用赤泥提高铁尾矿热活化性能的试验研究

为提高铁尾矿的活性，使其能作为水泥原料而得以大宗量综合利用，以通钢铁尾矿为对象，研究了铁尾矿自身的热活化性能以及赤泥对铁尾矿热活化性能的影响。结果表明，单独对铁尾矿进行热活化不能使铁尾矿的活性得到提高；按1：1的比例将铁尾矿与赤泥共同湿磨，所得混合物料的热活化性能明显改善，以这种混合物料在600℃下煅烧2h的产物为主要原料（用量50％）制备的胶砂试块的28d抗压强度达47．5MPa，满足国家标准对42．5。水泥的强度要求。

低硅条件下碱度对烧结矿强度的影响

在采用低硅烧结技术进行生产时 ,由于粘结相总量的减少导致烧结矿强度下降 ,严重时不能直接入炉冶炼 ,大大限制了低硅烧结技术的发展。本研究从低硅烧结矿的显微结构及矿物组成出发 ,研究碱度对烧结矿强度的影响。最后确定出硅含量为 4 0的烧结矿的最佳碱度值应为 2 4。

油页岩在碱溶液中离子溶出特性及结构变化研究

针对油页岩灰渣利用率极低、大多以堆存处置的特点,在对油页岩进行热活化处理的基础上,借助XRD、SEM、IR、NMR、ICP等一系列微观测试分析工具对碱溶出前后油页岩的物质组成、结构特性以及硅、铝离子的溶出特性进行了研究。结果表明油页岩在20℃、1 mol/L NaOH溶液中经过7天溶解时,Si^(4+)和Al^(3+)的溶出量均随油页岩煅烧温度的变化而变化。其中900℃煅烧油页岩试样中的硅铝溶出量达到最大,该温度下油页岩胶砂试块强度也达到最大。油页岩在碱溶液中的离子溶出行为及其结构变化的研究为油页岩的化学反应活性评价及综合利用提供了理论基础。

赤泥大掺量用于胶凝材料的研究

由于赤泥具有潜在的胶凝性能,因此可用作胶凝材料的掺和料。但由于赤泥掺量的增加会使材料性能直线下降,故一直未能实现大宗利用。本文利用XRD、SEM、IR等测试手段对赤泥物质构成进行了分析,解释了对赤泥进行热激发处理的机理。并在赤泥掺量50%的基础上,配合各种固体废弃物以及自配的调节剂,考察了胶凝材料的强度。结果表明,该胶凝材料可达到42.5#水泥强度性能的要求,从而有望实现赤泥的大宗利用。

铁尾矿活性优化机理研究

以通化铁尾矿为主要原料,在研究热活化温度对铁尾矿矿物组成、微观结构影响的基础上,借助XRD、SEM等分析工具重点研究了热活化温度、热活化时间以及其他微量添加物对铁尾矿-高岭土体系的矿物组成、微观结构的影响,获得了铁尾矿高效利用的活性优化技术途径,为实现铁尾矿的无害化大宗利用奠定了基础。

冷却温度和处理方式对钢渣反应性能的影响

分析了冷却温度和处理方式对首钢钢渣反应性能的影响，并测试了以钢渣、矿渣以及水泥熟料为主要原料的胶凝材料的力学性能。随着水淬温度的升高，钢渣反应性能呈现降低后升高的趋势。水淬处理过程中由于部分易水化物质的反应而使钢渣的反应性能变差，随炉冷却钢渣中大量结晶物质的生成又使钢渣的反应性能变差。相对而言，在空气中冷却处理所得钢渣的反应性能较好。另外，还研究了钢渣掺量对胶凝材料力学性能的影响，在钢渣掺量为20％～30％的实验条件下．可制得性能较好的胶凝材料。

提高低硅烧结矿强度的研究及在生产上的应用

低硅烧结可明显提高成品矿的含铁品位、显著改善烧结矿的还原性、降低吨铁渣量,从而降低产品成本,提高企业的经济效益。但是由于低硅烧结时,SiO2含量较低、烧结过程产生的液相量少,而导致烧结矿强度变差、成品率下降、低温还原粉化加剧等诸多问题。针对低硅烧结矿强度变差这一突出弊端,采取了具体的应对措施,使SiO2含量为4.0％的烧结矿强度达到了入炉要求。在宣化钢铁集团公司应用中取得了良好的效果。

机械力化学效应对赤泥结构特性和胶凝性能的影响

依据机械力化学原理，采用高能球磨技术对煅烧赤泥进行了活化处理，并利用SEM、XRD、XPS、NMR等一系列微观测试分析工具对赤泥活化前后细度变化、矿物组成、微观结构以及化学状态等进行了研究，在此基础上阐明了机械力化学效应对赤泥结构特性和胶凝性能的影响。该原料条件下，配加50％粉磨时间为30min赤泥的胶凝材料强度性能达到了42．5^#水泥强度性能的要求，这为赤泥的高效大宗利用提供了试验依据和理论基础。

赤泥最佳热处理工艺制度研究

研究了不同煅烧恒温时间和不同冷却制度对赤泥胶凝性能的影响,并借助胶砂强度试验和DTA,XRD等一系列分析方式对热活化后赤泥的胶凝性能进行了分析。结果表明:采用空气中自然冷却的方法,恒温时间从1h～3h,赤泥的活性随恒温时间的增长而增加较快,恒温3h后活性增加较缓;采用随炉缓慢冷却的方法,恒温2小时的赤泥较恒温1h有明显增加,恒温2h后活性增加缓慢。空气中自然冷却和随炉温缓慢冷却这两种冷却制度对赤泥的活性影响也较为显著。

