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。      

利用钼尾矿制备矿物掺合料的试验研究

以钼尾矿、矿渣、熟料和石膏为原料制备胶凝材料,探讨了钼尾矿粉的火山灰反应活性和胶凝材料的水化反应活性,并通过化学结合水和SEM对水化产物进行了研究。结果表明,当钼尾矿粉在胶凝材料中掺量为40%,胶凝材料的初凝时间和终凝时间分别为195 min和290 min,胶砂试块28 d抗压强度可以达到55.9 MPa。利用钼尾矿制备的胶凝材料的水化产物以钙矾石和C-S-H凝胶为主,二者的相互交织促进了胶砂试块强度的增长。     

超细化铁尾矿—钢渣水泥基复合材料的制备及其性能研究

尾矿资源及冶金固废大量堆存,未能高效利用,从而造成了空气、土 壤污染等重大环保问题。 针对低活 性的铁尾矿、钢渣固废材料,对铁尾矿进行超细化处理,并以经济简单的方 式处理钢渣,用以制备复合胶凝材料。 通过 固定铁尾矿、钢渣复合体系的总掺量,研究了不同比例超细化铁尾矿、钢渣 对复合胶凝材料体系力学性能与抗侵蚀性 能的影响;利用扫描电镜(SEM)和 X 射线衍射仪(XRD)等微观手段,开展了 铁尾矿—钢渣—水泥基三元复合胶凝材 料的侵蚀机理及水化机理研究。 研究表明:120 min 的研磨时间可制得中 值粒径为 0. 89 μm 的超细化铁尾矿;当超细 铁尾矿 ∶钢渣为 1 ∶3 时,所制备的复合体系 3 d、28 d 抗压强度为 9. 7 MPa、29. 8 MPa;钢渣的碱度有利于激发超细化铁 尾矿中硅铝相的活性,所产生的协同效应有利于促进复合体系中水化产物的 生成,提升结构性能。 出于对材料力学 与耐久性能的综合考虑,超细化铁尾矿 ∶钢渣 ∶水泥的掺入比例建议为 1 ∶3 ∶6。 若对所制备材料的抗侵蚀性能要求较 高,可以适当提升超细化铁尾矿的掺入比例,但不宜超过胶凝材料总量的 20%。     

含粉煤灰或铁尾矿粉复合胶凝材料性能研究

为了验证矿物掺和料在复合胶凝材料水化硬化过程中的作用效应,实验用与水泥细度相近的粉煤灰和铁尾矿粉作为活性和惰性矿物掺合料,研究了相同养护温度、不同水胶比条件下,矿物掺合料掺量和种类对胶砂块试件抗压强度以及7 d龄期混凝土自收缩发展规律。结果表明：在水化初期,粉煤灰和铁尾矿粉在复合胶凝材料水化中起到物理填充作用,随龄期延长,粉煤灰的火山灰效应才逐渐显现。水化初期,矿物掺合料的物理因素（颗粒形貌等）对胶砂块抗压强度影响超过化学因素（反应程度等）,同时活性与惰性掺和料的作用基本相同;粉煤灰和铁尾矿粉的自收缩规律基本相同,均随着掺量增大呈线性递减特性。     

钼尾矿复合胶凝材料的制备及其水化机理研究

为了促进固体废弃物的资源化利用,解决尾矿堆积带来的环境、安全问题,并提供相应的理论依据,以钼尾矿为主要原料制备复合胶凝材料,通过粒度分析、力学性能测试、X射线衍射（XRD）和扫描电镜 （SEM）等测试手段,研究了钼尾矿磨矿时间和掺量对胶凝材料性能的影响及复合胶凝材料的水化机理。结果表明：①当钼尾矿粉磨时间为80 min,比表面积为500 m2/kg,其28 d活性指数接近1.2;钼尾矿掺量为40% ,胶砂比为1∶3,水胶比为0.5时,所制备的复合胶凝材料胶砂块28 d抗压强度为52 MPa。②复合胶凝材料水化反应初期,主要生成水化硅酸钙和钙矾石,为胶砂块提供了早期强度,水化反应后期主要产物为C—S—H 凝胶、水化铝酸钙及钙矾石（AFt）,尾矿残余颗粒及水化产物的凝聚效应为胶砂块强度提供了保障。     

利用铁尾矿制备高强结构材料的试验研究

以矽卡岩型铁尾矿、矿渣、水泥熟料和脱硫石膏为主要原料,制备掺铁尾矿胶凝材料.研究了铁尾矿掺量、水胶比和减水剂掺量对高强结构材料力学性能的影响,并利用XRD和TG-DSC对胶凝材料的水化反应机理进行了基础研究.结果表明,当铁尾矿掺量为30％、水胶比0.35、减水剂掺量0.4％时,能够制备出28 d强度达28.55 MPa...     

