三元固废掺和料耦合机理分析和活化

为实现铁尾矿固废材料的再生利用,提高工业固废利用率,利用陶瓷粉和钢渣组成三元固废掺和料(铁尾矿-陶瓷粉-钢渣)并耦合活化。通过对铁尾矿进行不同时间的机械研磨,加入不同活化剂进行化学活化来提高铁尾矿的活性。采用差热-热重(DTA-TG)分析、扫描电镜(SEM)等方法研究三元掺和料的耦合活化和机械-化学活化机理。结果表明,适当增加铁尾矿研磨时间可以提升掺和料体系的活性指数,Na2SiO3活化剂对掺和料体系活性提升最显著。在三元掺和料体系中,铁尾矿、陶瓷粉主要起填充作用,而钢渣中活性CaO、硅酸二钙(C2S)和硅酸三钙(C3S)成分可以参与水化反应生成较多水化产物,从而提升后期强度,复掺时活性指数均满足普通型Ⅱ级掺和料使用标准,最高活性指数可达88.29%,具备制备三元复合掺和料的潜力。

铁尾矿粉和磷渣粉对再生混凝土抗氯离子渗透性能的影响

通过RCM试验、电通量试验和氯离子固化试验,研究了铁尾矿粉和磷渣粉分别单掺和复掺(等质量替代30%水泥)对再生混凝土抗氯离子渗透性能的影响。结果表明:单掺和复掺铁尾矿粉与磷渣粉均能提高再生混凝土的抗氯离子渗透性能,且复掺时铁尾矿粉掺量越大,抗氯离子渗透性能越好;随着铁尾矿粉掺量的增加,再生混凝土的氯离子结合能力提高;在氯离子浓度较低的环境下,再生混凝土中的氯离子主要以物理吸附和化学结合两种形式存在;在氯离子浓度较高的环境下,再生混凝土中的氯离子主要以化学结合形式存在,物理吸附作用相对较弱。

镍铁渣粉水泥固化砂土剪切强度与应力应变关系研究

将镍铁渣粉和矿粉复合成矿物掺合料加入水泥固化砂土中,考察固化土在三轴压力作用下的力学性能和强度指标等。以固化土在不同条件下的应力应变关系、抗剪强度性能以及剪切破坏性状为研究对象,开展了不固结不排水三轴试验,结果表明:镍铁渣粉水泥固化砂土受剪切破坏后,变形性状在早龄期表现为塑性变形,龄期到达28 d后表现为脆性变形;固化土的静态强度也会随着镍铁渣粉的适量掺入而有所提升;当掺量为水泥用量的45%时镍铁渣粉水泥固化砂土的静态强度达到最佳状态,因此镍铁渣粉的最优掺量范围为40%至45%。

矿渣粉与超细铁尾矿粉在无熟料固结体中的协同水化机制

超细铁尾矿粉表面非晶态铝硅酸盐矿物成分具有水化活性,能够形成较高强度的无熟料固结体,但存在早期水化速率快、后期强度低的缺点。本工作考察了掺入矿渣粉对超细铁尾矿基无熟料固结体微观结构及强度的影响,分析了硬化浆体中水化产物的形貌、种类及含量的差异,并研究了二者在无熟料固结过程中的协同水化硬化机制。结果表明:磨细铁尾矿粉和矿渣粉质量比在1∶1时无熟料固结体28 d可以获得78 MPa以上的强度,XRD、TG-DSC分析结果及SEM微观形貌显示铁尾矿粉和矿渣粉的水化产物一致,均为铝掺杂水化硅酸钙(C-(A)-S-H)和钙矾石(AFt),固结体中AFt的生成量早期与矿渣粉的比例呈正相关关系,后期受体系中SO_(3)含量的控制,固结体的线性膨胀率与AFt含量呈正相关关系,矿渣粉和铁尾矿粉复配可以明显改善试样硬化体的孔结构,二者比例在1∶1时孔径分布最优。本研究证实了矿渣粉与超细铁尾矿粉在无熟料固结过程中有明显的水化协同效应,超细铁尾矿粉表面非晶态成分的早期水化产物对硬化浆体早期起到固结和填充效应,矿渣粉的持续水化补充了后期新的水化产物,二者在水化过程中的协同机制增加了体系中水化产物的生成量,改善了浆体的孔结构,提高了密实度,使固结体获得较高的力学性能和体积稳定性。

