铝土矿尾矿协同钒钛磁铁矿尾矿制备刚玉质复相陶瓷

以铝土矿尾矿和钒钛磁铁矿尾矿为原料,经混料、成型和高温烧成等工艺制备了刚玉质复相陶瓷,研究了钒钛磁铁矿尾矿添加量、烧成温度等因素对制得复相陶瓷材料的物相、显微形貌及力学性能的影响规律。结果表明:当铝土矿尾矿与钒钛磁铁矿尾矿质量比为9∶1时,在1100℃下保温3 h制得刚玉质复相陶瓷材料的性能最优,其体积密度为2.71 g/cm^(3),抗压强度为276.9 MPa,抗折强度为67.3 MPa。

表面活性剂对铝土矿选矿尾矿流变性的影响

采用SEM、粒度分析、Zeta电位和光学显微镜分析等手段,研究了表面活性剂对铝土矿选矿尾矿流变性的影响规律。结果表明,铝土矿尾矿粒子细、形貌不规则,浆液属假塑性流体。随着尾矿浓度的增加,浆液的粘度增加,同时稠度系数和流变指数也增加,说明随着尾矿浓度的增加,粒子间的相互作用增强,浆液的网状结构得到强化。随着剪切速率的增加,粘度降低,出现了剪切稀化现象。加入短链阴离子表面活性剂可使粒子Zeta电位略有增加,浆液粘度也略有增加,而加入长链阴离子表面活性剂虽可略降低粒子的Zeta电位,但显著的氢键和范德华力会强化粒子间的相互作用,使粘度明显升高。加入短链阳离子表面活性剂会发生明显的电荷中和现象,使得粒子的Zeta电位明显降低,强化了粒子间的相互作用,使浆液粘度增加。加入长链阳离子表面活性剂可促进粒子的聚集(或絮凝),降低浆液的粘度。这些结果为尾矿的输送、堆存和尾矿库的安全提供依据。

铝土矿尾矿除钛和铁及其采用表面改性

采用铵化焙烧及机械力化学法对铝土矿进行尾矿除钛和铁及其表面化学改性。实验时样品中的铁与硫酸铵的摩尔比范围为1：0．5～1：4，除杂后样品采用X射线衍射与化学成分分析来表征。阐述了各参数对表面改性的影响，实验得到最佳改性条件为：磨矿浓度为30％，改性剂用量为3％，球料比为5，磨矿时间为8h，球磨机转速为500r／min。结果表明：铵化焙烧-酸洗法能有效脱除铝土矿矿中钛和铁杂质，而其它矿物成分的性质不发生改变；机械力化学法能使铵化焙烧除杂后的铝土矿尾矿起到良好的改性效果。

掺铝土尾矿泡沫轻质土的物理力学及水力特性研究

为更好地利用大量废弃的铝土尾矿泥,可将其用于泡沫轻质土的制备。本实验研究了铝土尾矿泡沫轻质土在四种设计湿密度下流动度、无侧限抗压强度、体积吸水率及微观结构的变化规律,并建立其无侧限抗压强度与湿密度的关系,揭示体积吸水率随浸泡时间的变化规律。试验结果表明,铝土尾矿泡沫轻质土的无侧限抗压强度随设计湿密度的增加而增大,铝土尾矿泥不仅可作为泡沫轻质土的骨料,也可充当胶凝材料取代部分水泥,无侧限抗压强度随着湿密度的增加呈近似指数型增长。铝土尾矿泡沫轻质土湿密度和体积吸水率随浸泡时间的延长先迅速增长而后变得缓慢,最后趋于稳定,且体积吸水率随着设计湿密度的增大而减小。随着水泥和铝土尾矿泥含量增大及泡沫含量减小,铝土尾矿泡沫轻质土孔隙逐渐变得稀少,结构变得更加密实,强度增长较为明显。此材料的应用将为工程建设带来巨大的经济和环境效益。

低温养护及加水方式对碱激发铝土矿选尾矿砂浆强度的影响

以碱激发铝土矿选尾矿砂浆为研究对象,采取室内低温(1℃)成型、室外低温(-13～17℃)养护措施,研究了-13～17℃范围内正温-负温交替的低温环境及不同加水方式对该砂浆试样强度的影响。结果表明,低温会延缓其凝结硬化,使其各龄期强度均低于标养试样的各龄期强度,但这种正温-负温交替的低温环境并不会使强度倒缩,强度随龄期反而持续稳定地增长,至90 d时抗压强度可超过60.0 MPa;直接加水成型试样与在蒸煮水玻璃时就已经添加足量水的试样具有相当的强度,这说明在低温环境中成型时只要水呈液态就可用于试样制备。

铝土矿选尾矿制备碱激发胶凝材料的性能

以煅烧铝土矿选尾矿、水玻璃为主要原料制备碱激发胶凝材料,研究了其在不同养护条件下的强度发展规律及耐热性能。结果表明:虽然提高养护温度可显著提高砂浆强度,但长时间高温养护会引起强度倒缩;封闭恒温潮湿空气养护可使砂浆强度稳定发展,但开放条件下养护因失水而使强度大幅度降低;在400～500℃的高温下灼烧1h,其强度没有明显下降。

