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。     

高炉矿渣制备新型胶凝材料的试验研究

高炉矿渣制备新型胶凝材料作为水泥替代剂是资源综合利用的一个重要方向,高炉矿渣在碱性激发剂的条件下能够迅速以及比较完全的发挥其胶凝性能,但碱性激发剂的选取一直是制约新型胶凝剂投入生产实际的一个重要因素。实验室大多使用NaOH激发高炉矿渣的活性,由于NaOH的强腐蚀性,给实际运用带来了危险并加速了仪器的损耗。本文拟利用CaO作为碱激发剂激发高炉矿渣的活性,添加工业石膏探索制备新型胶凝材料的可能性。通过正交实验设计配比并得出最优条件下CaO用量,胶砂比以及石膏用量分别为10%,1:4和5%,最优配比下测得浓度68%试块的抗压强度为5.67 MPa,能够完全满足井下充填的要求。     

碱激发高炉矿渣-粉煤灰制备充填胶凝材料

以河南某材料公司的高炉矿渣和粉煤灰为原料,NaOH溶液为碱激发剂,对山东某金属矿山的尾砂进行胶结充填体强度试验。结果表明,在高炉矿渣与粉煤灰的质量比为4,NaOH浓度为8 mol/L,液固质量比为0.5情况下,充填材料试件3 d、28 d的抗压强度分别为2.12和6.84 MPa,满足充填要求。SEM分析表明,高炉矿渣和粉煤灰在碱激发后生成大量的凝胶相,是充填材料试件产生强度的主要原因;XRD和FTIR分析表明,碱激发材料中出现了水化硅酸钙的晶相峰,Si（Al）-O-Si在碱激发作用下发生解聚后又重新聚合形成［SiO₄］,以及碱激发后的材料体系吸收空气中的CO2生成碳酸盐矿物,是净浆试件强度的主要来源。     

磷石膏—矿渣复合胶凝材料配比优化试验

针对金川矿山充填采用水泥作为胶凝材料成本较高的问题,利用当地固体废弃物资源开发矿用新型胶凝材料.首先对试验材料进行物化分析,开展了磷石膏—矿渣复合胶凝材料强度正交试验,并在此基础上进行磷石膏—矿渣复合胶凝材料配比优化试验确定最优配比;然后对磷石膏—矿渣复合胶凝材料强度的影响因素进行了分析,利用扫描电镜观察了各龄期水化产...     

钢渣—矿渣复合胶凝材料的制备及胶凝活性激发试验研究

为了提高钢渣和矿渣的高附加值利用率以及钢渣在胶凝材料中的掺量,研究了钢渣与矿渣掺量、质量比和胶凝活性激发方式对复合胶凝材料抗折、抗压强度的影响,并采用X射线衍射、扫描电镜和热重分析等检测手段探究了钢渣—矿渣复合胶凝材料的水化机理。结果表明:钢渣矿渣掺量为80%、钢渣矿渣质量比为5∶5、钢渣粉磨时间为80 min(比表面积为509 m²/kg)时,钢渣—矿渣复合胶凝材料的28 d抗折强度为7.3 MPa、抗压强度为31.3MPa;选取Na OH、Na₂CO₃、Na₂SO₄和水玻璃为激发剂对胶凝材料活性进行激发,只有水玻璃提高了复合胶凝材料的活性,且当水玻璃模数为2、Na₂O当量为4%时,其28 d抗折强度为8.4 MPa、抗压强度为43.0 MPa。分析水玻璃激发胶凝材料的水化产物发现:其微观形貌紧实致密,生成的C—S—H凝胶、Ca(OH)₂和Aft相互交织,提高了胶凝材料的强度。     

活化煤矸石的胶凝性能研究

通过XRD、IR等方法,表征了未活化煤矸石的本征特性,在未活化煤矸石胶凝性能的基础上,研究了热活化、机械活化、化学活化方法对煤矸石潜在活性的激发作用。结果表明未活化煤矸石不适宜直接用作水泥辅助材料,机械活化和化学活化方法均能明显激发煤矸石活性并显著提高煤矸石水泥的力学性能,但热活化是煤矸石激发活性的必要条件,其最佳煅烧温度为700℃。     

矿渣巷旁充填胶凝材料的制备与机理分析

通过正交试验研究了石膏、石灰、硅酸钠对矿渣巷旁充填胶凝材料早期及后期强度的影响;对胶凝材料硬化体进行了综合热分析和扫描电镜分析,探讨了矿渣巷旁充填胶凝材料的水化机理。通过试验研究发现矿渣胶凝材料中石膏石灰均存在一个最佳掺量,制备出的胶凝材料早期强度高,后期强度稳定,适合作为巷旁充填材料的胶凝材料。     

