铁尾矿合成镁橄榄石质耐火材料的反应机理

针对铁尾矿的环境污染和资源再利用问题,提出了利用铁尾矿添加轻烧镁粉合成镁橄榄石质耐火材料的原料,使用综合热分析方法确定发生反应的温度区间,尤其确定了特征温度点,并以之为烧成终点温度烧制试样,利用XRD、SEM、EDAX等先进手段进行检测分析,最后综合分析了铁尾矿和轻烧镁粉生成镁橄榄石的反应机理,确定了镁橄榄石的主要生成区间在1400-1700 K。     

铁尾矿合成镁橄榄石质耐火材料的反应机理

针对铁尾矿的环境污染和资源再利用问题,提出了利用铁尾矿添加轻烧镁粉合成镁橄榄石质耐火材料的原料,使用综合热分析方法确定发生反应的温度区间,尤其确定了特征温度点,并以之为烧成终点温度烧制试样,利用XRD、SEM、EDAX等先进手段进行检测分析,最后综合分析了铁尾矿和轻烧镁粉生成镁橄榄石的反应机理,确定了镁橄榄石的主要生成区间在1 400-1 700 K.     

宽城铁尾矿制造氯氧镁复合瓦的研究

以宽城铁尾矿为骨料,以氯氧镁水泥为凝胶,制造出复合瓦。通过实验研究,得出复合瓦的最佳配方是:60目的宽城铁尾矿主料为70%,,氯氧镁水泥为30%,,氯氧镁的Mg O∶Mg Cl2·6,H2O∶H2O的最佳混合比例是8∶1∶13;木屑添加量为2.5%,,以0.2%,~0.5%,的草酸和硫酸亚铁为添加剂,可以降低瓦片重量,提高复合瓦的强度和耐水性能。铁尾矿复合瓦的研制不但可以减少铁尾矿造成的环境污染,而且复合瓦性能优异,是黏土瓦的理想换代产品。     

MgO加入量和烧成温度对镁橄榄石材料物相组成和性能的影响

在镁橄榄石细粉中加入不同含量的电熔镁砂,以树酯为结合剂,在不同温度下进行烧成,制备镁橄榄石耐火材料.对烧成制品的物相组成、显气孔率、体积密度和常温耐压强度进行检测,研究不同电熔镁砂含量和烧成温度所制镁橄榄石的物相组成和性能.结果表明,随着镁砂含量的增加,镁橄榄石耐火材料的显气孔率逐渐增大;随着烧成温度的提高,镁橄榄石耐火材料的显气孔率逐步降低,有利于加速其合成.     

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.     

桥面铺装铁尾矿和炉渣隔热性能试验研究

针对桥面铺装隔热性能不佳和大跨度桥梁容易出现温度突变病害问题,研究了桥面铺装下层的混凝土配合比设计,以铁尾矿和炉渣为新原料,普通硅酸盐水泥为胶凝剂,钢纤维为添加剂,配制轻质高强、隔热保温的桥面铺装下层混凝土。试验数据表明,新型混凝土的性能达到JTG D60-2004《公路桥涵设计通用规范》标准,隔热保温性能是普通混凝土的1.2倍以上,可以减缓大跨度桥梁温度突变病害。     

桥面铺装铁尾矿和炉渣隔热性能试验研究

针对桥面铺装隔热性能不佳和大跨度桥梁容易出现温度突变病害问题,研究了桥面铺装下层的混凝土配合比设计,以铁尾矿和炉渣为新原料,普通硅酸盐水泥为胶凝剂,钢纤维为添加剂,配制轻质高强、隔热保温的桥面铺装下层混凝土.试验数据表明,新型混凝土的性能达到JTG D60-2004<公路桥涵设计通用规范>标准,隔热保温性能是普通混凝土的1.2倍以上,可以减缓大跨度桥梁温度突变病害.     

利用铁尾矿高温改性钢渣的性能

研究了铁尾矿高温改性处理对钢渣体积稳定性和胶凝性能的影响,结合X射线衍射分析、扫描电镜观察和能谱分析等测试方法,对改性钢渣的矿物组成和微观形貌进行了分析.发现铁尾矿的高温改性显著降低了钢渣中游离氧化钙(f--CaO)的含量,提高了钢渣胶凝性能.铁尾矿掺加质量分数为20%和处理温度为1250℃时,钢渣中f--CaO的质量分数由4.84%降低至1.82%,降幅达到62.4%,28d活性指数比原始钢渣体系提高5.6%.铁尾矿掺量由10%增加至30%时,改性钢渣中相继出现镁蔷薇辉石、镁黄长石和钙镁辉石等硅酸盐矿相.高温改性过程促使RO相分解,RO相中的FeO转化为磁铁矿相(Fe3O4).     

