铁尾矿粉制备高延性纤维增强水泥基复合材料

探索采用铁尾矿粉取代粉煤灰作为矿物掺合料制备高延性纤维增强水泥基复合材料（ECC）的可行性,重点研究铁尾矿粉掺量对ECC的拉伸特性和抗压强度的影响,并比较所研发的新型铁尾矿粉ECC与传统粉煤灰ECC的宏观力学性能.研究发现,采用铁尾矿粉作为矿物掺合料制备高延性纤维增强水泥基复合材料是可行的.在同等矿物掺合料掺量下,铁尾矿粉ECC的强度性能低于粉煤灰ECC,但表现出更强的拉伸延性.在所研制的铁尾矿粉ECC中,当铁尾矿粉与水泥质量比为1.2-2.2时,ECC的28 d抗压强度为36.7-54.2 MPa,满足一般混凝土结构对抗压强度的要求.此时,ECC的28 d极限拉伸应变为3.4%-4.3%,铁尾矿的总用量占固体基体原材料总质量的66.6%-77.0%.      

微细粒级浮选铝土矿尾矿颗粒聚集沉降行为研究

对影响微细粒级铝土矿尾矿颗粒聚集沉降行为的因素进行了试验分析。研究发现: 无机凝聚剂和高分子有机絮凝剂复配使用, 聚合氯化铝用量0.1 mol/L, 分子质量1 800万的含羧基官能团(-COOH)有机絮凝剂分两次添加, 每次用量15 g/t, 初始搅拌强度500 r/min, 搅拌强度梯度递减条件下, 铝土矿尾矿颗粒的聚集沉降行为较为显著。     

我国铁矿选矿技术最新进展

介绍了我国铁矿资源的分布及特点,总结了近5 a我国铁矿选矿技术领域的研究进展,着重评述了微细粒铁矿分选、破碎磨矿、磁化焙烧、深度还原、铁尾矿再选、常温捕收剂研发等方面形成的铁矿选矿新技术及新成果。磁重浮联合分选工艺可以实现微细粒铁矿和铁尾矿的高效分选;与常规碎磨技术相比,高压辊磨、自磨/半自磨和搅拌磨技术可以降低矿石碎磨过程中的能耗;磁化焙烧新技术(闪速焙烧、流化床焙烧和悬浮焙烧)与深度还原技术为难以利用的铁矿资源开辟了新途径;新型常温铁矿捕收剂的应用可以降低浮选作业温度,显著降低能耗。指出了未来我国铁矿选矿技术的主要发展方向为微细粒铁矿强化分离基础性课题的研究,高效碎磨设备及新型矿石预处理设备的研制与应用,绿色环保选矿工艺及药剂的研发。     

锡尾矿配料烧成水泥熟料动力学及熟料特性研究

根据Arrhenius' formula和Gentling equation对反应速率常数k、反应活化能Ea等动力学参数进行模拟计算,研究以锡尾矿对熟料为原料烧制尾矿水泥熟料的形成动力学特性,并结合TG-DTA、XRD及SEM测试手段,分析其对熟料烧成性能、熟料物相组成及矿物形貌的影响,探求锡尾矿应用于生产水泥熟料的规律.研究表明:锡尾矿配料制备水泥熟料的反应动力学满足Arrhenius' formula和Gentling equation,以锡尾矿为原料烧制水泥熟料的动力学控制机理与一般硅酸盐水泥熟料一致.锡尾矿配入可降低熟料矿物烧成温度及形成活化能Ea,提升固相反应速度,控制尾矿量在26％～30％时,Ea比一般硅酸盐水泥减小77.220～112.954 kJ·mol-1,且锡矿尾配入基本不改变热反应历程,可降低生料中碳酸盐分解温度、固相反应温度和烧成能耗.     

锑矿浮选尾矿制备白炭黑的实验研究

以锑矿浮选尾矿和NaOH为原料进行高温熔融,经过酸化、沉淀制备出白炭黑,并分析影响白炭黑纯度的因素,如模数、酸化pH、酸化温度、陈化时间等,选择出最佳实验配方.对所得白炭黑进行理化分析,结果表明:白炭黑中SiO2纯度为97.08％,45μm筛余物为总量的0.143％,比表面积为138m2/g,10％的悬浮液pH为7～8,加热减量为6.43％,灼烧减量为5.88％,符合国家水合二氧化硅的行业标准.     

