高硅型铁尾矿机械活化效果及机理研究

为促进铁尾矿工程应用,以辽宁本溪高硅型铁尾矿为例,研究机械活化方式和活化时间对铁尾矿形貌及活性的影响。通过粒度分析、胶砂试验和石灰吸附测试等,探究机械活化对铁尾矿粒径分布、比表面积、活性指数和火山灰活性的影响;通过X射线衍射和扫描电镜分析,探究胶凝体系的水化反应机理。结果表明:机械活化可以优化铁尾矿粒径,提高颗粒圆度,降低颗粒表面结晶度,且粉磨40~60 min效果最佳;湿磨活化50 min时,活性指数达96.6%,火山灰活性大幅提升,湿磨活化效果显著优于干磨;机械活化促进了铁尾矿与水泥的二次水化反应,提升了胶凝体系性能。     

机械-化学耦合活化对铜尾矿火山灰活性的影响

为了提高铜尾矿的水化活性,采用机械与化学活化方式激发铜尾矿的火山灰活性.结果表明:随着粉磨时间延长,铜尾矿粒度分布变窄,颗粒粒径变小,比表面积逐渐增大.粉磨后的铜尾矿对复合胶凝体系硬化浆体试样发挥了物理填充和活性填充作用,延长粉磨时间有利于提高试样的力学性能.当CaO掺量在3％(质量分数)以内、Na2 SiO3掺量在2％(质量分数)以内时,对试样抗压强度具有一定促进作用.铜尾矿复合胶凝体系的XRD谱中检测出石英和水化硅铝酸钙等产物,石英晶相为铜尾矿直接带入,水化硅铝酸钙为铜尾矿活性物质水化产物之一.     

铜尾矿机械活化试验研究

基于机械活化原理对铜尾矿性能进行了试验研究,结果表明粉磨10 min的铜尾矿掺入水泥后,水泥标准稠度需水量随着掺加量的增加而减小,继续延长粉磨时间水泥标准稠度需水量随着掺量增加而增加,而粉磨时间对掺有铜尾矿的水泥凝结时间几乎没有影响。在12%～16%范围内,延长粉磨时间对铜尾矿28 d活性指数较为有利,其余掺量并不明显,并且掺入铜尾矿的水泥流动性损失加剧。     

机械粉磨时间对粉煤灰基本性能的影响

研究了不同机械粉磨时间对粉煤灰基本性能的影响,测定了不同粉磨时间磨细的粉煤灰粒度分布,分析了粉磨时间对磨细粉煤灰粒度分布及活性的影响。研究结果表明:随着粉磨时间的延长,粉煤灰的细度减小,需水量比增大,粉煤灰的粒度分布区间变窄且1μm-2μm间的颗粒逐渐增多;粉煤灰抗折强度活性指数随着粉磨时间的延长明显增长,抗压强度活性指数也随着粉磨时间的延长有一定的涨幅,粉磨10min对7d抗压强度活性指数的影响较显著。     

粉磨参数对粉煤灰性能影响的实验研究

采用球磨机对原状粉煤灰进行粉磨,研究了粉磨时间和粉磨条件对磨细粉煤灰的细度、粒径分布、比表面积和活性的影响规律.研究表明当粉磨时间从0 min增加到120 min时,磨细粉煤灰的中位径、平均粒径、45μm筛余、80μm筛余均随粉磨时间的增大而降低,而磨细粉煤灰的活性指数随着粉磨时间的增长而增大;粉磨时间对磨细粉煤灰的比...     

机械力活化对钢渣粒度分布和胶凝性能的影响

测试了不同粉磨时间的钢渣的粒度分布,计算了钢渣粉粒度分布的分形维数,并研究了其与比表面积、粉体活性的关系.结果表明:粉磨时间增加,钢渣粉粒度变小,小颗粒所占比逐步提升,粒度分布的分形维数也随之增大,粉磨一定时间后,其粒度分布的分形维数增长速度趋于平缓.粒度分布的分形维数与颗粒的比表面积、水化反应活性线性正相关.机械力活化能够激发钢渣的胶凝性能.钢渣胶凝材料的水化产物以钙矾石(AFt)和水化硅酸钙(C-S-H)凝胶为主.     