镁橄榄石质隔热材料的制备及其性能研究

以天然镁橄榄石和NaCl为原料,采用熔盐法制备镁橄榄石质隔热材料.研究不同熔盐配比和烧结温度对材料显气孔率、体积密度和耐压强度的影响,并利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对其相组成及微观形貌进行表征.结果表明,熔融的NaCl提供了液相环境,促进了镁橄榄石的烧结,经过水溶液处理后,NaCl溶于水中,其占据的空间形成了气孔;烧结温度为1 100℃,熔盐含量为50％时,制得的隔热材料有较低的体积密度、较高的显气孔率和耐压强度,气孔分布更均匀,材料的隔热性能较佳.     

利用冶炼废渣代替选铁尾矿烧制水泥熟料

通过生产试验,对比冶炼废渣与选铁尾矿作为铁质原料烧制熟料的配比方案、工艺条件、经济环境因素等,表明烧制熟料时应用冶炼废渣优于选铁尾矿。     

铁尾矿混凝土应用特性试验研究

随着矿产资源的大量开发,选矿过程中不断产生尾矿,因其排放量大、利用率低的特点,造成了一系列环境和经济问题,如何提高尾矿利用率已成为世界范围内的课题。提出用铁尾矿代替常规细骨料配制混凝土,变废为宝。将原始铁尾矿进行筛分,按照粒径分布分级代替普通砂作为新细骨料配制混凝土,测试其和易性、抗压强度以及耐久性,并与普通混凝土作对比,实验结果表明,铁尾矿部分或全部代替普通砂作为细骨料配制的混凝土与普通混凝土相比,坍落度降低,抗压强度有所提高,耐久性基本保持不变。为此,铁尾矿完全代替普通砂作为细骨料配制混凝土技术上是可行的,工程性质有所增益,可以在建筑工程中推广使用。     

铁尾矿资源化利用现状与发展策略

铁尾矿是我国目前现存规模最大的固体废弃物之一,而且其堆存量还在快速增长。一方面铁尾矿的堆放不仅占用大量土地资源,还存在不同程度的环境污染与安全隐患;另一方面,铁尾矿也是一种宝贵的资源,对其合理的综合利用,可以实现变废为宝,也可以实现最大限度的趋利避害。在分析铁尾矿利用现状的基础上,通过对其利用方式的对比分析,提出加强对铁尾矿资源利用的管理,为铁尾矿的开发利用提供技术保障;加强矿山企业铁尾矿高附加值资源化利用研究,探索铁尾矿资源增效新途径;以及吸引社会资本投入铁尾矿库治理、生态修复等可行性建议。     

铁尾矿再选粗精矿深度还原含铁硅酸盐矿物的生成与还原

采用化学分析、XRD分析、SEM及EDS能谱分析方法,对齐大山铁尾矿再选粗精矿深度还原含铁硅酸盐矿物的生成与还原机理进行研究。研究结果表明:低温还原时,部分铁氧化物与脉石矿物发生固相反应,使含铁硅酸盐矿物中的铁(简称硅铁)占全铁的质量分数由未还原时的20.66%增加到720℃时的27.56%;当还原温度为770~930℃时,由于浮氏体大量生成和Na2CO3的加入,有大量低熔点富铁复杂硅酸盐矿物生成,使硅铁占全铁的质量分数由28.03%增加到53.18%;当升温到930℃时,大量钙铁辉石和少量铁橄榄石、钙铁橄榄石生成,由于Ca O的碱性氧化物效应,铁橄榄石不能大量稳定存在而转化为还原性更好的钙铁辉石、钙铁橄榄石。在高温还原条件下,钙铁辉石及钙铁橄榄石中的铁离子进入复杂硅酸盐相中,并迁移到复杂硅酸盐相表面进行还原,还原得到的金属铁沿着复杂硅酸盐相表面聚集连晶,形成金属铁环边产物层;当升温到1 300℃时,硅铁占全铁的质量分数可降至9.13%。     

铁尾矿粉对水泥砂浆性能的影响及机理分析

选取比表面积为340m~2/kg铁尾矿原粉和比表面积为680m~2/kg的磨细粉,研究铁尾矿粉细度和掺量对水泥砂浆流动性和强度的影响规律,并分析作用机理.试验结果表明,在所研究的掺量范围内(不大于50%),两种细度的铁尾矿粉都可以提高水泥砂浆的流动性;随着铁尾矿粉掺量增加,砂浆强度增大,当原矿粉掺量超过10%,磨细粉掺量超过20%时强度开始降低,低于基准样.水泥水化放热量结果表明,与基准样相比,当原矿粉掺量小于8%,或磨细粉掺量小于20%时,诱导期延长,水化放热量减少;当原矿粉掺量为8%,磨细粉掺量为20%时,诱导期缩短,水化发热量增大,可以加速水化.氮吸附测得的砂浆孔结构结果表明,掺入铁尾矿粉可以减少多害孔数量,改善砂浆的孔结构.铁尾矿粉掺入的稀释效应也可以促进早期水化.总之,一定量铁尾矿粉对砂浆性能的影响是物理稀释效应、加速水化效应和填充密实效应的综合作用,增大铁尾矿粉细度更有利于三大效应的发挥.     

