铁尾矿与碱渣基核壳高强陶粒的制备与性能研究

碱渣和细铁尾矿属污染性大宗固体废弃物，为了确定以它们为主要原料制备高强环保陶粒的可能性，进行了核壳结构烧结陶粒的制备工艺条件研究，并对主要工艺条件下烧结陶粒的矿物成分进行了分析。结果表明：①铁尾矿和碱渣用量增大，煅烧温度升高，煅烧时间延长，核壳结构烧结陶粒的吸水率、膨胀率均升高，筒压强度和堆积密度总体均降低，只是在较低煅烧温度、较短煅烧时间情况下核壳结构烧结陶粒的筒压强度均较低。②铁尾矿用量为70%，碱渣用量为6%，煅烧温度为1 140 ℃，煅烧时间为90 min情况下，核壳结构烧结陶粒的吸水率为1.25%、膨胀率为1.24%、堆积密度为870.3 kg/m3、筒压强度为10.67 MPa，符合国家标准中高强陶粒的要求（吸水率＜10%、堆积密度等级＜900 kg/m³、筒压强度等级＞6.50 MPa）。③该陶粒碎磨产品（0.075~0 mm）氯离子渗出率为0.000 1%，远低于标准中I类砂≤0.01%的要求。④核壳结构烧结陶粒核芯配合料中的碱渣是促进蓝晶石形成的重要原料，蓝晶石是影响该陶粒强度的关键性矿物，升高煅烧温度和延长煅烧时间均能促进陶粒中含氯化合物的形成，防止掺加碱渣的陶粒中氯离子的渗出。     

铁尾矿粉煤灰陶粒的制备与表征

以铁尾矿粉、粉煤灰作为原料,通过高温烧结过程制备出了铁尾矿陶粒.采用X-射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析了铁尾矿陶粒的晶相与微观结构,系统研究了铁尾矿含量、煅烧温度及保温时间对铁尾矿陶粒性能的影响,确定较优的铁尾矿含量、煅烧温度及保温时间.结果表明:随着铁尾矿含量、煅烧温度及保温时间的增加,铁尾矿陶粒的堆积密度、表观密度及筒压强度显著增强;较优的铁尾矿含量(质量分数)为70％,铁尾矿陶粒较优的煅烧工艺制度为1100℃、保温40 min.随着煅烧温度及保温时间增加到1100℃及40 min,铁尾矿陶粒主要由CaSiO3,Al2SiO5,MgSiO3,Ca2Fe2O5,Ca7Si2P2O16及CaAl2Si2O8晶相构成.煅烧温度低于900℃、保温时间为10 min时,陶粒由松散的微米级及亚微米级尺寸的颗粒及孔洞构成;随着煅烧温度、保温时间分别增加到1100℃、40 min,铁尾矿陶粒中存在尺寸为数百微米的致密无规则颗粒,从而使陶粒密度、筒压强度显著提高.     

铁尾矿基陶粒的物理力学性能及其微观性质研究

我国铁尾矿堆存量高达十几亿吨,造成了土地资源占用和生态环境污染等问题,因此,对铁尾矿进行资源化利用有重要意义。以石人沟铁矿选矿厂铁尾矿为主料、唐山矿业公司煤矸石为辅料烧制陶粒,研究了焙烧温度、焙烧时间、铁尾矿用量对陶粒的堆积密度、表观密度、筒压强度、吸水率等物理力学性能的影响,并借助XRD、偏光显微镜等测试技术,对陶粒的物相组成和微观形貌进行分析。结果表明,在焙烧温度1100℃、焙烧时间20min、铁尾矿用量75%时,可以得到筒压强度8.78MPa、堆积密度0.87g/cm³、表观密度1.57g/cm³、吸水率7.93%的陶粒,满足国标GB/T17431.1—2010中900级轻集料陶粒的性能要求;焙烧过程中石英发生了明显的玻璃化现象,不同组分反应生成低共熔点液相,使得陶粒内部结构更为致密,进而提高了陶粒的强度、降低了陶粒的吸水率;焙烧时生成的液相对气体形成束缚,使得陶粒内部有气孔产生。研究结果为实现铁尾矿资源二次利用提供了参考。     

