歡迎來到陜西耀杰建設集團有限公司網站!
耀杰建設 —— 礦山工程全方位服務者
礦山工程施工、礦山工程監理、房屋建筑工程、房屋建筑監理、環境工程監理、水利水電工程監理、市政公用工程監理、招標代理造價咨詢。
029-85431890
15389410186

尾礦作水泥混合材的研究現狀

作者:admin 發布日期: 2023-02-02 二維碼分享
尾礦用作水泥混合材是近年來尾礦大宗利用的研究熱點之一,2014 年由福建省新創化建科技有限公司、三明市產品質量檢驗所等單位聯合起草的福建省地方標準《用 于水泥和混凝土中的尾礦微粉》在福州通過審定,標準規 定了用作水泥混合材的尾礦的相關指標及試驗方法等,這 表明尾礦作為一種二次資源已經逐漸得到了認可。根據 GB/T 2847—2005《用于水泥中的火山灰質混合材料》,尾礦用作水泥混合材首先要滿足混合材的基本要求,燒失量不大于 10%,三氧化硫含量不大于3.5%,放射性合格等。 
        目前用作水泥混合材研究的尾礦按其成分主要包括 硅質尾礦、高鈣尾礦、黏土類尾礦和復成分尾礦。

1

硅質尾礦水泥混合材

        硅質尾礦主要成分是 SiO2,約占 60%~80%,含有一定量的 Al2O3,礦物組成以石英、長石,云母等為主。硅質尾 礦用作水泥混合材多采用機械活化的方法。 
        焦向科等將提釩過程中產生的高硅尾礦與硅酸鹽水泥熟料混合,通過機械球磨的方式提高其活性,其中尾 礦中 SiO2 含量為 64.17%,Al2O3 含量為 10.27%。研究發 現,機械粉磨可以提高尾礦的活性,同時認為硅酸鹽水泥 熟料水化產生的 Ca( OH) 2 通過液相擴散到尾礦表面,與其發生水化反應產生水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣,當有石膏 存在時,隨及形成鈣礬石。但是由于尾礦的水化活性較純硅酸鹽水泥熟料要低,故增加釩尾礦的摻量會導致水泥凝 結時間的延長和強度的降低,在釩尾礦的摻量為 30%、球 磨時間為 40 min 時,水泥的凝結時間和強度均達到 GB 175—2007《通用硅酸鹽水泥》中規定的 32.5R 復合硅 酸鹽水泥的要求。 
        倪明江等選用燒失量不大于 10%,三氧化硫含量不 大于 3.5%的六種金屬尾礦進行了活性指數試驗,試驗發 現六種金屬尾礦的活性指數均在 68.7%~76.5%之間,單從 28 d 抗壓強度指標來看,屬于活性混合材。認為金屬尾礦 反應活性源于粉磨過程外部能量轉化成顆粒的表面能,使 表面呈現亞穩態,其中活性 SiO2 組分與水化鋁酸鈣生成 了水化石榴子石。
        周梅等研究了排山樓金礦尾礦渣在水泥和混凝土 中的應用,得出水泥中摻入 22%~28%的尾礦渣可以制成 尾礦渣硅酸鹽水泥,同時采用正交試驗研究了水泥、石膏、 尾礦粉不同配比對尾礦渣水泥抗壓強度的影響,發現尾礦 渣作摻合料對混凝土強度的貢獻等同于粉煤灰和自然煤 矸石粉,當尾礦渣∶ 普通硅酸鹽水泥∶ 石膏 = 22∶ 74∶ 4 時,可 制備出 42.5 強度等級水泥。 
        楊本武等選用 SiO2 含量為 71.80%,Al2O3 含量為 12.02%的珍珠巖尾礦進行了水泥混合材應用研究,測得其 28 d 活性指數為 73%,且火山灰性試驗合格,可以用作活 性水泥混合材,并認為珍珠巖顆粒中活性 SiO2、Al2O3 在 水泥提供的堿性環境中不斷地溶出,與 Ca2 + 離子發生反 應,生成 C-S-H 凝膠和硫鋁酸鹽。
        以上研究表明,硅質尾礦用作活性水泥混合材具有一 定的可行性,機械粉磨產生的機械力可以轉化成尾礦顆粒 的表面能,增加尾礦顆粒表面的活性質點數,這些無定型 質點在水泥水化產生的堿性環境下可以溶出并參與反應, 因此表現出一定的活性。