MgO-CaO系耐火材料的研究与应用

镁钙系耐火材料具有一系列优良的性能，有关镁钙系耐火材料的研究与应用一直受到人们的关注。镁钙系耐火材料的弱点是其中游离氧化钙易水化的问题，围绕着这一问题，人们做了大量的工作并取得了一些有益的结论。对镁钙系耐火材料的现状进行了分析，介绍镁钙系耐火材料的性能、生产、研究和应用，并对下一步的研究工作提出了建议。     

铁尾矿石骨料特征及在混凝土中的应用实验研究

为了提高铁尾矿石在混凝土中的骨料利用率,促进铁尾矿石成为混凝土骨料的一种替代品,对鞍山某铁尾矿石破碎的骨料进行物理特征分析,并对配制的普通混凝土、高强混凝土和无砂混凝土进行抗压强度试验,对比铁尾矿石骨料在不同混凝土中的骨架性能差异.研究表明,铁尾矿石骨料的化学成分氯离子、MgO、Na2O等含量很低;粗骨料力学特性明显,棱角性较强,符合Ⅰ级料要求;配制的普通混凝土、高强混凝土、无砂混凝土均具备良好的抗压性能;铁尾矿石粗骨料在高强混凝土中的自身骨架性能发挥程度最高;无砂混凝土粗骨料的穿透率介于普通混凝土与高强混凝土之间.     

不同粒级与结构铁尾矿渗透破坏模式判别方法

渗透破坏是引起尾矿坝事故的重要原因。渗透破坏模式不同，影响也不尽相同。有必要对其判别方法进行研究，进而有效预判可能发生的尾矿坝渗透破坏形式，从而更为有效的保护尾矿坝下游人员的生命与财产安全。通过开展铁尾矿的渗透破坏试验，电镜扫描观测，显微镜观测，对细颗粒含量与结构影响下的铁尾矿渗透破坏模式进行了分析。研究表明：1）应用现行的一些渗透破坏模式判别方法对铁尾矿渗透破坏模式进行判别时，其准确性降低。2）以达西定律为基础，提出采用渗透系数对平均孔隙直径进行计算的方法，这种方法可以有效计算均匀尾矿的平均孔隙直径，沉积尾矿粗、细粒层的平均孔隙直径。为后续尾矿渗透破坏模式的判别提供有力依据。3）提出了适用于铁尾矿的渗透破坏模式判别方法。对不同粒级与结构铁尾矿的渗透破坏模式判别准确性较高。开展砂槽试验，在较大尺度范围上对提出的铁尾矿渗透破坏模式判别方法进行了验证，结果较为准确。研究成果对维持尾矿坝安全运行具有一定指导意义。     

铁尾矿在建材产品中的应用途径

在阐述我国铁尾矿资源现状的基础上,综述了近年来铁尾矿在我国建材行业中的应用研究进展,并对目前国内铁尾矿在建筑材料中的应用的方法和途径进行了分析,指出了铁尾矿综合利用对于提高经济效益和改善生态环境的重要性。     

工业废渣固化铁尾矿的力学特性试验研究

为探究碱渣与矿粉等工业废渣固化铁尾矿的力学特性和固化机理，通过单掺和复掺碱渣、矿粉等对铁尾矿进行固化处理.通过无侧限抗压强度试验、扫描电镜（SEM）试验等方法，分析初始含水率、压实度、养护龄期、养护条件、碱渣和矿粉等对固化铁尾矿强度的影响并探讨其固化机理.结果表明，碱渣、矿粉、石灰和催化剂复配可有效改良铁尾矿无侧限抗压强度.固化材料中，矿粉对铁尾矿的强度增长起积极作用，石灰和碱渣的掺入使得矿粉的强度增长作用更为明显；催化剂在压实度较低的试样中表现出良好的强度提升作用.在标准养护条件下，固化铁尾矿0～7 d强度增长较快，7～28 d强度增长较慢；在固化材料作用下，较高初始含水率的固化铁尾矿养护强度偏低；随着压实度的增加，固化铁尾矿的强度提升，但当压实度逐渐接近100%，强度提升效果逐渐减小；泡水养护条件下，固化铁尾矿强度增长较小，其28 d强度仅为标准养护条件下试样强度的40%～50%.     

铁尾矿试制微晶玻璃的研究

研究了以选铁尾矿为主要原料，采用淬粒法工艺制作微晶玻璃的配方、熔化温度、晶化温度、保温时间等工艺参数，并对样品的性能进行了检测，分析了影响样品质量的主要因素。