低活性铝硅质尾矿基矿物聚合材料的抗化学侵蚀性能研究

以某低活性铝硅质尾矿作为硅铝原料(基质),分别与四种不同的铝校正料复合,在碱硅酸盐溶液激发作用下制备矿物聚合材料;同时将该尾矿与硅灰以及钙质原料(包括矿渣和钢渣)复合制备“免配碱激发剂溶液型”矿物聚合材料.对各试样的抗化学侵蚀性能进行测试,并与普通硅酸盐水泥砂浆试样进行对比;在微观上借助SEM和FTIR对代表性试样进行表征.结果表明,以铝酸盐水泥为铝校正料制备的矿物聚合材料试样经H2 SO4溶液侵蚀后有较多沸石相生成,其抗化学侵蚀性能较为良好;普通硅酸盐水泥砂浆试样经硫酸盐侵蚀后其初期强度有所提高,但后期强度可能会因钙矾石的增多而降低.     

菱镁矿尾矿与硼泥合成橄榄石研究

本实验以菱镁矿尾矿、硼泥和硅石为主要原料,通过固相反应烧结制备镁橄榄石,研究随着硼泥和添加剂铁红(Fe2O3)引入量的不同对合成镁橄榄石材料相组成、结构及烧结性能的影响.利用XRD和SEM对烧后试样的矿物相组成和显微结构进行表征.结果表明:硼泥可以促进烧后镁橄榄石材料中晶粒异常长大,随着烧后镁橄榄石材料结构中液相的增多,系统中出现了顽火辉石相,烧后镁橄榄石材料体积密度逐渐增大,硼泥对镁橄榄石有促烧结作用.添加剂铁红与氧化镁形成镁铁固溶体,促进镁橄榄石材料结构致密,系统中引入3.51％铁红,烧后镁橄榄石材料体积密度提高24％.     

矿渣基低温陶瓷胶凝材料固化铁尾矿基础研究

以尾矿堆存为背景,在前期实验基础上选定了矿渣基低温陶瓷胶凝材料为固化剂,研究该固化剂对铁尾矿的固化处理效果,并通过对原尾矿与尾矿固化体进行XRD、SEM表征探究铁尾矿的固化机理.研究结果表明:对浓度为55％的尾矿浆体,当固化剂掺量在5％ ～6％时,固化体7d强度最高可达0.49 MPa,且遇水不泥化,尾矿固化体具有较高的抗剪强度,渗透系数小于10-4 cm/s,达到安全堆存的要求;而当固化剂掺量在10％～14％时,固化体具有较高前期和后期强度,7d最高可达1.8 MPa,28 d强度为2.9 MPa,可以满足筑坝要求.     

有色金属尾矿微生物原位浸出关键技术

矿产资源日趋减少,低品位矿和复杂难选矿的开发已成当务之急。有色金属尾矿微生物原位浸出关键技术研究取得了突破性的创新性成果:建立了浸矿细菌复合诱变育种新方法,使尾矿中有价金属浸出效率提高了30%;揭示了不同浮选药剂对浸矿菌浸出有色金属尾矿的影响规律和机制,并揭示了浮选药剂对浸矿体系抑制机理;探明了能够提高金属浸出效率效果显著的能源物质;指出直接从尾矿中溶解出来的无机盐离子完全可以满足菌种生长需求;开发了微生物原位浸出尾矿的工艺,有效解决了尾矿含泥量高、渗透性差、菌液分布不均、不能与尾矿充分接触而形成死角和盲区等技术问题。研究成果在我国有色金属尾矿资源综合利用领域具有较好的应用前景,对被誉为"城市矿山"的电子垃圾资源化和减量化具有一定的借鉴和指导作用。     

齐大山铁尾矿工艺矿物学研究

齐大山铁尾矿的提铁研究是国家高技术研究发展计划（863计划）铁尾矿高效提铁技术研究子项的一部分。为圆满完成深度还原给料铁品位≥30%、铁回收率≥80%,还原铁粉铁品位≥90%的任务目标,对齐大山铁尾矿开展了工艺矿物学研究。结果表明：试样中的铁矿物主要以贫连生体的形式存在,且在-0.038 mm粒级有明显的富集现象,主要铁矿物为赤褐铁矿和硅酸铁,磁铁矿次之,这些铁矿物粒度微细,平均粒度分别为0.022、0.009、0.011 mm,单体解离度分别为61.78%、42.86%、45.64%,铁矿物与脉石矿物共生关系密切;基于上述工艺矿物学特征,推荐了磨矿-弱磁选-强磁选的预富集工艺流程。