TEA和TIPA对水泥粉磨动力学的影响

本文通过对TEA和TIPA两种单体助磨剂进行助磨实验,研究两种单体助磨剂对水泥粉磨动力学的影响.结果表明,粉磨物料的比表面积与粉磨时间的平方根有良好的线性关系,两种单体助磨剂均能显著提高粉磨效果,主要体现在对水泥比表面积、颗粒级配及粉磨能耗的改善等方面.加入TEA或TIPA之后,水泥的比表面积大幅提高,粉磨30 min时,0.09％掺量的TIPA使水泥的比表面积增加18.8％;对强度发展起关键作用的3～32 μm颗粒含量明显增多;通过对比达到相同比表面积所需要粉磨的时间发现,加入助磨剂能够大大缩短粉磨时间.     

粉煤灰粒度分布对水泥性能的影响

主要研究了不同粉磨时间的粉煤灰密度、比表面积、粒度分布等颗粒特性的变化规律,以及研究了将不同粉磨时间的粉煤灰按30％比例掺人硅酸盐水泥中的水泥性能变化情况.结果表明：随着粉磨时间的增加,粉煤灰颗粒的密度、比表面积和粒度分布都呈有规律的变化;其中粉磨60 min时的粉煤灰水泥性能达到最佳.     

铁尾矿-磷渣基复合矿物掺合料的梯级粉磨制备与性能研究

通过激光粒度分析、RRB(Rosin-Rammler-Bennett)方程拟合、强度测定等测试手段,研究了梯级粉磨顺序、梯级粉磨时间对采用梯级粉磨工艺制备的铁尾矿-磷渣基复合矿物掺合料(简称TPCMA)的粒度分布特征及胶砂活性指数的影响,并通过TPCMA浆体强度和XRD、SEM测试分析了铁尾矿粉和TPCMA的火山灰反应活性.结果表明:将易磨性较差而活性较好的磷渣预先粉磨有利于TPCMA粉料中磷渣细颗粒含量的增加,提高其整体活性;合理的粉磨时间有助于提高TPCMA粉料颗粒分布的均匀性,提高胶砂流动度;铁尾矿粉自身具有微弱的火山灰活性,而TPCMA的火山灰活性相比铁尾矿粉则显著提高,且其火山灰活性的发挥主要体现在水化后期.     

机械力对高硅钒尾矿活化性能的影响

基于机械力活化方法及理论,分析了钒尾矿活化性能的影响因素,并用SEM、XRD、FT-IR进行了表征.结果表明:所选尾矿易磨性相对较好,其矿物组成不会因机械力作用而改变,但颗粒分布受机械力作用影响较大,最佳活化时间为60 min,此时80％的钒尾矿颗粒粒径小于100μm;其活化性能随机械力的作用时间的增加有所提高,但时间过长又会因弱团聚现象的出现而降低,60 min时,掺30％钒尾矿砂浆试块的28 d抗压强度为28.55 MPa,达到最高.     

铁尾矿在蒸压养护过程中的物相变化

以铁矿尾矿替代河砂或者粉煤灰作为主要原料,铝粉作为发气剂,研究制备出了蒸压加气混凝土砌块.在铁矿尾矿、石灰、水泥和脱硫石膏的配合比(质量比)为60∶25∶10∶5时,加气混凝土砌块的强度最优,约为4.43 MPa,此时体积密度为513 kg/m',比强度为8.34 MPa.由X射线衍射测试分析可知,成品中主要的矿物成分...     

一元有机酸盐化三乙醇胺水泥助磨剂的研究

为了减少三乙醇胺的使用成本,提高其助磨和增强效果,用一元有机酸盐化三乙醇胺合成DOGA系列水泥助磨剂.通过分析水泥粉体的比表面积、筛余量、粒度分布以及水泥硬化浆体的抗压强度、TG-DSC,研究DOGA系列水泥助磨剂对水泥性能的影响.结果表明,以三乙醇胺为参比项,DOGA系列水泥助磨剂改善了助磨和增强效果,其中DOGA3的助磨和增强效果最好,在最佳掺量0.05%时,45 μm筛余降低21.1%、比表面积增加了21 m2/kg、3~32 μm增加了2.14%,3 d、28 d抗压强度分别提高了2.1 MPa、4.4 MPa.     

