基于均匀设计制备铁尾矿高强结构材料

 铁尾矿高强结构材料中,胶凝材料通常采用梯级粉磨的方式进行制备。为了优化梯级粉磨方案,通过均匀设计方法研究了梯级粉磨中各阶段粉磨效果对材料力学性能的影响。利用SPSS 软件中逐步回归分析方法建立了以强度为目标函数的回归方程,用Matlab 软件中的优化技术求出了铁尾矿制备高强结构材料的优化粉磨方案。结果表明：将梯级粉磨各阶段粉磨时间确定为21、67 和57 min,比表面积分别达到285、485 和550 m²/kg,制备出的高强结构材料测得抗压强度可达75.28 MPa。优化梯级粉磨方案的过程说明胶凝材料的制备过程中“微磨球效应”发挥了积极的作用。     

利用机械力化学活化粉煤灰制备莫来石

为了探索煤化学工程中粉煤灰的高附加值利用途径,利用机械力化学效应激发粉煤灰的潜在活性.以粉煤灰与Al2O3粉末混合样品（MS）为原料,通过机械粉磨的方式进行处理,并在较低温度条件下煅烧制取莫来石.该方法制备莫来石所需的煅烧温度低（1150℃）,成品纯度高（只含莫来石相和玻璃相,其中莫来石质量分数达到92%）.当机械粉磨时间为30h时,最适宜的煅烧温度为1150℃,得到纳米莫来石的晶粒大小为35nm.针对不同粉磨时间的样品,DTA 和XRD分析均表明：机械粉磨的时间越长,样品晶格结构无序化越强,大大降低了固相反应所需的活化能,提高了MS样品的活性,有利于莫来石在低温条件下析出生成.     

贝利特的机械力化学活化

将１３５０℃下合成的贝利特置于振动磨中粉磨１～７０ｈ后，研究了贝利特在粉磨过程中所发生的机械力化学变化，如粒度分布、晶体结构、晶格应变、粉体表面特性及早期水化活性等。结果表明，粉磨作用可降低贝利特粉体粒度，并使贝利特晶胞参数发生变化；同时使贝利特晶体结晶度下降，贝利特晶格应变及早期水化活性增加，大大提高了贝利特浆体强度；随着粉磨时间延长，贝利特表面伦敦色散分量及极性分量不断提高。当粉磨时间超过３０ｈ时，贝利特表面能反而降低，并使贝利特粉体粒度增大。     

机械活化对铁尾矿火山灰活性的影响

为了提高铁尾矿的火山灰活性,通过PSD,XRD,SEM等分析手段研究不同活化时间和球料比对铁尾矿砂浆活性指数的影响.实验结果表明:机械活化后的铁尾矿具有潜在的胶凝性能,其活性指数受活化时间及球料比(质量比)的影响较大,机械活化40min,球料比(质量比)9∶4和机械活化30min,球料比2∶1 的铁尾矿活性指数可满足火山灰混合材料的使用要求.机械活化后铁尾矿的强度受胶凝性能影响大于微填充作用,活化后的铁尾矿颗粒微级配均匀程度均小于未活化的铁尾矿.铁尾矿的掺入改变了水泥体系的碱度及水化产物的孔结构并使更多的CO₂进入砂浆内部,导致生成了更多的碳酸盐类产物.     

高岭土尾矿制备聚合氯化铝铁絮凝剂及性能研究

利用苏州高岭土尾矿制备聚合氯化铝铁絮凝剂,对聚合氯化铝铁的理化和电化学性能进行了分析检测.研究表明：pH＜8时,聚合氯化铝铁（PAFC）溶液均保持正电性.通过傅里叶红外光谱分析了产品的结构,研究了Zeta电位与COD除去率的关系,探讨其絮凝机理,并应用于实际印染废水的处理,取得了满意的效果.     

高硅型铁尾矿对混凝土碳化及抗硫酸盐腐蚀性能的影响

将某高硅型铁尾矿进行机械力化学活化,将其作为辅助胶凝材料部分取代水泥制备混凝土,取代量(质量分数)分别为10%,20%,30%及40%,开展高硅型铁尾矿对混凝土碳化及抗硫酸盐腐蚀性能影响的试验研究.结果表明,掺加尾矿的混凝土抗碳化性能低于基准混凝土,随着取代量的增加,混凝土抗碳化性能呈下降趋势,但能满足混凝土结构工程的实际要求;随着取代量的增加,混凝土抗硫酸盐腐蚀性能呈上升趋势,取代量为20%,30%及40%时,混凝土抗硫酸盐腐蚀性能优于基准混凝土.经过机械力化学活化,某高硅型铁尾矿作为混凝土辅助胶凝材料部分取代水泥制备混凝土,就混凝土抗碳化性能及抗硫酸盐腐蚀性能而言是可行的.     

