磨后,活性有所提高,粉磨3h活性指数可达到86.4％;对照机械力粉磨3 h,采用添加助磨剂机械力化学粉磨的尾矿活性指数均高于单独机械力粉磨时尾矿的活性指数,尤其采用掺有0.7％脱硫石膏的尾矿粉湿磨3h的方法活性指数最大,达到91.72％,且具有火山灰活性,可考虑作为活性材料制备混凝土.通过XRD、FT-IR和SEM表征发现,机械力化学活化的方式使晶体无定型程度进一步加深,可能是在断裂的石英表面,吸附了一层或多层金属离子,减弱了团聚效应,导致更多的Si-O键发生断裂,从而提高粉磨效率,致使颗粒的粒度继续下降,活性相较于单独粉磨有了进一步的提高.     

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。      

钠盐球磨协同活化铜尾矿及胶凝水化性能研究

为提高铜尾矿活性，制备全尾矿胶凝材料，本文进行了机械球磨、无水Na₂CO₃、Na₂SO₄与铜尾矿共磨提高铜尾矿反应活性实验研究。通过调整钠盐掺量、球磨时间，分析了机械化学球磨过程中粒度分布和矿物相变化；采用球磨活化铜尾矿胶凝材料28 d抗压强度表征活化效果，利用XRD、TG-DTG、FT-IR、SEM-EDS等表征方法，阐明了铜尾矿水化反应机理。研究结果表明：在Na₂CO₃、Na₂SO₄掺量分别为50%、25%,球磨时间分别为40 min、60 min时，铜尾矿活性激发效果最佳；进行钠盐球磨后，铜尾矿粒径减小，颗粒均质化，石英、白云母、叶绿石、钙硅氧化物等主要结晶矿物非晶化，钠盐球磨活性铜尾矿基胶凝材料(CCT样品和SCT样品)28 d抗压强度分别达到了55.4 MPa、30.7 MPa,相比机械球磨铜尾矿(CT),抗压强度分别提高了13倍、7倍；钠盐的掺加对铜尾矿水化反应产物种类无影响，活性铜尾矿经水化反应主要...     

铁尾矿机械力粉磨特性的基础研究

利用比表面积测试仪、激光粒度仪,系统研究了铁尾矿的粉磨特性,并利用X射线衍射、红外光谱、热分析等手段分析粉磨后的铁尾矿。结果表明:铁尾矿易磨性较好;粉磨100 min时,比表面积可达590 m~2/kg。随着球磨时间增加,粉体颗粒畸变程度加大,表面不稳定性增加,活性颗粒增多,但是粉磨时间过长会因团聚问题造成活性降低。     

机械力活化对钼尾矿胶凝性能的影响研究

利用机械力对钼尾矿进行活化,并掺入矿渣、熟料和脱硫石膏制备胶凝材料,并通过XRD、SEM研究机械力活化对钼尾矿胶凝性能的影响。结果表明:机械力活化能够有效改变钼尾矿颗粒粒度分布,激发钼尾矿颗粒的水化反应活性。所制备净浆试块28 d的抗折强度和抗压强度分别可以达到10.1 MPa和63.21 MPa,具有良好的胶凝活性。钼尾矿胶凝材料的水化产物主要是水化硅酸钙凝胶和钙矾石。胶凝材料中钼尾矿的总掺量达到70%,固体废弃物掺量达到87.5%,为固体废弃物的二次利用开拓了新思路。      

黄龙铺钼尾矿作为活性掺合料的粉磨特性

利用激光粒度仪,以比表面积为评价指标,研究商洛黄龙铺钼尾矿粉磨后的粒度分布特征,探讨了钼尾矿的易磨性。并通过XRD、IR对钼尾矿粉的微观结构进行分析。结果表明:钼尾矿具有较好的易磨性;粉磨120 min时,钼尾矿含有大量亚微米级和纳米级颗粒,钼尾矿粉的比表面积可以达到692 m~2/kg。随着粉磨时间增加,钼尾矿粉颗粒由晶态向非晶态转化。磨细钼尾矿具有火山灰活性,但是粉磨时间过长会出现团聚使活性降低。     

三乙醇胺助磨剂对钼尾矿粉及砂浆性能影响的试验研究

为了研究三乙醇胺作为助磨剂对钼尾矿粉颗粒及其砂浆性能的影响。采用在钼尾矿中加入0.5%的三乙醇胺,以及未加入三乙醇胺进行球磨的方法,通过测试粒度分布、细度与比表面积等性能指标,并观察颗粒的微观形貌,分析了三乙醇胺及球磨时间对钼尾矿粉颗粒的影响,通过强度、活性指数、微观形貌及水化产物等指标,分析了三乙醇胺对钼尾矿粉砂浆性能的影响。结果表明:加入三乙醇胺对钼尾矿粉的球磨效果明显优于未加入三乙醇胺的钼尾矿粉,其球磨20 min的粒度分布与未加入三乙醇胺球磨40 min的粒度分布相近,且细度更小;加入三乙醇胺球磨后的钼尾矿粉颗粒形状较圆滑,但表面附着的小颗粒较多;加入三乙醇胺球磨20 min的钼尾矿粉砂浆强度、活性指数与直接球磨40 min的钼尾矿粉砂浆相近,且其C—S—H凝胶、钙矾石等水化产物生成量较多,微观结构更加致密。     