铁尾矿在新型干法水泥生产线上的应用

铁尾矿单独粉磨易磨性很差,作硅质原料配料时易磨性中等;制备的生料易烧性较好;实验证明采取适当的措施,预分解窑完全可用铁尾矿替代传统的硅质、铁质材料生产出质量较好的熟料,可以稳定生产普通52.5级等高标号水泥,并且可以大幅度降低原材料成本。使用时须注意:铁尾矿粉含水量大,应采取强制喂料保证下料顺畅;铁尾矿配料可能会有轻微结皮,预分解系统需加强防堵措施,多设空气炮,稳定煅烧制度;冬季生产用铁尾矿废石效果更佳。     

矿渣粉细度对其物理性能影响研究

试验研究了不同粉磨时间对矿渣粉细度及颗粒分布的影响以及不同细度矿渣粉对其物理性能的影响。结果表明:使用球磨机磨制矿渣粉时,如果粉磨时间过长,会因范德华力造成细颗粒相互粘连,粗颗粒增多,比表面积也不会无限提高;随着矿渣粉比表面积的提高,其早期活性(3d、7d)逐步提高,但后期活性(28d、90d)均在达到峰值(28d活性指数达到117%,90d活性指数达到110%)后有所下降;矿渣粉流动度比在比表面积处于350~700m2/kg之间时变化不大,在110%左右,但比表面积超出此范围时,无论升高还是降低,胶砂流动度均迅速下降。     

水泥熟料的粉磨动力学研究

采用行星磨对水泥熟料进行不同时间段的研磨,通过测定粉磨产物的粒度分布、比表面积和45 μm筛余值,以Rosin-Rammler-Bennet(RRB)方程作为粒度分布模型,运用线性回归分析和粉磨动力学的特征粒径分析的方法,对熟料进行了粉磨动力学研究和粉磨性能评价.实验结果表明:经过研磨后,水泥熟料粉体的比表面积、特征粒径和均匀性系数与粉磨时间的对数或双对数呈线性关系,熟料的粉磨速度方程为dS/dt=170.66/t,且熟料粉磨细度不宜高于550 m~2·kg~(-1).     

盐化三乙醇胺对水泥粉磨效率及性能的影响

利用乙酸对三乙醇胺进行盐化,合成三乙醇胺乙酸盐助磨剂(YGA),进一步降低三乙醇胺的使用成本.合成助磨剂与水泥熟料和石膏以一定比例混合在球磨机中进行粉磨.在不同掺量下,通过测定水泥粉体筛余、比表面积、粒度分布以及水泥浆体的抗压强度、孔径分布、SEM,发现盐化后的三乙醇胺助磨效果较为显著.研究结果表明:以掺三乙醇胺为参比,YGA在最佳掺量0.03％时,45μm筛余减少6.2％,比表面积增加了8 m2/kg,3～32μm颗粒含量增加了2.5％,微小孔含量增加,各龄期强度均有所提高.     

铁矿石尾矿渣制备催化剂催化氧化甲醛

采用浸渍法将废弃尾矿渣中的金属离子负载于g-Al2O3载体,焙烧制备催化剂,对其进行了表征,并于石英玻璃管固定床反应器中研究催化剂对甲醛的转化效率. 结果表明,450℃焙烧所制载体g-Al2O3的结晶性好,Fe2O3在载体中分散程度高,比表面积为214.87 m2/g,而添加银离子改性后催化剂性能提高,比表面积增大为237.70 m2/g. 450℃焙烧所制催化剂对甲醛的转化效率最高达67%,而掺杂银离子所制催化剂对甲醛的转化率提高10%以上;随反应温度升高,催化剂对甲醛的转化率提高,表明利用废弃铁矿石尾矿渣所制催化剂去除甲醛具有可行性.     

高石灰石掺量水泥专用助磨剂的工业试验

使用高石灰石掺量水泥专用助磨剂在亚东水泥厂进行了工业试验。结果表明,在P.C32.5R水泥中添加该助磨剂,可以降低12%熟料、0.5%砂岩和0.5%矿渣,增加13%石灰石,同时提高水泥的比表面积,水泥的3d、28d抗压强度均略有提高。使用助磨剂后,水泥45μm筛余降低约5%,比表面积提高约50m2/kg,3～32μm颗粒含量提高4.3%,粒度分布均匀性系数提高0.03,特征粒径降低3.03μm。长达4个月的工业试验结果证明,使用高石灰石掺量水泥专用助磨剂可以大幅度提高水泥中石灰石掺量。