钛白渣作水泥缓凝剂的应用研究

目前天然石膏供不应求、价格飞涨，其很大比例是用做水泥缓凝剂。为解决这一矛盾，本文从石膏缓凝剂的缓凝机理入手，对钛白粉生产过程中钛白渣的化学成分、在水泥中与天然石膏的性能对比试验、最佳掺量等方面情况进行分析研究，得出钛白渣可以替代天然石膏作水泥缓凝剂、其最佳掺量为5％～6％等结论，为资源的综合利用和水泥企业缓凝剂选择开拓了新的道路。

钛白渣提纯制备电池级硫酸亚铁工艺技术研究

以某钛白粉生产企业副产钛白渣为原料,选用复合沉淀剂代替传统常用化学沉淀剂,采用一步沉淀法去除杂质,提纯制备电池级高纯硫酸亚铁产品,可作为磷酸铁锂生产原料,为钛白渣的利用提供了新途径。研究结果表明:选用氟化氢铵与还原铁粉按一定质量比配制的复合沉淀剂[m(氟化氢铵)∶m(还原铁粉)=3.6∶1],控制反应条件:反应温度为60℃、反应时间为2h、沉淀剂用量为钛白渣处理量的2.67%(质量分数)、搅拌速度为300r/min、反应液中Fe2+浓度为1.37mol/L,最终得到产品纯度为99.98%,镁、钛杂质脱除率均达到99%以上,XRD结果表明产品为七水硫酸亚铁。

钛白渣制备复合磷酸铁锂及其电化学性能

采用液相水热法制备技术,以钛白渣、碳酸锂、磷酸二氢钠为原料,抗坏血酸为添加剂,在密闭高压反应釜中合成得到了镁掺杂磷酸铁锂复合材料。研究了钛白渣一步制备磷酸铁锂材料过程中,杂质元素的掺入情况及其对复合材料结构、形貌、电化学性能等的影响。电感耦合等离子体光谱仪(ICP)和电镜能谱仪(EDS)分析结果表明,在合成过程中镁成功掺入到复合材料中,制备得到复合材料LiMP04(M代表Fe与Mg);X射线衍射仪(XRD)分析结果表明微量镁的掺入并未对材料结构产生影响;扫描电镜(SEM)结果显示钛白渣制备的复合磷酸铁锂材料形貌为菱形多面体;电化学性能测试结果表明合成的复合材料的首次充放电性能、循环性能和高倍率性能有较大提升,均显著优于高纯硫酸亚铁制备的磷酸铁锂材料性能。

钛白石膏矿渣物理力学性质及其渣场稳定性评价

矿渣堆放是采矿业的必要环节,常要面对渣场稳定性评价问题。攀枝花市某矿渣场的堆积物为钛白石膏渣,其主要成份是GaSO_(4)·2H_(2)O,钛白石膏渣性质特殊,1、含水率高,GaSO_(4)·2H_(2)O中结晶水的相对原子质量占21%。2、渗透性小,钛白石膏渣为弱透水层。钛白石膏渣的特殊性导致该矿渣场地下水难以排出,造成该渣场在雨季存在边坡失稳隐患。本文在现场勘察的基础上通过室内试验和原位测试对矿渣的物理力学特性进行分析,再通过FLAC^(3D)软件进行三维数值模拟,以位移、塑性变形的特点和整体稳定性系数作为稳定性评价的依据。这种宏观与FLAC^(3D)三维数值模拟相结合的稳定性分析方式相对于极限平衡法具有更多评价依据、更能反映实际情况的优势。该矿渣场的工程地质环境稳定,位移监测数据显示矿渣场处于稳定状态。高程为1270m平台局部存在因失水和不均匀沉降产生的裂缝。宏观上矿渣场整体处于稳定状态,1270m平台处于基本稳定状态。三维数值模拟显示最危险处位于1270m平台及以上坡体,天然工况下稳定性系数为1.19,降雨工况下整体稳定性系数为1.10,与宏观分析结论相近。这种宏观与三维数值模拟相结合的稳定性评价方式可为类似特殊矿渣场稳定性评价工作提供一定参考。

攀枝花市某渣场钛白石膏渣工程性质研究及堆排工艺改进

矿渣堆排是矿业的必要环节,堆排前须清楚矿渣的工程性质,为堆排设计提供依据。攀枝花市某渣场堆体为钛白石膏渣,因工程性质不明确导致存在滑坡隐患,因此明确该矿渣工程性质对改进堆排工艺和消除隐患起着重要作用。试验结果表明该矿渣透水性弱(渗透系数Kv=30.3×10^(-6)cm/s),含水率高(ω=84.7%),重塑后基本呈淤泥状;原位测得内聚力c=27.2 kPa,内摩擦角φ=22.7°,室内重塑矿渣剪切试验测得c=14.0 kPa,φ=10.3°,表明钛白石膏渣重塑后抗剪强度大幅降低。强度折减法计算结果表明矿渣抗剪强度参数降低至重塑值时1 260~1 270 m平台之间坡体稳定性系数Kf=0.998(不稳定)。地震作用可能将1 220~1 260 m之间堆体的抗剪强度参数降低至重塑值,引发整体滑坡,因此计算堆体在重塑状态的稳定性是必要的。计算发现重塑状态堆体Kf=1.027(欠稳定),存在滑坡隐患。针对钛白石膏渣透水性弱,含水率高的特点,提出通过在矿渣中掺砂来改善排水条件,提高抗剪强度的措施,Kv从30.3×10^(-6)cm/s(弱透水层)提高至105.4×10^(-6)cm/s(中等透水层),ω从84.7%降至50.5%。c从14.0 kPa提升至18.2 kPa,φ从10.3°提升至17.4°。未掺砂继续堆排后Kf=1.039(欠稳定),掺砂继续堆排后提高至1.060(基本稳定),证明堆排工艺改进的有效性,为类似特殊矿渣堆排提供一定参考。