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。      

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。     

复杂铝土矿浮选尾矿机械力化学表面改性研究

利用机械力化学改性方法对复杂铝土矿尾矿进行了表面化学改性的研究。结果发现,机械力化学作用能够促进尾矿改性的进行,达到改性目的。并利用活化指数、沉降高度和接触角预先评价了改性效果,同时考察了磨矿浓度、偶联剂用量、球料比、改性时间、磨机转速等因素对改性效果的影响。经红外光谱分析表明,尾矿和钛酸酯的结合主要有共价键结合和氢键结合。     

红格某选铁尾矿磨矿动力学研究

采用分批次磨矿试验,选取了-2mm粒级红格某选铁尾矿为原料,研究其在球磨机中的磨矿动力学行为,对多个窄粒级范围的磨矿产品粒度进行分析,采用MATLAB 2017软件初步建立了磨矿动力学方程,并对不同粒级磨矿速度进行了分析。研究结果表明,磨矿初期,粗粒级的磨矿速度最大,细粒级磨矿速度最小且变化幅度较小,随着时间的增加,在短时间内(1～12min),磨矿速度与参数k值呈正比例相关,在合理的介质制度下能快速磨碎粗颗粒且防止细颗粒过磨,研究此动力学过程,有助于指导尾矿选钛磨矿工艺最佳参数的选择。     

掺钼尾矿高性能混凝土的制备

研究了不同粉磨时间钼尾矿的粒度分布,探讨了钼尾矿细度对胶砂试块性能的影响,并通过XRD和SEM对胶凝材料水化产物进行了分析。结果表明,随着粉磨时间的延长,钼尾矿粉中微细颗粒比例不断增加,粉磨时间达到120 min时,钼尾矿粉出现明显的团聚现象,较为合适的粉磨时间为100 min。粉磨后的钼尾矿表现出一定的火山灰反应活性。掺钼尾矿胶凝材料的水化产物主要是钙矾石和水化硅酸钙凝胶,二者的相互交织促进了胶砂试块强度的增长。     

球磨机研磨介质冲击特性和碰撞能量分布特性研究

以Ф520 mm×40 mm的试验磨机为仿真模型,分析了不同填充率、转速率和衬板高度下的研磨介质冲击特性和碰撞能量区域分布变化规律。研究结果表明,离散元法可以较好地预测研磨介质的冲击特性和碰撞能量区域分布;转速率一定时,球磨机衬板所受平均法向冲击力随着填充率增加而增加;填充率一定时,球磨机衬板所受平均法向冲击力随着转速率的增加先增大后减小;衬板高度增加,研磨介质碰撞频率减少,法向碰撞能量先减少后增加,切向碰撞能量减少。     

铁尾矿粉的活性及在混凝土中的增强效应

进行了掺磨细铁尾矿粉的水泥标准胶砂试验,引入活性指标、强度贡献值、强度贡献率等概念对富硅铁尾矿粉在不同养护条件下的活性及在混凝土中的增强效应进行了表征。结果表明：铁尾矿粉比表面积的增加对铁尾矿活性影响较小,而养护条件对其活性影响显著;铁尾矿粉在标准养护、90 ℃热水养护及200 ℃高温养护下基本不具备火山灰活性,对混凝土的增强效应以微集料填充效应为主;蒸压养护条件下具备明显的反应活性,对混凝土的增强效应显著,比表面积为751 m²/kg 、掺量为20%的铁尾矿粉3、28、56 d的强度贡献率分别达到23.5%、27.3%、30.9%;铁尾矿粉的比表面积根据构件养护条件的不同以500~750 m²/kg为宜,对水泥的替代量以20%为佳。     

破碎方式对某磁铁矿石磨矿速度和Bond球磨功指数的影响

为验证破碎方式对磨矿速度和Bond球磨功指数的影响,使用某磁铁矿选矿厂的鄂式破碎产品、圆锥破碎产品和高压辊磨产品,分别进行磨矿动力学试验和Bond球磨功指数试验。结果表明：①高压辊磨产品的可磨性最好,圆锥破碎产品次之,鄂式破碎产品最差。同一破碎产品的磨矿速度随着磨矿时间的增加而降低。不同破碎产品,随着磨矿时间增加,颗粒性质逐步均匀并接近,磨矿速度逐步接近,破碎方式对磨矿速度的影响逐步降低。②Bond球磨功指数试验表明,在磨矿产品粒度大于0.10 mm时,破碎方式对磨矿的能耗影响显著,高压辊磨产品最节能;当磨矿产品粒度小于0.10 mm时,破碎方式对磨矿的能耗影响降低。破碎工艺中增加高压辊磨机,对于增大磨机处理量、降低磨矿能耗十分有益。