钢渣—矿渣基胶凝材料特性研究

以钢渣和矿渣为主要原料,以水泥为碱性激发剂,以盐石膏为氯盐和硫酸盐复合激发剂,制备钢渣—矿渣基胶凝材料。实验结果表明,钢渣、矿渣、水泥和盐石膏的配比为40∶50∶5∶5时,其胶凝材料28 d的强度能够达到20.2 MPa。5%的水泥和5%的盐石膏足以激发钢渣—矿渣基胶凝材料。钢渣—矿渣基胶凝材料的抗压强度是随着矿渣含量的增加而增加。这种材料固废利用率95%,可用于强度要求不高的大体积充填工程。     

矿渣胶凝材料激发剂配比的试验研究

胶结材料是矿山尾矿胶结充填工艺中料浆配制设计的核心,它既是决定充填体强度的关键指标,又是影响工艺成本的最重要因素。针对传统尾矿胶凝材料存在用量大、成本高及性能差等问题,探讨以高炉水淬渣及其激发剂为原料,开发低成本、性能优良的新型胶结材料。     

石膏-矿渣-石灰复合胶凝体系早期水化作用机理

以石膏、矿渣、生石灰为主要原料制备矿山充填复合胶凝材料,采用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)、同步热分析仪(DSC-TG)等微观分析手段探究复合胶凝材料水化产物的作用机理。研究表明:通过极差分析和方差分析获得复合胶凝材料最佳工艺参数为生石灰添加量20%、石膏添加量1.0%、胶砂质量比1∶6、料浆浓度72%。复合胶凝体系的水化产物以钙矾石(AFt)和C-S-H凝胶为主,在生石灰和石膏的协同激发作用下,矿渣中玻璃体网络结构逐渐解聚,伴随水化反应的进行,钙矾石和C-S-H凝胶的生成量不断增加,交错黏结填充于浆体孔隙中,将骨料紧密联结成整体,提高了浆体结构密实性,是充填体早期强度的主要来源。     

高炉渣综合利用的研究进展

介绍了两种高炉渣的化学成分，从制水泥和混凝土两个方面阐述了普通高炉渣在建材领域的应用以及对从含钛高炉渣中提书TiO2的研究状况。     

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。     

高炉水渣细磨产品在全尾砂胶结充填中的应用

简述了济南钢铁厂张马屯铁矿基本概况及高炉水渣细磨产品代替部分水泥用于全尾砂胶结充填的基本工艺流程及在该矿的应用情况。采用高炉水渣细磨部分水泥后,胶结充填生产成本大幅度降低。     

人工鱼礁用钢渣混凝土胶凝材料的水化特性

以鞍钢-0.088 mm热闷法钢渣和鞍钢高炉矿渣为胶凝材料的主要组分,以鞍钢0.088~19 mm热闷法钢渣为骨料,制备出了具有较高强度的人工鱼礁用钢渣混凝土。通过X射线衍射分析、场发射扫描电镜分析、差热分析和红外吸收光谱分析对胶凝材料的水化特性进行研究,结果表明：该胶凝材料在水化初期生成大量低碱度水化硅酸钙凝胶和少量钙矾石,水化硅酸钙凝胶是混凝土早期强度的主要来源;而随着水化进程的延续,水化硅酸钙凝胶的继续发展和不断增多、长大的钙矾石对体系空隙的充填则共同使混凝土的后期强度得到进一步的提高。     

石膏对氧化钙激发高炉矿渣胶凝性能的影响

高炉矿渣作为碱激发材料的主要原料,在适宜激发剂的催化下可生成具有良好胶凝性能的水泥替代料。本文以高炉矿渣为主要原料,氧化钙为碱激发剂,石膏为添加剂,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和压汞法(MIP)方法,探讨不同石膏用量对氧化钙激发高炉矿渣力学性质的影响,并分析碱激发高炉矿渣胶凝材料性质得以改善的原因。结果表明:石膏掺量为10%时,胶凝材料试块的抗压性能最佳,养护28d可达22.20MPa。生成物中钙矾石的量对试块的强度有较大的影响,当石膏掺量过多时,多余的石膏无法与反应体系中的物质反应,杂乱地分布于体系之中形成大小不一的孔隙,最终导致试块的强度下降。     