铝土矿尾矿合成莫来石的研究

为使铝土矿尾矿得以高效利用,本研究以铝土矿尾矿为原料制备试样,将其置于钼丝炉中,分别在1 550℃、1 650℃保温4 h合成莫来石。采用XRD、SEM和EDS等手段对不同温度下烧后试样的物相组成和显微结构进行表征;并借助TOPAS软件进行XRD全谱拟合无标样定量分析,确定莫来石的生成量。结果表明:利用铝土矿尾矿合成莫来石的纯度较高,晶粒发育良好,呈长柱状,互相交错。随着温度升高,莫来石生晶体轮廓更加清晰,其合成量略有增加。

复杂铝土矿浮选尾矿机械力化学表面改性研究

利用机械力化学改性方法对复杂铝土矿尾矿进行了表面化学改性的研究。结果发现,机械力化学作用能够促进尾矿改性的进行,达到改性目的。并利用活化指数、沉降高度和接触角预先评价了改性效果,同时考察了磨矿浓度、偶联剂用量、球料比、改性时间、磨机转速等因素对改性效果的影响。经红外光谱分析表明,尾矿和钛酸酯的结合主要有共价键结合和氢键结合。

铝土尾矿泥浆逐级堆排沉积特性试验研究

通过量筒沉积试验分析不同浓度的尾矿泥浆沉积变化历程及泥水分离规律,并根据矿山实际生产情况开展逐级堆排沉积柱试验,获取尾矿泥浆沉积后不同深度处的物理参数,从而得到逐级堆排下泥浆沉积特性,并采用灰色关联分析法分析各参数之间的影响。结果表明:铝土尾矿泥浆沉积稳定后泥水分界面高度与泥浆含泥量密切相关,与泥浆浓度无关,推测矿山常用排放浓度30%的泥水分离比为1∶1.018;各堆排层间存在"锁水"现象,含水量、密度、孔隙比、渗透系数、压缩系数和体积压缩系数等物理参数沿深度方向上存在逐级分段、各级相互独立的特性;且各物理参数之间存在相互影响的复杂关系,其中含水量对其他物理参数的影响显著,含水量对密度、孔隙比、渗透系数、压缩系数的关联程度依次为0.945、0.952、0.856、0.889。

以铝土矿尾矿为原料碳热法制取铝硅合金中生团块的性能

探讨了一种用于测试铝土矿尾矿碳热法制取铝硅合金中生团块真密度的方法,并用容重法验证了其可行性.在此基础上,以抗压强度和气孔率为指标,通过单因素实验和正交实验,考察了制团压力、干粉粘结剂含量、配水量、尾矿粒度对生团块性能的影响.结果表明,获取优质生团块的最佳工艺条件为:制团压力22.5MPa,干粉粘结剂含量9%(ω),配水量13%(ω),尾矿粒度0.42～0.178mm.此时生团块的抗压强度为27.8MPa,气孔率为18.7%.

铝土矿浮选尾矿制备聚合硫酸铝铁的研究

某铝土矿浮选尾矿在600℃下焙烧3h后,按照硫酸溶液(浓度45%)与焙砂5∶1的液固比,在100℃下浸取3h,铝、铁的浸出率分别达到61.65%和94.10%。浸出液中通过适量添加硫酸亚铁和双氧水,制备的聚合硫酸铝铁液态产品符合国家标准。不同水样的混凝试验结果表明,该产品对于浊度的降低和固体悬浮物的去除具有较好效果。

铝土矿选尾矿制备烧结砖的试验研究

综合分析尾矿利用的最新成果,分析了铝土矿选尾矿的成分特点,通过正交试验优化制备烧结砖的原料配比:铝土矿选尾矿84%、粉煤灰10%、污泥6%。在此配比下,按水固比0.24、烧成温度1100℃、保温时间60 min,制得烧结砖的性能均符合GB5101—2003《烧结普通砖》中MU20级的要求,该"全废渣"制备烧结砖的方法符合循环经济的发展要求。

基于赤泥、铝土尾矿和污泥三大工业废物的陶粒制备实验研究

赤泥、铝土尾矿、污泥是焦作市的三大工业固体废物,废物堆放占用大量土地,还会对环境造成污染。将赤泥、铝土尾矿和污泥三大工业废物按不同配比混合,加水搅拌后制成圆球,经过1 150℃焙烧,保温20 min后冷却,制备符合国家标准的烧胀陶粒,并选出制备陶粒的最佳配比。结果表明,铝土尾矿掺量是影响陶粒性质的主要因素,掺量越高,陶粒的筒压强度就越高;加入适量的污泥能使陶粒的多孔结构更加显著,使陶粒更加质轻。当赤泥、铝土尾矿和污泥的配比为27.5%、52.5%、20%时,得到的陶粒筒压强度最高,为16.19 MPa,堆积密度为866.75 kg/m^3,吸水率为9.7%。当赤泥、铝土尾矿和污泥的配比为52.5%、27.5%、20%时,陶粒的筒压强度为11.09 MPa,堆积密度为694 kg/m^3,吸水率为7.3%。以赤泥、铝土尾矿、污泥三大工业固体废物为原料制备陶粒,为工业固体废物的资源化利用提供了一种新方法。