铜尾矿粉基复合胶凝材料水化特性研究

采用粉磨20 min和40 min铜尾矿粉,等质量取代0、15%、30%的水泥,研究其对复合胶凝体系水化放热量和水化速率的影响。选用粉磨40 min铜尾矿粉等质量取代0～40%的水泥,制备铜尾矿粉-水泥净浆试样。采用SEM观测硬化浆体的微观形貌,结合硬化浆体抗压强度,研究铜尾矿粉对复合胶凝材料微观结构及力学性能的影响。结果表明:铜尾矿粉的掺入降低了复合胶凝体系水化放热量及第二放热峰水化速率,延长了诱导期结束时间,缩短了加速期时间。铜尾矿粉掺量在35%以内时,各试样抗压强度活性指数随龄期的发展而增长,铜尾矿粉对复合胶凝体系的增强效应以"火山灰效应"为主。随着铜尾矿粉掺量的增加,硬化浆体Ca(OH)_2晶体含量减少。随着龄期的发展,硬化浆体Ca(OH)_2晶体含量增加,结构致密程度增加。     

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...     

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。     

流态胶凝材料胶结铁尾矿的充填性能研究

为实现用原状固废(钛石膏)的流态胶凝材料替代粉末胶凝材料进行铁尾矿胶结充填,简化胶凝材料制作流程,降低充填成本,采用流动度试验、强度试验和吸水率试验研究了两种胶凝材料胶结铁尾矿试样的宏观物理性能,并利用XRD和SEM对其胶结铁尾矿的固化机理进行了分析。研究结果表明:在尾矿固含量为70%、胶尾比为1∶10时,粉末胶凝材料胶结试样的3 d抗压强度(0.87 MPa)比流态胶凝材料约高出0.3 MPa,但两种胶凝材料胶结试样的7 d抗压强度差别在减小,28 d抗压强度并无明显差别。加入流态胶凝材料的充填尾矿流动度较加入粉末胶凝材料的充填尾矿提高了7.4%,既有利于泵送充填又不影响试样28 d的尾矿胶结体力学性能。XRD和SEM分析表明,流态胶凝材料的水化反应更有利于胶结体中钙矾石的生长。     

基于响应面法的碳酸钠活化铜尾矿胶凝性能机制研究

为了有效激发铜尾矿活性制备性能良好的胶凝材料,以铜尾矿为主要原材料,水玻璃和NaOH为碱激发剂,采用响应面优化法开展胶凝材料配比优化实验,并通过方差分析以及三维曲图研究自变量及其交互作用对28d抗压强度的影响;利用XRD、SEM、FT-IR、TG-DTG等对试样的矿相成分、微观形貌等特征进行分析。结果表明：通过优化实验获得最优配比为碳酸钠掺量50%、氢氧化钠掺量1%、水玻璃掺量22g/100g,此参数下铜尾矿胶凝材料28d抗压强度为30.41MPa。经过机械球磨40min后,碳酸钠在适当的碱性环境下使铜尾矿的活性激发到较佳状态,铜尾矿经水化反应生成了大量结晶度较高的C-S-H凝胶与棱柱状钙钒石等水化产物,彼此相互连接构成网状结构,使胶凝材料保持较高的强度性能。     

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。      

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.     

利用商洛钼尾矿制备混凝土

以钼尾矿、矿渣、熟料和石膏为原料制备胶凝材料,研究了钼尾矿在胶凝材料中的掺量、减水剂掺量、养护工艺对胶砂试块性能的影响,并通过XRD和SEM-EDS对水化产物进行了深入研究。结果表明,当钼尾矿在胶凝材料中掺量为20%、减水剂掺量为0.4%、采用60℃湿热养护所制备的钼尾矿胶砂试块力学性能最好,28 d抗压强度可以达到73.2 MPa。利用钼尾矿制备的胶凝材料的水化产物以钙矾石和C-S-H凝胶为主,二者的相互交织促进了胶砂试块强度的增长。     

利用钼尾矿制备胶凝材料的水化反应机理研究

以钼尾矿为主要原料,辅以高炉渣、石膏等原料,制备多固废胶凝材料,研究了钼尾矿掺量、养护工艺对净浆试样力学性能的影响,并利用XRD、DTA-TG和SEM等方法对钼尾矿胶凝材料的水化反应机理开展了基础研究。结果表明,当m(钼尾矿)∶m(矿渣)∶m(熟料)∶m(石膏)为30∶50∶10∶10时,60 ℃养护试样的性能相对较好,28 d抗压强度可以达到48.4 MPa。钼尾矿废渣胶凝材料的水化产物主要是AFt和C-S-H凝胶,随着龄期的增加,其水化产物也逐渐增多。多种水化产物相互交织、穿插和填充,促进试样强度的不断增长。      