高硅铁尾矿制备陶粒工艺试验研究

以铁尾矿为原料,粉煤灰为成分校正剂制备高强轻质陶粒。利用热分析仪（TG-DSC）和X射线衍射仪（XRD）分析了原料的热反应过程,确定陶粒烧制温度范围。设计正交试验研究了成分配比、烧制温度、高温区升温速率和保温时间对陶粒堆积密度、表观密度、吸水率和筒压强度的影响,优化陶粒制备工艺。结果显示,陶粒的原料配比对堆积密度和表观密度影响较大,而烧制温度对吸水率和筒压强度影响较大。料球中Al₂O₃含量为17%,以10℃/min的速度升温至1 000℃,再以25℃/min的速度升温至1 210℃,保温30 min,所制备陶粒堆积密度888.20 kg/m3,表观密度为1 907.14 kg/m3,筒压强度为8.34 MPa,1 h吸水率为5.04%,满足国标GB/T 17431.1—2010中规定的900级轻质高强陶粒性能要求,为高硅铁尾矿的综合利用提供了一条新途径。      

铁尾矿基超轻陶粒的制备及性能研究

采用商洛铁尾矿制备堆积密度小于 300 kg/m³且抗压碎强度较高的超轻陶粒。研究原料配方、发泡剂含量、烧成温度及保温时间对铁尾矿基超轻陶粒性能的影响。结果表明,采用 80% 铁尾矿、10% 钾钠石粉和 10% 高岭土为原料,加入 0.6% 的 Si C 为发泡剂,经球磨、成型、烧成后可制备铁尾矿基超轻陶粒,堆积密度为 228 kg/m³,抗压碎强度为 1.07 MPa,筒压强度为 5.31 MPa,吸水率为 9.58%。采用该铁尾矿基超轻陶粒为轻骨料制备陶粒混凝土,抗折强度较聚苯颗粒混凝土提高 162%,抗压强度提高 400%。     

铁尾矿基轻质高强陶粒的制备及应用研究

以铁尾矿为主要原料烧制轻质高强度陶瓷颗粒,研究铁尾矿含量、发泡剂添加量和烧成温度对陶粒性能的影响.结果表明,采用100％铁尾矿为原料,0.1％碳化硅(SiC)为发泡剂,在1150℃保温20 min,制得陶粒的堆积密度为0.99 t/m3,筒压强度为16.3 MPa,吸水率为4.25％.再以此陶粒作为骨料制备陶粒混凝土,...     

细粒尾矿综合利用技术研究

姑山矿业公司为提高细粒尾矿的综合利用率，研究分析了细粒尾矿的性质，系统研究了尾矿含量、煅烧工艺制度对不同成分体系尾矿陶粒堆积密度、表观密度、空隙率、吸水率、筒压强度及软化系数的影响。研究得出了全尾矿陶粒、细粒尾矿+污泥陶粒、细粒尾矿+污泥+粉煤灰陶粒3种成分体系的尾矿陶粒较优的尾矿含量及煅烧工艺制度，且3种尾矿陶粒均可代替石头用作粗集料。     

低硅铁尾矿制备轻质陶粒试验研究

为解决低硅铁尾矿大量堆存且利用难度大等问题,以杨家湾尾矿库低硅铁尾矿为主要原料,掺入了某铜尾矿和市售煤粉,通过烧结法制备轻质烧结陶粒,并考察了原料配比、水料比、尾矿粒度、烧结条件等因素对陶粒性能的影响。结果表明,质量配比为m(铁尾矿)∶m(铜尾矿)∶m(煤粉)=8∶1∶1（即铁尾矿掺量80%）、水料比1∶5、烧结温度1 120 ℃、烧结时间20 min的条件下制备出堆积密度为873.2 kg/m3、筒压强度5.13 MPa、1 h吸水率为7.65%的轻质陶粒,结合陶粒形貌、物相及热重分析,陶粒烧结过程中产生了起增强强度作用且呈致密网状结构的透辉石。该研究为低硅铁尾矿的资源化利用提供了新的利用途径。      

高强钢渣陶粒特性实验研究

为资源化利用钢渣,以钢渣、粉煤灰和粘土为主要原料制备高强陶粒。试验研究表明,随钢渣的质量分数增加,钢渣高强陶粒的堆积密度增加、吸水率降低、筒压强度提高。当钢渣质量分数在10~20%时,可制得堆积密度800~1200 kg/m~3、筒压强度7~13 MPa的高强陶粒。SEM-EDS分析发现,陶粒内部气孔多、分布均匀、少连通,这种结构有利于堆积密度的降低。X射线衍射(XRD)分析表明,陶粒中主要晶体为透辉石(CaO·MgO·2SiO_2),石英(α-SiO_2)、钙铁辉石(CaO·FeO·2SiO_2)和钙长石(CaO·Al_2O_3·2SiO_2),这些晶体的存在有助于钢渣陶粒强度的提高。     

