铁尾矿制备新型建筑材料的国内外进展

铁尾矿是铁矿石经加工及利用过程中产生的有价元素含量较低的部分,是矿山固体废弃物的重要组成之一,也是一种宝贵的二次资源.大量不可回收的铁尾矿主要堆存在尾矿库中,既浪费土地资源,又存在安全隐患和环境危害.高效加工利用铁尾矿是节能环保、提高经济效益的有效途径.铁尾矿是一种精细、稳定、复杂的材料,主要由二氧化硅和氧化铁组成,与天然砂矿物成分十分接近,将铁尾矿应用于新型建筑材料领域是尾矿综合利用的重要发展方向.新型建筑材料是在传统建筑材料的基础上,性能得以提升、功能得以完善或增加的建筑材料,具有高强、轻质、节能和环境污染小的特点.国内外就铁尾矿在新型建筑材料方面的开发做了大量的研究,结果表明,铁尾矿中的化学组成通过校正原料的调整,可以成功地运用到各种建筑材料,如环保砖、建筑吸隔声材料、微晶玻璃、建筑陶瓷、多孔保温材料及涂料等.有研究表明,对铁尾矿添加煤矸石、粉煤灰等物质,可以弥补铁尾矿作为建筑制品原料的不足,制备的新型尾矿墙体材料具有高强度、耐盐碱腐蚀性;利用多种类型的铁尾矿均可制备出主晶相为辉石的微晶玻璃,其具有较好的耐酸碱性能、抗压强度和抗折强度;制备的保温隔热材料的力学性能和保温隔热性能较好,有研究表明中试实验的材料导热系数可达0.085 W/(m?K).铁尾矿还可以应用到涂料领域,由于铁尾矿中含有一定量的氧化铁,而氧化铁在正常环境条件下具有较高的稳定性,广泛应用于涂料、塑料、纸张和陶瓷等领域.有研究使用铁尾矿作为建筑乳胶漆颜料用于生产可持续建筑涂料,也有利用铁尾矿中的氧化铁作为制备彩色陶瓷玻化砖的天然着色剂.就目前而言,铁尾矿新型建筑材料大多还难以形成规模,多处于实验室阶段,推广方面还需要进行大量的工作.另外,很多高附加值建材的研究仍处于起步阶段,还需要进行大量深入的理论和实验研究,究其原因,主要是:①不同产地及工艺条件下的铁尾矿性质差异较大,导致原料稳定性存在一定问题;②铁尾矿建材产品由于原料的复杂性,其生产工艺不具有普适性,加大了研究及生产成本,这在一定程度上影响了其规模化发展;③铁尾矿建筑材料仍属于受运距限制的产品,由于大多数矿山远离城区,因此其尾矿产品无法实现大规模的集约经营,在进一步降低成本、提高质量方面受到制约;④铁尾矿新型建材的产品推广和市场开发也是制约其发展的一个问题.本文综述了铁尾矿在新型建筑材料方面的研究进展,重点阐述了铁尾矿作为一类新型建筑材料资源的高值化利用现状,分析了铁尾矿在新型建筑材料行业发展中可能面临的问题并展望其发展前景,以期为铁尾矿在新型建筑材料领域的高值化利用提供参考.     

高速铁路路堤对环境振动的影响研究

为研究高速铁路路堤填高、坡率对环境振动的影响,在京张高速铁路路基段附近开展现场实测,研究其环境振动的传播衰减规律。基于现场实测结果利用FLAC3D建立数值仿真模型,数值分析结果与实测值吻合良好,验证模型的合理性,并进行路堤填高、坡率对环境振动影响的分析。结果表明：现场实测振级幅值均小于63 dB,整体而言测点振级随着测点与线路外轨距离的增加逐渐减小;当路堤高度为1 m时,相对于路堤高度为0 m测点在距铁路线距离60 m范围以内振级出现反弹放大的现象;当路堤高度大于2 m时,相对于路堤高度为0 m对环境振动的影响大;因此,建议路堤高度在设定时不小于2 m;当边坡直立时地表振动最小;当坡率大于0时,相对于边坡直立时对环境振动的影响大;因此,建议采用U型槽结构路堤,其对环境振动的影响较小。     