铁尾矿物相分析及加气混凝土制备

 研究区域的铁矿尾矿SiO₂质量分数达55.88%, 其成矿地质环境独特而复杂。尾矿的组成以石英、闪石和斜长石为主, 是一种富含硅酸铁的低硅磁铁尾矿。将铁尾矿和硅砂分别粉磨25 和30 min, 在最大限度使用尾矿的条件下, 得出生产铁尾矿加气混凝土的优化方案, 成功制备出干密度为588 kg/m³, 抗压强度为3.99 MPa 的加气混凝土制品。通过XRD 和反应机理的分析结果表明, 成品中主要的物相为水化产物是0.9 nm 托贝莫来石、1.1 nm 托贝莫来石、1.4 nm 托贝莫来石和C-S-H 凝胶, 此外还有铁钙闪石、硬石膏、方解石和水化反应中残留的石英, C-S-H 凝胶作为“黏结剂”和托贝莫来石相互胶结成一个整体, 使制品得到较好的强度。     

机械力化学方法活化矿渣研究

根据机械力化学原理，采用高能球磨技术对3种矿渣进行活化，分别研究了3种矿渣的粒度、密度和净浆小试体抗压强度的变化规律，并初步探讨了机械力化学活化矿渣的机理。结果表明，机械力化学高能球磨能够使矿渣粉体迅速细化，明显提高矿渣的水化活性和水化强度；矿渣本身的抗压强度很低，掺入Ca(OH)2后强度显著提高，最高可达65.37MPa；高能球磨2－4h为最佳处理时间。     

用铁尾矿和菱镁石尾矿制备镁橄榄石轻质隔热耐火材料工艺方法

为减轻铁尾矿给环境带来的恶劣影响，并结合辽宁地区丰富的镁矿资源，本文介绍了利用铁尾矿、菱镁石尾矿合成镁橄榄石轻质隔热耐火材料的实验过程，并使用三种配比进行实验，通过不同配比问性能的比较，找出最佳的比例。最终可以表明，本实验提供的方法可以制备出性能合格的镁橄榄石隔热耐火材料。     

基于鞍山铁尾矿的堇青石系微晶玻璃制备

为了环保和尾矿综合治理,对尾矿制备微晶玻璃进行研究。以分析纯试剂作为原料,分别加入Fe2O3和不加入Fe2O3来制取微晶玻璃,利用XRD和SEM等测试手段,从物相组成、显微结构及晶体结构等方面对制备的试样进行研究,得到加入Fe2O3试样的晶体符合堇青石系微晶玻璃的要求。利用鞍山地区铁尾矿制取微晶玻璃。测试结果表明,铁尾矿制取的堇青石系微晶玻璃试样的最佳配比为:w(SiO2)=53.0%,w(Al2O3)=20.0%,w(MgO)=15.0%,w(TiO2)=5.0%,w(Fe2O3)=1.9%,w(FeO)=2.1%。     

Iron ore tailings used for the preparation of cementitious material by compound thermal activation

In the background of little reuse and large stockpile for iron ore tailings, iron ore tailing from Chinese Tonghua were used as raw material to prepare cementitious materials. Cementitious properties of the iron ore tailings activated by compound thermal activation were studied. Testing methods, such as XRD, TG-DTA, and IR were used for researching the phase and structure variety of the iron ore railings in the process of compound thermal activation. The results reveal that a new cementitious material that contains 30wt% of the iron ore tailings can be obtained by compounded thermal activation, whose mortar strength can come up to the standard of 42.5 cement of China.     

掺加铁矿尾砂的沥青混合料的路用性能

铁矿尾砂利用于沥青路面工程既环保又经济。通过高温车辙试验、蠕变试验和低温弯曲试验评价了掺铁矿尾砂的沥青混合料的路用性能。结果表明,掺铁矿尾砂能够明显提高沥青混合料的高温和低温性能,对混合料水稳定性影响较小。铁矿尾砂可以在沥青路面工程中大规模推广应用。     

镁质矽卡岩型铁矿尾矿免烧砖

对镁质矽卡岩型铁矿尾矿成分、组成、性质等做了分析，并对尾矿免烧砖工艺中几个影响因素进行了探讨，出了适宜的比例，使免烧砖的性能指标满足国家要求，为类似矿山利用尾矿提供了理论依据和实践经验。     

太行山地区铁矿尾矿特点及应用前景

对太行山地区铁矿进行了研究，分析了矽卡岩型铁矿的成因，并对矽卡岩型铁矿尾矿矿物组成及成分进行了分析，指出了此类尾矿的特殊性。还对其应用前景进行了简单的探讨，其中对尾矿还进行了几个方面的工业应用研究。     

Development of carbon composite iron ore micropellets by using the microfines of iron ore and carbon-bearing materials in iron making