石矿尾泥与市政污泥制备高强陶粒试验研究

为拓展建筑石矿尾泥的资源化利用途径,开展了以新开元尾泥为主要原料、市政污泥及石灰石为添加剂制备高强陶粒的烧制试验,考察了原料组成及焙烧制度对陶粒堆积密度、吸水率、筒压强度等性质的影响。结果表明:在预热温度500℃、预热时间20 min、焙烧温度1 130℃、焙烧时间10 min时,以石矿尾泥80%、市政污泥10%及石灰石10%为原料,可以制得堆积密度760 kg/m3、吸水率2.6%、筒压强度10.3 MPa的高强陶粒;在高温焙烧阶段添加市政污泥,可以促进孔隙的形成,降低陶粒的密度,促使陶粒轻质化;石灰石的添加兼具造气和助熔的作用。     

低硅铁尾矿制备陶粒滤料试验研究

铁尾矿是铁矿选矿过程中产生的固体废弃物,大量铁尾矿堆积在尾矿库中不仅浪费了资源,也增加了 企业运行成本,更会危害当地生态环境。 以杨家湾尾矿库低硅铁尾矿为主要原料,掺入了铜尾矿、污泥等固体废弃物, 通过烧结法制备陶粒。 在铁尾矿、铜尾矿、污泥、煤粉质量比 8 ∶1 ∶1 ∶1,水料比 1 ∶5,烧结温度 1 100 ℃ 、烧结时间 50 min 条件下,制得烧结陶粒滤料,其表观密度为 1 544. 90 kg / m3,堆积密度 785. 7 kg / m3,筒压强度 3. 23 MPa,1 h 吸水率 25. 9%,含泥量 0. 98%,空隙率 51. 37%,比表面积 0. 52×104 cm2 / g,盐酸可溶率 1. 80%,破碎与磨损之和 0. 70%,满足 GJ / T 299—2008《水处理用人工陶粒滤料》人工陶粒滤料指标,可以作为水处理用人工陶粒滤料,具有工业化应用前景。     

甘肃某浊沸石尾矿制备陶粒及其性能研究

以甘肃某浊沸石尾矿为原料,凹凸棒石黏土为黏结剂,煤粉为造孔剂,通过高温煅烧工艺制备多孔陶粒,并系统研究了黏结剂添加量、煅烧温度、煅烧时间和煤粉用量等因素对陶粒样品性能的影响规律,得出了优化的制备工艺,并运用SEM、XRD表征手段对样品的微观形貌及物相组成进行检测分析。结果表明:在浊沸石尾矿、凹凸棒石黏土与煤粉的质量比为42.5 GA6FA 42.5 GA6FA 15,煅烧温度1 100℃、煅烧时间30 min、升温速度20℃/min的条件下,制备的陶粒样品的堆积密度692 kg/m3,压裂力116.4 N,吸水率25.3%,筒压强度4.7 MPa,符合国标要求。所制备的浊沸石尾矿陶粒表面多孔,且高温条件下原料中的浊沸石、坡缕石等矿相转化为石英和钠长石。该技术为砂石尾矿综合利用提供了一种有效途径。      

烧结制度对钒尾矿陶粒性能及结构的影响

湖北某石煤提钒尾矿是一种优质陶粒原料,为了揭示烧结制度对陶粒性能及结构的影响,以不同烧结温度和烧结时间下陶粒的XRD图谱、SEM照片分析为手段,对颗粒强度和吸水率随预热及烧结的温度和时间变化的规律进行了分析。结果表明：①提高烧结温度、延长烧结时间,陶粒的颗粒强度先上升后下降、吸水率下降,这是由于适当提高烧结温度或延长烧结时间,均有利于生成新的长石,新生成的长石与石英等硅铝酸盐矿物形成低共熔物,填充在坯体颗粒间,使陶粒内部形成相对均匀的不连通气孔,因而提高陶粒的强度、降低陶粒的吸水率;过高的烧结温度或过长的烧结时间会使陶粒内部形成的多元低共熔物发生不均匀流动,导致气孔兼并、结构疏松,因而陶粒的强度下降。②在预热温度为400 ℃,预热时间为30 min,烧结温度为1 130 ℃,烧结时间为10 min情况下,所得陶粒吸水率、筒压强度、粒型系数、堆积密度及颗粒级配均达到GB/T 17431.1-1998要求。     

山西某碱铝硅质型铜尾矿制备高强陶粒的正交试验研究

我国尾矿资源的综合利用一直是一个难题。以山西某碱铝硅质型铜尾矿为主要原料制备了高强陶粒轻集料。基于原料化学成分分析进行物料配比试验、粉磨试验、造粒试验及设计L₁₆（45）烧成制度正交试验研究,结果表明,优选试验配方（质量配比）为:铜尾矿50%、长石25%、白云石10%、废弃土15%、黏结剂水玻璃的用量（原料质量比）为5%。确定最优烧成制度为:预热温度800℃、预热时间20 min、烧成温度1 170℃、烧成时间15 min。最终烧制出的尾矿陶粒轻集料堆积密度为874 kg/m3,筒压强度达到7.5 MPa,吸水率为2.1%,为铜尾矿的高附加值综合利用提供了一个新的解决方案。      

