中国锂矿资源现状及其可持续发展策略

这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。锂渣是锂辉石和锂云母提锂及其化合物过程中产生的废渣,其SiO₂和Al₂O₃含量达70%。因残留的化学物质,锂渣堆放和填埋威胁着周边环境,也造成铝硅酸盐矿物资源的浪费。锂渣经过高温焙烧、机械磨碎和化学浸出,具有高比表面能和一定火山灰活性,可以用作建筑材料。本文综述了近年来国内外针对锂渣应用于建筑材料的最新研究成果,重点包括以下几个方面：（1）代替部分水泥做混凝土掺料,对混凝土的力学性能、抗碳化性能、耐磨性、抗氯离子渗透和抗裂性能的影响;（2）锂渣代替粘土生产水泥,对水泥熟料龄期抗折和抗压强度的影响;（3）制备建筑陶粒及力学性能和结构的影响;（4）锂渣配方对陶瓷工艺性能和质量的影响。最后对锂渣在建筑材料的应用研究进行了归纳总结并对研究前景进行了展望,以期能够为开发锂渣在建筑材料掺入量高、经济效益好的应用途径提供借鉴与参考。     

锂渣基发泡陶瓷的制备及其性能研究

以锂渣为主要原料,钠长石为助熔剂,辅以高岭土为黏结剂,外掺碳化硅为造孔剂,通过高温发泡法制备发泡陶瓷材料。采用X射线衍射(XRD)、X射线荧光(XRF)、热重-差热分析(TG-DSC)和性能测试,研究了烧成温度和原料配比对发泡陶瓷性能的影响,并对制品的表观形貌、物相组成和高温热效应进行了分析。结果表明,原料配比为40%锂渣、10%高岭土、50%钠长石,在1 260℃下制得的发泡陶瓷综合性能最优,孔隙率为79.1%,体积密度为435 kg/m³,抗压强度为3.18 MPa,吸水率为2.2%。高温下熔体黏度增加及气体产生量增加,使气泡受到较大的表面张力而难以长大,这对材料的膨胀程度和强度有重要影响。     

钛渣制备人造金红石的试验研究

对钛渣制备人造金红石进行了研究,通过在高温下NaOH与钛渣中含硅矿物的反应,破坏对杂质铁形成包裹的硅酸盐,焙砂水浸脱硅后,再经酸浸除铁等杂质,煅烧得到TiO2含量大于92%的高品质人造金红石。通过考察影响因素,确定钛渣制备人造金红石最佳工艺参数。按钛渣中铝、硅含量理论计算的4.5倍摩尔比加入氢氧化钠混匀,在900℃焙烧2 h。焙砂在液固比1∶1、常温下水浸出1 h脱硅;水洗样在液固比4∶1,盐酸浓度18%,浸出温度90℃,浸出时间4 h条件下进行了酸浸除杂;酸浸样在900℃下煅烧1 h制备人造金红石产品。     

碱激发铜镍水淬冶炼渣制备充填胶凝材料研究

为研究某铜镍矿产出的铜镍水淬冶炼渣大宗量处置技术,基于铜镍水淬冶炼渣制备充填胶凝材料的可行性和技术工艺,本研究开展了冶炼渣粉磨试验和激光粒度分析、基于冶炼渣的碱激发胶凝材料配比正交试验、充填体试块单轴抗压强度试验、充填体试块及胶凝材料净浆试块SEM测试,结果表明:该铜镍矿冶炼厂产出的铜镍水淬冶炼渣有一定的火山灰活性,但其火山灰活性较低;实验室配制的碱激发剂对该铜镍水淬冶炼渣激发作用不明显;该冶炼渣的最佳粉磨时间为50min,D(0.5)为28μm。在普通硅酸盐水泥为主要胶凝材料的碱性充填料浆中,冶炼渣的掺入引起了钙矾石生成量的增加,随着粉磨冶炼渣粒径的减小,冶炼渣颗粒表面的溶蚀现象越来越明显。     

国内外锂矿物资源概况及其选矿工艺综述

介绍了锂的性质和用途,以及国内外锂矿资源的特点;归纳总结了国内外常见的锂提取工艺;分析了目前锂辉石、锂云母浮选工业实践中存在的问题。指出我国作为锂资源大国,在锂资源开发利用方面与发达国家之间的差距,建议从锂矿石理化性质、浮选药剂及浮选工艺等方面深入展开研究工作。     