Iron ore microfines and concentrate have very limited uses in sintering processes. They are used in pelletization; however, this process is cost intensive. Furthermore, the microfines of non-coking coal and other carbon-bearing materials, e.g., blast-furnace flue dust (BFD) and coke fines, are not used extensively in the metallurgical industry because of operational difficulties and handling problems. In the present work, to utilize these microfines, coal composite iron oxide micropellets (2-6 mm in size) were produced through an innovative technique in which lime and molasses were used as binding materials in the micropellets. The micropellets were subsequently treated with CO₂ or the industrial waste gas to induce the chemical bond formation. The results show that, at a very high carbon level of 22wt% (38wt% coal), the cold crushing strength and abrasion index of the micropellets are 2.5-3 kg/cm2 and 5wt%-9wt%, respectively; these values indicate that the pellets are suitable for cold handling. The developed micropellets have strong potential as a heat source in smelting reduction in iron making and sintering to reduce coke breeze. The micropellets produced with BFD and coke fines (8wt%-12wt%) were used in iron ore sintering and were observed to reduce the coke breeze consumption by 3%-4%. The quality of the produced sinter was at par with that of the conventional blast-furnace sinter.     

铁矿尾砂掺土对土壤几种物理性质的影响

利用铁矿尾砂掺土培养实验,测定金山店铁矿尾砂掺土对其尾矿库边坡覆土即红色石灰土几种物理性质的影响,结果表明,铁矿尾砂掺土使土壤自然容重和压实容重分别增加了4．0％～26．8％和2．6％～24．8％,但与掺砂比例并不呈线性关系．随掺砂比例增加,土壤密度增加了1．7％～20．2％,与掺砂比例呈显著的线性相关．适当的掺砂比例可以显著增加土壤孔隙度．土壤吸湿系数随掺砂比例增加下降了10％～87％,与掺砂比例呈显著的线性负相关．随掺砂比例增加,土壤最大吸水量的变化可分为稳定、急降和缓降3个阶段．综合吸湿水和最大吸水量,适当的掺砂比例可以降低土壤凋萎系数,增加有效水的含量范围,从而能提高土壤抗旱能力．总之,适当比例的铁矿尾砂掺土可以改善土壤的物理性质,调节所用土壤的水、气状况,因此铁矿尾砂的土壤利用可以作为一种铁矿尾砂资源化利用的新技术,最佳掺砂范围应在30％～40％．     

基于铁矿粉液相流动性的塞拉利昂高铝铁矿配矿研究

以塞拉利昂高铝铁矿粉及其他5种烧结常用铁矿粉为原料,通过添加CaO、SiO2、Al2O3纯试剂改变铁矿粉中三种组分的含量,并分析了其对铁矿粉液相流动性的影响,比较了6类铁矿粉液相流动性对SiO2、Al2O3含量的敏感性差异,研究了混合矿粉液相流动性随塞拉利昂高铝铁矿粉配比的变化并进行了烧结试验。结果表明,随着CaO配比的增加,铁矿粉的液相流动性变好,其中塞拉利昂高铝铁矿粉变化的幅度最大;SiO2含量对塞拉利昂高铝铁矿粉液相流动性的影响较Al2O3含量更为明显;随着塞拉利昂高铝铁矿粉配比增加,混合矿粉的液相液动性指数降低,烧结矿的强度和成品率下降。     

红土贫铁矿的金属化

在还原气氛下进行了红土贫铁矿的还原焙烧实验,采用正交实验设计方法,以C/O、焙烧时间和焙烧温度为因素,在还原气氛下得到了最佳工艺条件为:C/O是0.8,还原焙烧温度1350℃,时间为25min.另外发现,在更长的还原焙烧时间或焙烧温度下,产生珠铁分离现象.为接近实际生产条件,进行了敞开氧化气氛实验,由于表面氧化的原因,金属化率仅为50%左右,通过控制球团表面气体搅动,可减轻表面氧化现象,进而提高金属化率,而通过氧化气氛下的实验结果,也证明了实际生产的可行性.     

基于铁矿粉烧结基础性能的优化配矿研究

以提高烧结矿性能为目标,对国内两种铁矿粉以及国外三种铁矿粉进行了同化性能、液相流动性能、粘结相强度三个方面分析研究,并据烧结矿各项性能指标制定出配矿方案进行优化实验,探寻最佳配矿比例。结果表明,五种铁矿粉中自产矿的各项性能最优,其他四种铁矿粉的各项烧结基础性能优势各不相同。其次,根据实验结果制定出优化配矿方案,对比混合矿的各项基础特性,得出最优化配矿方案：自产矿为50%,鞍千矿为20%,巴西B为15%,澳矿为10%,巴西A为5%,为现场烧结生产提供了理论依据。