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。      

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。      

机械活化提升某铅锌尾矿活性的研究

为了降低四川某铅锌尾矿的堆存环境安全风险,以该尾矿为试样进行了球磨机械活化效果研究。结果表明：在机械力作用下铅锌尾矿的石英和白云石相略有变化,且伴随少量无定形相生成;机械活化可以增大比表面积,粉磨2 h的比表面积最大,达1 781.40 cm²/g;将粉磨2 h的铅锌尾矿粉与标准砂、水泥制成胶砂试块,其3、7、28 d的抗压强度与活性指数均最高,对应7 d的抗压强度为24.3 MPa、活性指数为61%。研究结果为该铅锌尾矿的大宗利用指出了可能性。     

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。     

精炼渣机械力粉磨特性研究

为提高精炼渣综合利用效率,减少精炼渣堆存。本文以邯钢精炼渣为原料,利用比表面积仪、激光粒度仪、X射线衍射仪对粉磨后的精炼渣进行表征,通过胶砂试验和净浆试验,研究了精炼渣粉的物理性能。结果表明:机械力粉磨可有效降低精炼渣粒度,提高比表面积,且粉磨后精炼渣基本物相组成不变;机械力粉磨对精炼渣粉凝结时间、标准稠度值、活性指数影响显著;邯钢精炼渣在粉磨80 min条件下,标准稠度值为27.5%,凝结时间为31 min,28 d活性指数为84%,为精炼渣在建材领域的综合利用提供了试验依据和理论支撑。      

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。     

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。     

高温干燥养护时间对铁尾矿基水泥胶砂力学性能的影响

为探究高温干燥养护时间对铁尾矿基水泥胶砂强度的影响,研究了不同铁尾矿粉磨时间下干燥养护时间对试件力学性能的影响,并结合XRD、SEM及EDS等微观手段分析水化产物种类、数量及结构特征。结果表明：①60 ℃干养可激发铁尾矿的火山灰活性,试件的力学性能与养护时间成正比。掺加粉磨时间1 h的铁尾矿,在60 ℃的温度下干养16 h可得到抗折、抗压强度达9.29 MPa、40.46 MPa的铁尾矿基水泥胶砂。②高温干养时长不影响铁尾矿基水泥净浆的水化产物种类,但是对水化产物的结构与数量以及水化产物覆盖程度有影响。随着高温干养时间的延长,净浆内部C—S—H纤维长度增加、数量增多,钙硅摩尔比减小,Ca(OH)2消耗更剧烈,水化产物明显变密实,表面几乎不含有害孔。     

钢渣易磨性研究现状

被称为过烧硅酸盐水泥熟料的钢渣由于其含有铁酸钙和铁橄榄石等难磨物质而成为较难磨的冶金废渣，粉磨性能关系到钢渣作为水泥添加材料的各种使用功能，本文通过综述钢渣化学组成及矿物组成对易磨性的影响，以及钢渣改性、添加助磨剂和复合粉磨等改善钢渣易磨性的方法，针对钢渣易磨性差的问题提出了钢渣形成过程中进行工艺控制、针对钢渣矿物组成研制钢渣专用助磨剂、分级处理以及与矿渣、粉煤灰复合混磨等措施以提高钢渣易磨性和胶凝活性。      

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。     

钨尾矿在水泥胶砂中的应用

钨尾矿作为生产水泥的原料之一,既可以有效利用资源,又可以缓解水泥混合材供应紧张的局面。以湖南某钨尾矿为研究对象,采用机械及化学的方法对钨尾矿进行活化,并考察不同掺合量对水泥胶砂强度的影响。研究结果表明,采用磨矿方式对钨尾矿进行活化时磨矿细度对水泥胶砂的活性指数影响不明显;选用CaO作激发剂可改善水泥胶砂的活性,活性指数达到67.65%。经活化后的钨尾矿掺合量为20%时,所制得的水泥满足PO.42.5水泥的要求,可用于混凝土浇灌。      

乙二醇对粉磨Ⅲ级粉煤灰活性激发的影响研究

针对Ⅲ级粉煤灰在水化反应中活性难于激发的问题, 选择乙二醇作粉煤灰助磨剂, 并利用XRD、SEM及力学测试仪器对助磨后的粉煤灰水化产物进行了分析和研究。结果表明, 乙二醇作为助磨剂对等外粉煤灰有很好的助磨效果, 其28d标准抗压强度达30MPa以上; 助磨剂能有效改善粉煤灰玻璃态颗粒的表面特性, 使粉煤灰的潜在火山灰活性被激发, 生成了网状致密的2CaO·SiO₂·H₂O和3CaO·2SiO₂·3H₂O等水化凝胶产物。     