碱激发磷渣基胶凝材料固化/稳定化砷钙渣

以磷渣(PS)、高炉矿渣(BFS)、复合碱激发剂(复配钠盐(CN)+氢氧化钙(CH))制备的磷渣基胶凝材料作为砷钙渣(AL)固化剂,研究其固化量对固化过程中材料性能和微观结构的影响,采用X射线衍射仪、扫描电镜和傅里叶红外光谱仪对固化体进行表征。结果表明,PS、BFS、CH质量比为70∶20∶4,CN添加量固定为PS、BFS和CH总质量的2%,AL固化量(质量分数)分别为5%、10%时,磷渣基胶凝材料抗压强度分别达67 MPa和78 MPa,较无砷组(32 MPa)显著增强,且砷浸出质量浓度均低于1 mg/L。当AL固化量为40%时,固化体抗压强度为20MPa,砷浸出质量浓度为4.34 mg/L,低于GB 5085.3-2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》的限制浓度5 mg/L,说明磷渣基胶凝材料对AL有较好的固化效果。表征分析结果表明,AL可改变磷渣基胶凝材料的水化产物,未添加AL时,材料水化产物主要为水化硅酸钙;添加AL后,主要水化产物为水化硅酸钙、水化铝硅酸钙、水化铝硅酸钠和钙矾石。AL经固化后,固化体中有Ca₂As₂O_7<...     

钢渣对镍渣碱激发胶凝材料抗压强度的影响

以工业废渣镍渣和钢渣为主要原料制备碱激发胶凝材料。研究钢渣掺量对镍渣碱激发胶凝材料抗压强度的影响,结合X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等测试方法,对碱激发反应产物的微观性能进行分析。结果表明,随着钢渣掺量的增大,镍渣碱激发胶凝材料的抗压强度逐渐增大。钢渣掺量为50%时,50℃养护7 d的风冷镍渣碱激发胶凝材料和水淬镍渣碱激发胶凝材料的抗压强度分别较未掺钢渣试样提高279.2%和73.6%。掺入钢渣使得体系碱度增大,有效促进了镍渣碱激发反应过程的进行;反应产物相互填充,体系结构的致密性改善,有利于提高胶凝材料抗压强度。     

碱激发地聚物的反应机理、性能与应用的研究进展

这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。碱激发地质聚合物（简称“地聚物”）是一种新型的无机胶凝材料,由硅-氧四面体和铝-氧四面体通过共用氧原子相互交联而形成,铝-氧四面体所带的负电荷通过碱金属阳离子平衡。由于具有高度聚合的氧化物网络结构,且结构稳定性高,地聚物具有优异的性能：高强度、耐久性、耐高温性等,使其在高性能建材的制备、废水的处理、固废资源化等领域得到广泛的应用与研究。为综合了解碱激发地聚物的研究现状,本文总结了国内外关于碱激发地聚物反应机理的研究现状,综述了地聚物微观结构与力学性能的最新进展,并介绍了其在建材、环境污染治理和固废资源化利用等领域的研究进展。     

黄磷渣充填胶凝材料激发剂的选择与优化

根据黄磷渣的物理、化学和热力学的特点及其活性激发原则,以黄磷渣-磷石膏为研究对象,通过大量室内试验,以不同龄期的充填体抗压强度为指标,研究了不同激发剂种类及掺量对黄磷渣充填胶凝材料的激发效果,分析了黄磷渣在激发剂作用下的水化反应机理。试验结果表明,黄磷渣的活性在NaOH和CaO激发作用下均有较大提高,NaOH和CaO的最佳掺量分别为5%和8%。黄磷渣的水化反应产物存在水化硅酸钙,此外,磷石膏中的硫酸盐在激发黄磷渣活性中也起到了一定作用。     

利用拜耳法赤泥激发锰渣活性的研究

以拜耳法赤泥、水泥熟料为激发剂,研究拜耳法赤泥的引入量对锰渣活性的影响,借助XRD、SEM分析水化产物和微观结构。结果表明,拜耳法赤泥中的碱能加速锰渣中玻璃体的溶解,促进锰渣的早期水化,提高早期强度和后期的抗折强度。后期抗折强度的提高是由于水化产物呈长片状和层状,而抗压强度的降低则是由于结构疏松,空隙较多造成。综合考虑各项工作性能和力学性能,拜耳法赤泥的掺量不宜超过6%。     

高钛渣强化焙烧-浸出法制备人造金红石

通过对高钛渣化学成分及物相的分析,选择强化焙烧-浸出工艺制备人造金红石,为氯化法生产钛白粉提供优质原料.试验研究得出最佳工艺条件为:焙烧温度900℃,洗涤剂浓度50g/L,洗涤液固比3∶1,洗涤温度为60℃,洗涤时间为0.5 h.制备出的人造金红石Ti02品位高达94％以上,满足《中华人民共和国有色行业标准》YS/T299-2010规定的人造金红石TiO2-1产品的要求.     