桩筏结构复合地基中筏板受力分析的理论计算模型与试验研究

由于缺乏刚性桩复合地基之上筏板受力的合理计算公式,目前中国高速铁路桩筏结构复合地基中筏板的设计计算仍采用简化算法,其计算结果的准确合理性尚不满足要求,为此拟对桩筏基础之上的筏板进行理论求解。选取桩筏结构中单桩作用的筏板区域作为求解单元,将该单元结构视为位于单桩和Winkler弹性地基共同支撑的四边滑支Reissner矩形中厚板,将Reissner矩形中厚板的基本方程导入Hamilton体系,利用辛几何中的分离变量及本征函数展开等方法,求出矩形中厚板弯曲问题的解析解,进而可求得复合地基上筏板的内力、挠度、桩顶反力和桩间土压力等设计值。最后将现场试验实测值与理论模型解析解的计算结果进行对比,结果采用文中理论模型计算得到的筏板弯矩、桩顶轴力及桩间土压应力等与现场实测结果吻合较好,表明在桩筏结构复合地基的筏板设计中,提出的理论模型是一种准确可靠的计算方法。     

新型抑制剂DHY反浮选鞍千混合磁选精矿

为实现磁选铁精矿的高效、低耗反浮选富集,东北大学研制出了价格低廉、性能稳定的类淀粉结构的新型铁矿物抑制剂DHY。为论证该药剂优化鞍千矿业公司混合磁选精矿反浮选工艺的可选性,以现场药剂制度为基础进行了反浮选试验。结果表明,铁品位为47.64%、粒度较细、铁矿物在微细粒级明显富集、脉石矿物以石英为主的鞍千矿业公司混合磁选铁精矿,以DHY为铁矿物抑制剂,采用1粗1精2扫闭路反浮选流程处理,可获得铁品位为68.21%、回收率为88.01%的铁精矿,尾矿铁品位降至14.82%,与现场相比,不仅显著改善了精矿指标,而且可降低药剂用量、简化工艺流程。     

载体桩复合地基沉降特性研究

为了对桩筏结构载体桩复合地基在高速铁路深厚软弱地基加固中的沉降特性进行研究,采用单点沉降计与液位沉降计的联合监测法,在京沪高速铁路廊坊试验段进行了载体桩与CFG桩复合地基沉降变形的对比试验。结果表明:本试验段工后沉降均满足设计要求;受桩长影响,载体桩复合地基沉降约为CFG桩复合地基的2倍,同时其沉降稳定所需时间也相对较长。     

含硼铁精矿综合利用研究进展

介绍了我国硼矿资源现状及硼铁矿资源特点。在现有硼铁矿选矿分离技术的基础上,重点分析了高炉法、直接还原-电炉熔分法、深度还原-磁选分离法、烧结矿添加剂及一步法等工艺对含硼铁精矿的综合利用现状。针对以上含硼铁精矿硼铁分离工艺所存在的弊端,提出了采用煤基直接还原-磁选选冶联合流程处理含硼铁精矿的新思路,并对含硼铁精矿的开发利用作了一定的展望。     

基于Marx发生器的新型高压电脉冲破碎设备研制及应用

针对传统矿石粉碎设备产品解离不充分、粒度分布不均匀等问题,研制了一种基于Marx发生器的高压电脉冲破碎设备,并对典型的鞍山式磁铁石英岩进行相应的破碎研究,以期实现矿物的高效解离、预富集和预弱化。高压电脉冲破碎设备由初级充电电源、Marx发生器、气体开关和新型针-板式电极对组成。高压脉冲放电破碎试验表明：最佳的试验参数分别为球隙间距25 mm和输入电压70 V;增加脉冲个数有利于强化破碎效果,相较于机械破碎,电脉冲破碎产物的细粒级中TFe含量显著提升,当脉冲个数为300时,电脉冲破碎产物中-0.074 mm粒级TFe含量较机械破碎提高了9.14%。高压电脉冲有助于铁在细粒级预富集,并促进磁铁矿-石英连生体有效解离。     

高速铁路载体桩复合地基施工技术

结合近些年来载体桩在各大工程领域中施工及应用的经验,对载体桩的工程特点和适用条件进行了总结分析.首次将载体桩应用于高速铁路路基加固,结合京沪高速铁路廊坊段现场施工情况,介绍了载体桩在高速铁路应用中的施工工艺和施工流程.通过重型动力触探试验检验了载体桩对桩周土体的挤密效果,分析探讨了载体桩加固挤密区的范围.     

双层柱面网壳需考虑行波效应的临界视波速分析

为了探究大跨空间结构需考虑行波效应的临界视波速，采用时程分析法对不同结构形式、不同几何尺寸的双层柱面网壳进行多视波速多点输入与一致输入的对比分析，研究结构间的地震响应规律。结果表明：任何视波速下的行波效应对横杆及腹杆无明显不利影响，对纵杆不利影响较大，且下弦纵杆内力普遍极小而上弦纵杆内力较大；支座间距的改变对行波效应有较小影响，而视波速对行波效应的影响与结构形式、结构几何尺寸等变量有关。可见，分析此类结构行波效应仅需针对上弦纵杆，而任一结构需考虑行波效应的临界视波速皆需单独分析。