2

高鈣尾礦水泥混合材

        此類尾礦 CaO 含量相對較高,CaO 含量大于 10%,礦 物組成以方解石、石英以及硅酸鹽礦物為主,其成分更接 近于水泥熟料,因此具有一定的可行性,也是用于水泥混 合材研究較早的尾礦之一。 
        祝振奇進行了黃金尾礦作復合水泥混合材的試驗 研究,該尾礦以 SiO2 和 CaO 為主要成分,將其分別粉磨至比表面積為 314、347、401 m2 /kg 時,對應活性指數分別到 達了 68.5%、69.8%、72.9%,在復合水泥中替代 6%的粉煤 灰時對水泥強度影響不大,而且能夠縮短水泥凝結時間。 
        毛裕均等將磁鐵礦尾礦用作水泥混合材,尾礦主要 成分為 SiO2 和 CaO,兩者之和大于 50%,氧化鎂含量也較 高,達 10%以上,另外還含有一定量的 Al2O3、Fe2O3、SO3 等成分。經試驗發現 28d 活性指數達到 66%,且火山灰性 試驗合格,可以用作活性水泥混合材。 
        唐達高對某銅尾礦用作活性水泥混合材的可行性 進行了分析,所用銅尾礦 SiO2 含量為 44.36%,氧化鈣含量 為 21.17%,并含有一定量的 Al2O3、Fe2O3、MgO,試驗發現 該銅尾礦的活性指數為 73.65%,但還有待判斷其火山灰 性試驗是否合格。 
        對于這類尾礦的研究可以看出,高鈣尾礦也具備用作 活性水泥混合材的可行性,但是上述研究并未對尾礦中 CaO 含量的高低與尾礦活性指數之間的關系做出分析。

3

黏土類尾礦水泥混合材

        黏土由多種水合硅酸鹽和一定量的氧化鋁、堿金屬氧 化物和堿土金屬氧化物組成,并含有石英、長石、云母及硫 酸鹽、硫化物、碳酸鹽等雜質,如高嶺土、蒙脫石、水鋁英石 等。含黏土類尾礦多采用熱活化工藝進行活化,在一定的 溫度下,尾礦中的黏土類礦物脫水發生結構改變形成不穩 定相態,從而具有一定的反應活性。 
        崔崇等對生產硫酸鋁排除的尾渣進行了水泥混合材試驗,發現熱活化溫度在 700~1 000 ℃ 范圍內,鋁渣中的主要礦物高嶺土,其層狀結構中的羥基不斷脫水,而形成介穩相-偏高嶺土,偏高嶺土結晶度低,反應活性較高,測得28d活性指數 > 84%,遠超過 GBT 2847—2005《用于水泥中的火山灰質混合材料》中的活性指數不小于65%的要求。 
        付凌雁等研究發現鋁土礦尾礦本身沒有活性,但是通過熱活化,尾礦中的黏土類礦物( 主要為一水硬鋁石、高 嶺石、伊利石) 可以轉變成亞穩態的鋁硅酸鹽礦物,具有偏 高嶺土的活性特征,XRD 也顯示經煅燒后的尾礦中部分 礦物衍射峰消失或減弱,說明有介穩態和非晶質物質生成。 
        以上研究可以看出,物相轉變是熱活化黏土類尾礦的 關鍵,對尾礦進行熱重分析或檢測不同溫度下尾礦成分變 化,找到特定的活化溫度,即不穩定相系形成的溫度。溫度 過低,原物相無法分解; 溫度過高,又會生成新的穩定結晶 相。