高钛渣强化焙烧—浸出法制备人造金红石

通过对高钛渣化学成分及物相的分析,选择强化焙烧—浸出工艺制备人造金红石,为氯化法生产钛白粉提供优质原料。试验研究得出最佳工艺条件为:焙烧温度900℃,洗涤剂浓度50 g/L,洗涤液固比3:1,洗涤温度为60℃,洗涤时间为0.5 h。制备出的人造金红石TiO2品位高达94%以上,满足《中华人民共和国有色行业标准》YS/T299-2010规定的人造金红石TiO2-1产品的要求。     

微波制备人造金红石及其相转变的研究

天然金红石是生产钛白粉的重要原料之一。目前,可利用的高品位天然金红石资源日渐枯竭,探索一种在较低能耗以及较小环境污染下生产人造金红石的方法已日趋迫切。微波加热技术现已广泛的应用于试验和工业生产中,与传统加热相比,有着选择性加热,加热速度快等优点。本文以云南高钛渣为原料提出一种微波加热制备高品质人造金红石产品的新工艺,并利用X射线衍射,扫描电子显微镜,能谱分析等方法对产物进行表征与分析。XRD分析结果表明,高钛渣的主要成分是铁钛氧化物的固熔体,其中的二氧化钛大多是以锐钛矿形式存在,也含少量的金红石相。经过微波焙烧后,锐钛矿的峰已经消失,金红石的峰增强。SEM-EDAX分析结果表明高钛渣表观型貌图中高钛渣颗粒表面比较光滑、平整,但经微波焙烧后物料生成了一些形状不是很规则的短棒状体,这些棒状体即为金红石相。     

电炉钛渣制备高品位人造金红石的试验研究

以云南某地两种不同性状电炉冶炼钛渣为原料, 对氧化还原-流态化酸浸和活化焙烧-洗硅-流态化酸浸两种高钛渣制备人造金红石的工艺路线进行了试验研究, 并通过XRD、SEM分析等手段探讨了氧化还原和活化焙烧对高钛渣改性的机理。试验结果表明, 低硅含量的电炉钛渣采用氧化还原-流态化酸浸工艺可获得符合沸腾氯化钛白原料要求的人造金红石;采用活化焙烧-洗硅-酸浸工艺可得到TiO₂品位97%的细粒级人造金红石。     

利用造纸白泥及锂盐尾渣制备轻质保温墙体材料

本实验将未经预处理含水40％左右的造纸白泥,通过复配适量的分散剂、促凝早强剂及表面活性剂等外加剂后,经80℃、12h蒸汽养护,制备了不同容重的“造纸白泥-锂渣-水泥复合发泡保温墙体材料”及对应的基体,并测试了其力学性能与热工性能.结果表明:白泥掺量达50％的复合基体,3d抗压强度可达24.1 MPa,测试结果重现性好;残碱固化效果较佳,加速测试结果未有泛霜.同容重条件下,造纸白泥和锂渣的掺入没有显著改变该体系的力学性能与保温性能,掺20％锂渣样品的28d抗压强度高于对比样;容重为600 kg/m3时,二者各掺30％样品的导热系数低至0.08 W/(m· K).     

安徽某铁矾渣制备免烧砖泛碱现象抑制试验

铁钒渣是热酸浸出湿法炼锌过程的副产物,铁钒渣具有成分复杂、含硫高等特点,导致其难以作为大宗建材的主要原料,目前尚无有效资源化利用手段。利用铁钒渣粒度较粗、结构稳定等特点,以安徽某铁钒渣为主要原料制备免烧砖,通过正交试验确定了相同试验条件下铁钒渣免烧砖体系获得最高7 d、28 d强度的最优配方,但由于铁钒渣的掺入导致砖坯在养护过程中出现了泛碱、粉化现象,为防止泛碱现象引起免烧砖强度的降低,通过进一步改善铁钒渣免烧砖体系的成型压力、水灰比、外加剂种类等试验条件,明显改善了铁钒渣的泛碱现象,最终制备出的免烧砖28 d抗压强度可达23.56 MPa,满足《JC422-2007 非烧结垃圾尾矿砖》的标准要求,为铁钒渣在免烧制品中的大量应用提供了理论依据。     

钠钙硅渣脱碱制备雪硅钙石及其除磷性能

以钠钙硅渣为原料,采用动态水热法脱碱制备雪硅钙石,考察了初始p H值、投加量、不同吸附材料对脱碱产物雪硅钙石吸附除磷效果的影响。结果表明:脱碱产物雪硅钙石表面呈片状疏松多孔结构,比表面积为114.36 m²/g。对于磷酸盐质量浓度为30 mg/L左右(以P计)的模拟含磷废水,雪硅钙石投加量为4 g/L时,去磷率达到99.32%。通过吸附等温曲线试验确定吸附模型属于Langmuir模型,脱碱产物雪硅钙石对磷的最大吸附量约为35.37 mg/g。试验采用两种动力学方程拟合分析,得到准二级动力学方程能更好地描述脱碱产物雪硅钙石对磷的吸附过程。     

含硅尾渣常压碱浸及浸出液制备白炭黑的研究

采用常压碱浸法对含硅尾渣中的Si、Al、Fe元素进行了有效分离,得到了优质硅酸钠浸出液.结果表明:碱浸实验中,浸出温度108℃,浸出时间1 h,碱硅比0.5,液固比1.3 mL/g时浸出效果最佳.得到了Si、Al、Fe元素含量分别为140 g/L、140 mg/L和71 mg/L,模数2.26的硅酸钠浸出液.进一步采用...     

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。