桂西铝土尾矿泥浆自重排水固结联合生石灰固化处理参数选取分析

为加快尾矿泥浆的固结,提出自重排水固结联合生石灰固化处理方法。通过开展模型试验,分析尾矿泥浆体积含水量、土压力、孔隙水压力、含水量等参数的变化,综合评定得出排水管桩水平最佳影响范围,确定生石灰添加时机,并揭示生石灰固化机理。结果显示,直径为400 mm模型中的泥浆在自重排水作用下体积含水量、平均含水量降幅均较大,联合生石灰固化后体积含水量下降显著且十字剪切强度较大。由此推测铝土尾矿自重排水联合生石灰固化试验最佳水平影响范围为8倍排水管管径,在尾矿泥浆含水量为60%~70%时加入生石灰,其固化效果最好,且生石灰消解作用降低泥浆含水量是固化作用的关键。研究结果可为桂西地区工程实际应用自重排水联合生石灰固化技术时对排水管桩布置和添加生石灰时机的选取提供依据。

铝土矿选别尾矿制备新型土聚材料的研究

以选别尾矿为原料制备新型土聚材料,考察了煅烧温度、活化时间、颗粒细度、碱激发剂品种、水玻璃模数和掺量对土聚材料强度的影响。研究表明,选别尾矿在800℃条件下活化4 h,比表面积为400±50m2/kg,用模数为1.2的水玻璃做激发剂,在掺量10%条件下可以制备出抗折、抗压强度分别达到6.15 MPa、30.31 MPa的新型胶凝材料;对土聚材料胶凝机理进行了简要分析。

增钙对碱激发铝土矿选尾矿砂浆强度的影响

以煅烧铝土矿选尾矿、水玻璃为主要原料制备碱激发胶凝材料,研究了钙对其强度的影响。结果表明:掺入的CaO在热活化过程不会与尾矿发生化学作用;掺入少量CaO可使砂浆的强度提高,但强度不会随CaO掺量的增加而继续增长;先煅烧后增钙与先增钙后煅烧具有相当的增强效果;Ca(OH)2与CaO具有相似的增强效果,但前者的强度提升程度更高。根据试验结果,提出了先煅烧后增钙的活化方式及1%CaO掺量的增强方式、2%～5%CaO掺量的促凝方式。

铝土矿浮选尾矿阻燃功能化研究

以河南郑州小关铝土矿浮选尾矿为原料,采用水解法制备了具有阻燃性能的氯氧化锑包覆尾矿。通过SEM、TEM、XRD、DSC-TG、氧指数仪、锥形量热仪对包覆尾矿进行了表征及阻燃性能测试。结果表明:包覆尾矿表面较粗糙,包覆层厚度不均匀;包覆物物相以SbOC l为主,间有Sb4O5C l2;包覆尾矿的热分解温度大于200℃,用于聚乙烯阻燃时,比同等条件下制备的氯氧化锑具有更好的阻燃性能;包覆尾矿还具有消烟性能。

铝土矿浮选尾矿盐酸浸出除铁的动力学研究

对铝土矿浮选尾矿盐酸浸出除铁的动力学进行了研究。通过对氧化铁的存在形式及浸出液浓度和浸出温度对不同浸出时间氧化铁浸出率的影响进行了研究,采用扫描电镜对浸出前后铝土矿浮选尾矿的微观形貌进行了分析,结果表明:在浸出温度353K,浸出时间120min,浸出液固比5∶1 1,浸出盐酸浓度6mol时,铝土矿浮选尾矿中氧化铁浸出率可达96%以上。在氧化铁的浸出率低于90%时其浸出过程速率由内扩散速率控制,浸出动力学符合内扩散动力学模型1-2/3α-(1-α﹞2/3=kt,获得的表观活化能为76.50kJ/mol。

降雨蒸发作用下掺砂改良铝土尾矿泥浆试验研究

针对铝土尾矿泥浆自身具有高含水量、低渗透性、高压缩性、高液限等不良性质且堆存易受降雨蒸发共同影响的缺点,开展了室内掺砂改良铝土尾矿泥浆研究。通过对不同粒径及掺砂比的改良铝土尾矿泥浆经历蒸发、降雨作用后泥浆裂缝发展、吸湿现象及抗剪强度结果进行分析,并通过分析掺砂后铝土尾矿泥浆性质改良情况,以确定最佳的掺砂参数。研究结果表明:铝土尾矿泥浆蒸发量变化规律与裂缝发展相互促进,中砂组20%组别的铝土尾矿泥浆蒸发量大,同时裂缝发展程度最高;掺砂比在0%~30%范围内,泥浆内摩擦角随着掺砂比的增大而逐渐增长;在0%~20%范围内,掺砂铝土尾矿泥的凝聚力明显提高,而掺砂比超过该值后凝聚力下降。综合认为掺砂粒径为2.0~5.0 mm,掺砂比为20%最佳,研究结果为掺砂改良铝土尾矿泥浆工程实际运用提供了参数支持。