4

復成分尾礦水泥混合材

        復成分尾礦不具備上述三類尾礦的特性,SiO2 含量一般在 40%~60%之間,礦物組成復雜,通常以鈣、鎂和鐵硅 酸鹽礦物居多。 
        牟善彬等將某銅浮選尾礦砂加入適量石灰,經攪 拌、成型,在 0.8 MPa、175 ℃下蒸壓制成產品,并對其用作 水泥混合材進行了試驗,發現其活性指數高達 75.4%,但 其火山灰性試驗不合格,因此認為并無水硬活性,可以作 為晶種、微集料非活性材料。 
        許小榮等對某銅尾礦用作水泥混合材進行了試驗研究,該尾礦屬于復成分型尾礦,發現其活性指數達 73.9%,且火山灰性合格,因此該尾礦可以用作活性水泥混 合材。 
        盧忠遠等利用石棉尾礦或蛇紋巖石做水泥混合 材,可以部分或全部取代其他水泥混合材生產的各種水 泥。石棉尾礦或蛇紋石中主要含結晶水的硅酸鎂礦物,用 它作水泥混合材可產生一定的晶核誘導作用,對水泥的水 化、硬化有一定的促進作用。 
        以上研究表明尾礦不..一定的活性,而且體現出了 水泥混合材所具有的微集料效應和顆粒效應。無論是哪種 尾礦,必須同時進行活性指數試驗和火山灰性試驗,均滿 足 GBT 2847—2005《用于水泥中的火山灰質混合材料》 要求時才能用作活性混合材,缺一不可,否則只能用作非 活性材料。 
        為進一步提高尾礦活性,提高尾礦摻量以及尾礦在水 泥或混凝土中的應用性能,一般需要配合激發劑使用。彭其雨等采用機械粉磨及化學激發相結合的方法制備 出了尾礦水泥活性混合材,活性指數高達 83.9%~93.6%, 采用的激發劑為主要成分為聚羧酸醇胺型高分子的尾礦 專用激發劑。付凌雁采用早強劑質量分數 3%的硅酸鈉和1%的氯化鐵作為激發劑,尾礦活性指數到達 78%,但是 試驗發現早強劑是加速了水泥的水化,對尾礦的作用效果 甚微。 
        水泥混合材除了具有火山灰效應外,還具有微集料效 應和顆粒效應,因此尾礦粒級大小對其性能有較大的影 響。耿碧瑤等研究發現提高 8.39~4.24 μm 粒級尾礦產 率有利于提高水泥膠砂的流動度和膠砂試塊的強度。此 外,尾礦混合材水泥的制備方式也極為重要,由于物料之 間易磨性的差異,不合理的粉磨工藝可能會造成成品顆粒 匹配不合理的現象,分為尾礦和水泥熟料共同粉磨、尾礦 和水泥單獨粉磨、尾礦和水泥單獨粉磨后再混磨。李生釘 等將料中間產物和尾礦微粉中間產物混合粉磨,粉磨至 800~400m2/kg,發現單獨粉磨后再混磨可以更好的調動尾礦的潛在活性。

5

結 論

(1) 目前有關尾礦成分與其火山灰活性之間的關系的研究很少,為更好的利用尾礦,應探索尾礦中有益組分,去除有害成分。 
(2) 雖然部分研究已經證實尾礦可以用作活性水泥混合材,但是其活性仍然較低,應深入研究提高尾礦活性方法,提高尾礦的利用率。

快速通道 Express Lane

咨詢熱線

029-85431890029-85431890

郵箱:1719315345@qq.com

Q  Q:1719315345

  • 聯系人:張經理
  • 手機:15389410186
  • 電話:
  • 郵箱:1719315345@qq.com
  • 技術支持:動力無限
  • 萬家燈火
手機站二維碼
手機站二維碼
耀杰微信公眾號
耀杰微信公眾號
咨詢熱線
029-85431890
15389410186
在線咨詢
二維碼
手機站二維碼
手機站二維碼
成人无码www免费视频在线播放