热-机械协同活化铜尾矿水化胶凝性能研究

铜尾矿是铜矿经过一系列工艺选矿完成后剩下的颗粒直径较小的沙粒,其堆存会带来诸多环境问题。铜尾矿结晶度高、活性低,许多研究人员探究激发活性后的铜尾矿作为混凝土等材料的辅料,但利用率较低。本文通过热-机械协同活化的方式激发铜尾矿的活性,分析活性铜尾矿水化胶凝性能,依据抗压强度、粒径分布及矿相成分微观结构变化分析水化反应效果。在此基础上,采用X射线衍射仪（XRD）、傅立叶变换红外光谱（FT-IR）和电子扫描电镜（SEM）对铜尾矿胶凝性能进行分析。研究结果表明：热-机械协同活化激发铜尾矿活性的力学性能有了很大提升,即铜尾矿在600℃、机械球磨时间80 min条件下,活性由5.60%上升至89.91%,抗压强度为10.87 MPa;XRD和FT-IR进一步分析出活化铜尾矿多处产生了水化C—S—H凝胶、N—A—S—H凝胶、钙矾石等胶凝物质,其形状多呈现絮凝状、棉团状及短棒状。本文研究为铜尾矿的进一步利用提供理论支撑。     

用某钼尾矿制备高性能混凝土的试验

将钼尾矿、矿渣、水泥熟料、石膏进行机械力粉磨,制备胶凝材料,研究了胶凝材料掺量和砂率对混凝土力学性能的影响。结果表明,随着胶凝材料掺量的增加,混凝土的坍落度和混凝土试块的抗压强度均增大;随着砂率的增大,混凝土的坍落度和混凝土试块的抗压强度均先增大后减小。当胶凝材料和骨料质量比为1∶3.0,砂率为0.35时,养护28 d的混凝土试块的抗压强度达68.7 MPa。在钼尾矿胶凝材料体系中,C-S-H凝胶、AFt及氢氧化铁凝胶等水化产物相互交织,未参与反应的微细粒填充到体系的孔隙中,促进了胶凝材料强度的增长。     

铁尾矿—磷渣—脱硫灰三元固废混凝土抗压性能研究

为实现铁尾矿固废材料的再生利用,提高工业固废利用率,以铁尾矿、磷渣、脱硫灰作为掺合料部分代替水泥制备混凝土,研究三元体系下钙相固废与铁尾矿协同作用对混凝土抗压强度的影响,测试不同水胶比、铁尾矿研磨时间、掺合料掺量及掺合料比例对混凝土抗压强度的影响。结果表明,混凝土抗压强度与水胶比呈正相关关系,机械研磨提高了铁尾矿的比表面积,有利于铁尾矿表面与自由水发生水化反应,30%掺量混凝土后期抗压强度较20%掺量下降不大,在铁尾矿比表面积为1 589.3 m²/kg,铁尾矿、磷渣、脱硫灰分别占胶凝材料的6%、16%、8%时制备的混凝土抗压强度最高,28 d抗压强度达到40.9 MPa。通过采用压汞法（MIP）和背散射电子成像技术（BSE）研究了混凝土的微观结构,结果表明,掺合料的掺入优化了混凝土的孔隙结构,促进了界面过渡区的发展。铁尾矿、磷渣、脱硫灰三元体系在30%掺量下对混凝土强度影响较小,可代替水泥制备混凝土。     

机械力对菱铁尾矿粒度分布及火山灰活性的影响

基于机械力活化方法及理论,研究了机械力对菱铁尾矿的粒度分布及火山灰活性的影响。结果表明:试验所用菱铁尾矿的易磨性相对较好,机械力的作用使尾矿的粒度分布变化明显且活化后的尾矿具有一定的火山灰活性,但活化时间过长会因弱团聚现象的出现而导致活性降低,方差分析结果表明球磨转速和粉磨时长均对尾矿的比表面积和火山灰活性有显著影响,其中球磨转速的影响相对更大。      

水胶比对铁尾矿混凝土强度的影响

将鞍钢齐大山铁矿尾矿与高炉矿渣、水泥熟料、脱硫石膏进行3级混磨,形成胶凝材料,然后将胶凝材料与作为骨料的原始粒级铁尾矿混合,并加入减水剂制备成无粗骨料的高强混凝土材料。研究了水胶比对混凝土强度的影响,并通过SEM对水化产物及微观结构进行了分析。试验结果表明,随着水胶比的增大,混凝土的流动度也增大,但抗折强度和抗压强度均呈现下降趋势;结合实际生产需要,利用齐大山铁尾矿制备混凝土最合适的水胶比为0.24。