改善低硅烧结矿冶金性能的研究及实践

为了改善低硅烧结矿的冶金性能 ,作者从烧结矿的显微结构和矿物组成出发 ,研究了SiO2 含量与烧结矿低温还原粉化性能之间的关系 ,以及烧结矿碱度、MgO含量、配碳量、添加硼酸和喷洒CaCl2 溶液等对低硅烧结矿冶金性能的影响。利用这些试验结果来指导宣钢烧结生产 ,结果使SiO2 含量为 4 0 %的烧结矿的冶金性能达到了入炉要求。

微量硼对高硅烧结矿粉化性能的影响

为了探讨微量硼对高硅烧结矿粉化性能的改善效果,借助能谱分析和电子探针研究了硼对正硅酸钙形成的影响,结果发现硼可以提高烧结矿中镁的活性,使大量的Mg2+进入正硅酸钙晶格,并取代正硅酸钙晶格中的部分Ca2+,生成钙镁橄榄石(CaO·MgO·SiO2)。另外,硼还具有细化晶粒、促进矿相均匀合理分布及松弛应力的作用。因此,硼可明显改善烧结矿的粉化性能。

热活化黄土胶凝性能研究

借助TG、DTA、XRD等手段研究了黄土在100℃～1000℃的物相组成和热分解特征,采用凝石技术制备了以黄土为主要原料的胶凝材料,测定其力学性能并研究了赤泥掺量对其胶凝材料的力学性能影响。研究结果表明,黄土在600℃煅烧胶凝性能良好;黄土掺量达到40%时,可获得28 d抗压强度超过42.5 MPa的胶凝材料。而且赤泥的掺入对胶凝材料的早期强度有良好的改善作用。

凝石混凝土的抗氯离子渗透性能研究

由钢筋锈蚀导致的混凝土结构耐久性问题受到越来越多的关注,而氯离子是造成钢筋锈蚀的主要原因。采用ASTMC1202推荐的快速试验方法对比测定了氯离子在凝石混凝土和水泥混凝土中的渗透能力,结果表明:凝石混凝土的抗氯离子渗透性能优于水泥混凝土,其机理在于凝石混凝土的孔结构优于水泥混凝土及凝石对氯离子较强的固化能力。

拜尔法赤泥热蚀变活性优化研究

针对赤泥、油页岩利用率极低的现状,基于热蚀变原理,对赤泥、油页岩进行了蚀变处理。借助XRD、IR等一系列微观测试分析工具,研究了蚀变混合物料的物质组成、结构特性以及表面形貌。结果表明:混合物料在700℃,煅烧2h时,活性明显提高。

改善凝石混凝土脆性的试验研究

针对混凝土高脆性的不足,重点研究了不同配合比、掺合料和外加剂对凝石混凝土脆性的影响。通过改进掺合料、优化配合比和添加外加剂,在抗压强度不降低的情况下,改善了凝石混凝土的内部微观结构,降低混凝土的弹性模量,在一定程度上改善了材料的脆性。

唐钢配加巴西粉烧结的实验室研究

为进一步提高烧结矿品位,降低烧结矿成本,探索配加低硅高铁的巴西粉生产烧结矿的规律,进行了实验室研究。结果表明,配加巴西粉能在不降低强度的基础上有效提高烧结矿品位和改善冶金性能。

复合热活化铁尾砂胶凝性能研究

以唐山铁尾砂为研究对象，针对铁尾砂活性差、利用率低的特点，将铁尾砂采用复合热活化处理，并运用XRD、SEM、IR、TG-DTA等现代分析测试手段，研究了在热处理过程中铁尾砂的物理力学性能、矿物组成和微观结构以及状态的变化。结果表明，热处理后的铁尾砂复合体系表现出了良好的胶凝性能。热处理对铁尾砂的活性有积极的影响，这为铁尾砂大规模资源化利用开辟了一条新的途径。

[Si(Al)O_4]四面体聚合度对Na^+固化性能的影响

运用核磁共振分析手段(NMR),采用结构分析的方法研究了赤泥基胶凝材料的水化过程,探讨了[Si(Al)O4]四面体聚合度对Na+固化性能的影响。结果表明:当原料中硅以SiQ0、SiQ1等低聚合度形式存在时,由于低聚合度的[Si(Al)O4]四面体易在早期发生解聚,并在富含Ca2+的溶液中发生反应生成钙硅比较高的C-S-H凝胶,这不利于Na+的固化;当硅主要以SiQ2、SiQ3等中聚合度形式存在时,由于水化后期[Si(Al)O4]四面体的逐渐解聚和铝对硅的取代作用,促进了低钙硅比的(Na,Al)-C-S-H凝胶的生成,改善了Na+的固化性能;而在硅主要以SiQ4高聚合度形式存在时,又不利于Na+固化。

大掺量粉煤灰用于胶凝材料制备研究

阐述了粉煤灰矿物组成、活性来源,对粉煤灰进行了复合优化处理,以改善其反应活性。胶砂强度实验结果表明在将其高掺量(50%)用于胶凝材料生产时,28天强度指标可满足42.5#水泥国家标准的强度要求,为粉煤灰的大宗利用提供了试验依据。