钛白绿矾渣与电解锰渣协同浸出试验研究

广西是我国重要的电解二氧化锰和钛白生产基地,电解锰渣和钛白绿矾渣的处理一直是制约两个行业发展的难题。由于钛白绿矾渣中的硫酸亚铁可用作还原剂浸出电解锰渣中的MnO2,因此本研究进行了硫酸体系下电解锰渣浸锰试验,考察了电解锰渣与绿矾渣配比、浸出温度、硫酸浓度、浸出时间、固液比对锰浸出率的影响,并对浸出反应进行动力学分析。试验结果表明:在电解锰渣和绿矾渣质量比10:1.0、浸出温度50℃、硫酸浓度1.0 mol/L、浸出时间1.0 h、固液比为1:15 g/mL的条件下,锰的浸出率达到98.67%;浸出反应符合收缩核模型,反应表观活化能为40.47 kJ/mol,表明浸出受内扩散-界面化学反应控制;试验还根据线性拟合结果确定了锰浸出过程的宏观动力学方程。该研究为回收电解锰渣中的锰,实现电解锰渣和钛白绿矾渣的资源化利用提供了参考依据,对固废减量化处置具有现实意义。

新型溢流器高效回收钛白酸解尾渣中的钛

中国是世界上最大的硫酸法钛白生产国,目前已累计堆积超过千万吨副产品酸解尾渣。酸解尾渣中含有大量未反应的粒径大于25μm的钛铁精矿,酸解尾渣堆积而不利用就造成了严重的环境污染和资源浪费。根据酸解尾渣颗粒沉降实验分析,发现酸解尾渣料浆具有良好的沉降和易分层特性。通过建立干扰沉降末速度计算式,得出酸解尾渣中颗粒切割粒度25μm的沉降速度为0.60 mm·s?1。基于流动、分选机理和沉降特性分析,设计了适用于酸解尾渣分离工艺的新型DTB(draft tube babbled)溢流分离器,并进行了结构参数优化,获得了溢流器最优结构参数和最佳分离效果。结果表明,外排溢流含有极少量大于25μm的钛铁精矿颗粒,回收的钛品位达27%,回收率为73%。这些结果为大规模回收酸解尾渣中钛资源提供了基础数据。

硫酸法钛白石膏渣土物理力学性质试验

为给钛白石膏渣的稳定性评价和治理提供技术依据,以四川某硫酸法钛白石膏渣土为例,进行物理力学性质、击实性质等土工试验。结果表明,钛白石膏渣土具有含水量高、透水性差和力学强度低、自身稳固性差的特点;在相同含水率的条件下,随着法向固结压力的增大,渣土抗剪强度呈线性增大趋势;法向压力一定时,含水率越低,渣土抗剪强度越大;随着含水率的增大,渣土黏聚力先下降后上升,内摩擦角呈线性减小趋势。

钛白酸解渣磁选回收利用技术研究

对钛白酸解渣进行了1粗1精选别方案、粗磨选别方案、细磨再选方案的磁选对比试验,结果表明:采用细磨再选方案选出的精矿TiO_(2)品位最高,粗磨选别方案次之,1粗1精选别方案最低。在酸解过程中,细磨再选方案和粗磨选别方案得到的精矿酸解指标基本类似,均较好。而在沉降过程中,1粗1精选别方案的精矿沉降效果较好,主要是由于其产物中大颗粒较多,便于沉降。在酸解反应模型中发现,酸解反应是分步进行的,颗粒的大小、杂质含量等都是影响酸解反应的主要因素。

沟谷型钛白石膏渣堆场设计的关键问题探讨

分析了攀枝花地区钛白石膏渣性质及分类,结合工程设计及实践经验,对该地区沟谷型钛白石膏渣堆场设计中的挡渣坝、排渗系统、堆置工艺等关键问题进行了探讨,为该类堆场设计提供参考和借鉴。

某矿山渣场稳定性分析

结合攀枝花某钛白石膏渣场治理与技改扩能工程,通过工程地质钻探建立符合工程实际的岩土模型,将已堆置石膏渣细分为硬、软、较软3个层位,利用极限平衡分析方法,对钛白石膏渣场稳定性进行计算,计算结果表明渣场现状拦渣坝坝体的安全系数偏低,有必要对渣场进行科学治理。