由含钛高炉渣低温酸碱法制取富钛料

根据攀枝花高钛型高炉渣的组分性能和特点, 采用低温化学分离提取法, 将含钛高炉渣中的其它主要杂质组分除去, 使钛富集成可用于工业生产的富钛料。试验过程分2个步骤: 第一步是将5～6 mol/L盐酸溶液按酸渣比为0.9～1.0的比例, 在100 ℃下与空冷含钛高炉渣反应4 h, 将主要的酸溶性组分镁、铝、钙等分离; 第二步用NaOH与前面得到的主成分为钛和硅的过滤渣在碱渣比为0.5, 100 ℃下反应2 h, 将硅与钛组分分离, 即得到含TiO₂达73%左右的富钛料。     

MgO掺杂对高炉渣熔融调质钢渣物相组成及结构的影响

为了探明MgO掺杂对高炉渣熔融调质钢渣(混合渣)物相组成与结构的影响,采用X射线衍射仪和SEM-EDS扫描电镜对高温调质后混合渣物相组成及形貌进行了分析。结果表明,掺杂MgO能有效抑制MgFe₂O₄相和非胶凝性Ca₂Al₂SiO₇物相生成、促进MgFeAlO₄物相生成,提高混合渣熔点。MgO掺杂量2%的高温调质混合渣截面呈层状结构,内层MgFeAlO₄物相占比增加,孔洞均匀且细小;中间具有层状结构的MgFe₂O₄尖晶石包裹在MgFeAlO₄物相周围;外层Ca₂Al₂SiO₇物相孔洞均匀,致密度适中;此结构的混合渣是较好的重金属离子过滤材料。     

化学成分对高炉渣微观结构影响的研究现状

高炉渣的化学成分对其微观结构具有重要影响,改变高炉渣的化学成分,高炉渣的微观结构也发生改变。本文综述了碱度、MgO/Al_2O_3比值及MgO、Al_2O_3化学成分对高炉渣微观结构的影响,高炉渣主要为硅氧四面体相互连接成的网络结构,Ca~(2+)和Na~+等离子进入到炉渣网络结构中破坏了硅酸盐网络结构,促使硅酸盐中简单结构单元增多;Al~(3+)、Ti~(4+)和B~(3+)等离子在不同环境中对高炉渣微观结构起到不同作用,既可以使炉渣网络结构复杂化,也可以使炉渣网络结构转变为较小的结构单元。并指出了关于化学成分对中钛渣微观结构影响是中钛渣的研究重点。     

酸浸提取锑鼓风炉渣中铁的研究

采用硫酸与盐酸混合浸出的方法提取锑鼓风炉渣中的铁,考察了浸出时间、反应温度、盐酸加入量、硫酸浓度等对铁提取效果的影响,并在此基础上研究了超声辅助浸出的效果。结果表明,铁的最佳浸出条件为:炉渣量3 g、浸出时间2 h、反应温度80 ℃、1∶1硫酸10 mL、浓盐酸6 mL,此时铁浸出率为87.89%。相同浸出条件下超声辅助浸出可以缩短反应时间至0.5 h。     

含钛高炉渣综合利用的研究进展

我国钒钛磁铁矿经高炉法冶炼后钛资源基本都富集在渣相中,结构复杂,无法进一步回收利用,造成钛资源无法有效利用和环境污染等问题。归纳了国内外含钛高炉渣综合利用方面的研究成果,从整体利用和提钛2方面分别讨论了目前已开发的利用方法所存在的问题。整体利用含钛高炉渣(如制作建筑材料、特种功能材料等)法虽然能解决堆积产生的环境问题,但经济附加值低,且大量的钛资源被浪费,对钛资源的利用率低。在含钛高炉渣提钛利用方法中,直接酸解法或者碱法处理制备的产品品质低,经济性差,还会带来二次污染;含钛高炉渣制备含钛合金的方法成本高、产品应用范围窄;选择性富集分选法提钛时含钛矿物的转变不彻底,并且能耗高、添加剂消耗量大,钛的回收率不高;高温碳化—低温氯化工艺中高温碳化过程可以利用液态炉渣的物理热,大幅降低了碳化工序的能耗,低温氯化过程可在400~550℃实现Ti C的选择性氯化,避免了钙镁等杂质的影响,且氯化产物杂质含量低,钛回收率高,产品价值高、市场大。在此基础上,指出高温碳化—低温氯化处理含钛高炉渣具备工业化应用前景,值得进一步开展研究。