选择性分散絮凝—磁选工艺回收云南上厂铁尾矿中的铁

云南上厂铁尾矿粒度细,含铁低,仅16.56%,且铁主要以弱磁性的赤铁矿形式存在,属微细粒低品位难选铁尾矿。针对现有再选工艺的不足,依据尾矿的性质特点,提出了选择性分散絮凝—磁选的再选新工艺,并研究了关键因素对铁回收的影响,分析了相关原因。结果表明:最佳条件为磨矿细度-0.045 mm含量占95%、药剂YL-1用量800 g/t、冲次320次/min,在此条件下获得了较好指标,精矿铁品位、回收率分别达59.63%、50.41%;在新工艺中,细磨可以提高铁矿物的单体解离度,添加药剂YL-1能分散矿泥并选择性絮凝微细粒铁矿物颗粒,高冲次能减少非磁性矿粒的机械夹杂和因表面力作用而黏附在磁性矿物表面的概率,最终使铁回收指标提高。      

用程潮铁尾矿制备黑色通体砖

以武钢程潮铁矿尾矿为主要原料,添加一定量自制的的着色助剂TM,按传统通体砖生产工艺制备黑色通体砖,探索出了一条利用铁尾矿生产低成本高档建材产品的有效途径。试验结果表明：在铁尾矿与TM的质量比=98.4∶1.6,球磨时间为36 h（球、料、水质量比=2∶1∶1）,泥浆均化时间为24 h,造粒加水量为6%,粒料陈腐时间为48 h,压制压力为60 MPa,烧成温度为1 180 ℃,保温时间为50 min的条件下,制得的黑色通体砖符合国家标准,其吸水率为0.30%,断裂模数为69 MPa,破坏强度为1 503 N。     

矿粉和纤维对活性粉末混凝土工作和力学性能的影响

为研究硅粉和铁尾矿改性混凝土的基本特性,分别用硅粉和铁尾矿粉按照0～20%的比例替代水泥和河砂,并通过力学和氯离子侵蚀实验获得硅粉和铁尾矿粉的较优替代比;然后在此基础上,分别按照体积比为0～2%添加钢纤维、玄武岩纤维和剑麻纤维来改善混凝土的力学特性,结果表明：混凝土的抗压强度和抗拉强度随着硅粉和铁尾矿粉的增加先增后减,其中硅粉和铁尾矿粉的较优替代比分别为15%和10%。三种纤维都能有效地提高混凝土的抗压强度和抗拉强度,但降低混凝土的坍落度。掺入硅粉5%以及10%的铁尾矿粉可以提高混凝土的抗氯离子侵蚀性能,但过多的铁尾矿粉对混凝土的抗氯离子侵蚀性能不利;玄武岩纤维比钢纤维和剑麻纤维能更好地提高混凝土的抗氯离子侵蚀性能,SEM分析也获得相同的结论。     

铁尾矿粉-硅粉矿物掺合料对混凝土性能的影响

将研磨后的铁尾矿粉末和硅粉分别按照3∶2和4∶1的比例制备了两种复合矿物掺合料替代水泥进行浆体和混凝土试样的制备。通过微观结构分析、强度和耐久性分析对铁尾矿-硅粉复合矿物掺合料浆体和混凝土的基本性能进行了研究,结果表明：随着复合矿物掺合料掺量的增加,试样的水化反应放热量、抗压强度、劈裂抗拉强度和冻融耐久性均逐渐降低;且加入铁尾矿粉可使的硬化浆体试块孔隙结构变大,导致混凝土的抗压强度和冻融耐久性降低;但增加硅粉的掺量可以提高试样的水化反应强度,降低Ca(OH)₂的含量,且硅粉水化反应生产的C-S-H凝胶也可以细化孔结构,从而改善混凝土的微观特性、抗压强度、劈裂抗拉强度和冻融耐久性;弥补铁尾矿粉对混凝土性能的负面影响。整体上,改性混凝土的抗压强度在普通混凝土抗压强的85%以上,能满足工程要求。     

磨矿介质对氰化尾渣浸出提金效果的影响研究

为对比陶瓷介质和铸铁介质搅拌磨矿对氰化尾渣中金浸出效果的影响,以中国黄金集团三和金业有限公司的金矿氰化尾渣为研究对象,开展了浸出提金试验。研究结果表明,在磨矿细度-6 μm 占 90%、JC 浸出剂用量 40 kg / t 及浸出时间 12 h 的条件下,采用陶瓷介质磨矿可获得浸出渣 Au 1. 29 g / t、浸出率 54. 45%的技术指标,采用铸铁介质磨矿可获得浸出渣 Au 2. 15 g / t、浸出率 39. 45%的技术指标。与传统铸铁介质磨矿相比,陶瓷介质磨矿条件下金的浸出率显著提高。 在陶瓷介质磨矿过程中加入 Fe³⁺后,金的浸出效果明显下降,表明 Fe³⁺的加入不利于金的浸出。 机理分析表明,铸铁介质磨矿过程中会产生Fe³⁺,Fe³⁺会在矿物表面形成羟基氧化铁( FeOOH),阻碍了 CN^-的扩散过程,恶化浸出环境,从而降低了金的浸出率。