污泥和石英尾矿制备建材陶粒的烧结温度研究

为了处理城市污水处理厂的污泥,将污泥配以石英砂尾矿、粘合剂和河道底泥添加剂可以生产轻质陶粒。利用脱水污泥,经过粉磨、干燥、焙烧等加工工艺,按照陶粒原料组成以污泥∶石英砂尾矿∶粘结剂∶河道底泥=4∶4∶3∶3、进料温度为400℃、预热时间为20 min、烧结时间为25 min为条件,考察烧结温度对陶粒性能的影响,结果表明,烧结温度为1 080℃时,陶粒的筒压强度最大、吸水率和堆积密度最小。     

酸浸钒渣制备高强陶粒工艺

为了提高酸浸钒渣的利用效率,以商洛千家坪钒渣为主要原料,添加黏土和粉煤灰制备建筑用烧结陶粒。对陶粒制备过程中各物料的配比、制粒工艺参数、预热和焙烧制度进行了系统研究。结果表明,物料配比为钒渣∶粘土∶粉煤灰=6∶1∶3、制粒用水量为18%、制粒时间为15 min、预热温度为400℃、预热时间为30 min、焙烧温度为1160℃、焙烧时间为20 min的条件下,可制得筒压强度为11.58 MPa,堆积密度为1014.7 kg/m3,吸水率为5.61%的高强陶粒。SEM和XRD分析结果表明,钒渣在烧结成陶粒的过程中主要产生了石英、斜长石和钾长石相,形成了结构致密、孔骨架良好的矿物集合体,因此提高了陶粒的强度。      

钻井岩屑烧制轻质高强陶粒的研究

采用钻井岩屑为主要原料,加入黏土、钾长石,结合发泡剂经高温烧成得到轻质高强陶粒,对陶粒的堆积密度、筒压强度、吸水率、放射性和有害元素浸出量进行测试.结果表明,采用80％钻井岩屑,10％黏土和10％钾长石,添加原料总质量0.4％的发泡剂,在1110℃下烧成保温10 min,可制备筒压强度11.3 MPa、堆积密度732 ...     

铁尾矿基陶粒混凝土的制备及性能研究

随着矿冶行业的快速发展,尾矿堆积量逐年增多,特别是铁尾矿已成为国内研究者关注的焦点。先用铁尾矿制备轻质高强陶粒,然后以该陶粒作为轻骨料制备陶粒混凝土。采用正交试验研究水灰比、减水剂用量、砂用量、增稠剂用量对陶粒混凝土抗压强度及陶粒上浮的影响。通过试验确定该铁尾矿基陶粒混凝土的最佳方案为水灰比0.25、减水剂用量0.5%、砂用量20%、增稠剂用量0.12%。最终制得28 d抗压强度为67.33 MPa、抗折强度为8.1 MPa、体积密度1 940 kg/m3的高性能陶粒混凝土。研究中解决了轻骨料陶粒混凝土中陶粒上浮问题,实现了资源二次开发。      

直接还原选矿尾渣制备陶粒的研究

以直接还原选矿尾渣为主要原料,添加城市污水处理厂剩余污泥制备轻质陶粒,考察了烧制过程中各主要因素(预热温度、预热时间、焙烧温度、焙烧时间和原料配比)对陶粒性能(表观密度、堆积密度、1 h吸水率和颗粒强度)的影响,最终确定了烧制陶粒的最佳工艺条件。结果表明,尾渣与污泥的最佳质量比为尾渣∶污泥=95∶5,烧制陶粒的最佳工艺条件为:预热温度550℃,预热时间30 min,焙烧温度1 110℃,焙烧时间6 min,此时制得的陶粒表观密度为1.365 g/cm3,堆积密度0.672 g/cm3,1 h吸水率3.50%,颗粒强度220 N,筒压强度3.5 MPa。     

利用赤泥制备高强陶粒的试验研究

利用拜耳法赤泥、页岩和粉煤灰等原料制备了高强陶粒。赤泥掺入量为50%时, 陶粒堆积密度840 kg/m³, 筒压强度达到7.5 MPa,强度标号45 MPa, 1 h吸水率7.6%, 表观密度1 000 kg/m³,孔隙率16.0%, 放射性能够满足作为轻集料的活度要求。利用XRD、SEM等分析手段, 对赤泥陶粒烧结机理进行了探讨。