镍铁渣粉复合水泥土特性试验及测试结果分析

为有效利用镍铁渣粉,通过室内力学特性试验和水稳定性试验,研究了掺镍铁渣粉水泥土工程性能。结果表明:养生龄期超过28 d,1%镍铁渣粉掺量的水泥土抗压强度最大;养生龄期前28 d,镍铁渣粉水泥土抗压强度和水稳系数随镍铁渣粉掺量增加而逐渐降低,镍铁渣粉增加1%,抗压强度至少降低6.1%,水稳系数平均降低2.8%。镍铁渣粉水泥土抗压强度和水稳系数与养生龄期曲线呈良好的对数关系,养生龄期超过28 d后,抗压强度和水稳系数增长速率减小,逐渐趋于稳定值;干湿条件下,水泥土掺入镍铁渣粉后干湿残留强度比降低,不同镍铁渣粉掺量的水泥土干湿残留强度比随干湿次数增加呈线性趋势降低,干湿增加1次,干湿残留强度比约降低5%。

矿物掺合料改良铁尾砂的力学特性研究

为探究矿物掺合料替部分水泥稳定铁尾砂基层的力学特性,通过宏观力学试验测试,得到水泥—钢渣—矿粉复掺稳定铁尾砂的物理力学参数,并与水泥单掺稳定铁尾砂进行对比分析。研究结果表明:在水泥掺量14%情况下,水泥—钢渣—矿粉复掺稳定铁尾砂的7 d无侧限抗压强度均大于单掺水泥试验组;增加水泥或矿粉的掺量能够提高7 d无侧限抗压强度,而钢渣掺量的增加具有抑制作用;围压对于水泥—钢渣—矿粉复掺稳定铁尾砂的强化作用较水泥单掺的更为明显,黏聚力几乎相同,内摩擦角更大。

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%.

Preparation of Chromium-iron Metal Powder from Chromium Slag by Reduction Roasting and Magnetic Separation

Chromium slag（CS）has become one of the most hazardous solid waste containing chromium and iron.Based on its characteristics,the technology of reduction roasting and magnetic separation was employed to treat CS.The major impurity element of CS is magnesium and it exists in magnesium ferrite phase,which is hard to recover iron in the absence of additives.During reduction roasting,additives（Al2O3and CaF2）could destroy the structure of magnesium ferrite and improve the iron grade and recovery.The final product,i.e.chromium-iron powder,contains 72.54% Fe and 13.56% Cr,with the iron recovery of 80.34% and chromium recovery of 80.70%.

铅试金加铂粉富集-电感耦合等离子体发射光谱法分析铁渣中铑含量

通过铅试金方法结合加入铂粉辅助富集的方式,从含有贵金属的铁渣中富集生成以铂为主的贵金属合粒,将合粒溶解后使用电感耦合等离子体发射光谱仪检测溶液中铑含量。对分析精密度进行了统计,该方法测定结果的相对标准偏差为2.00%~2.89%;加标回收实验回收率为96%~103%;通过实验确定了铂粉加入量为5 mg比较合适;比对了加入量相同的情况下铂粉富集与金富集的差异;讨论了铁渣样品中银含量对分析的影响以及相应的处理方法。实验表明,本方法能很好地满足多杂质铁渣中铑含量的测定。

铜尾渣深度还原回收铁工艺研究

为给含铁铜渣深度资源化利用提供技术依据,以国内某铜渣磨矿—浮选选铜尾矿为原料,以焦粉为还原剂、氧化钙为添加剂,以含铁硅酸盐还原成金属铁为目标,以还原产物磨矿—弱磁选精矿指标为评价依据,进行了还原焙烧工艺条件研究。试验结果表明:①还原温度和还原时间对还原效果影响显著;②在氧化钙用量为6%、焦粉用量为14%、还原温度为1 300℃、还原时间为2 h情况下,获得的金属铁粉的铁品位为92.96%、铁回收率为93.49%,且杂质硫磷含量低,属优质炼钢辅料。铜尾渣深度还原产物的SEM分析表明,还原产物中金属铁颗粒粒度较均匀,形状较规则,嵌布关系较简单,无明显夹杂其他渣相的现象,这为后续磨选作业实现铁颗粒的较好解离和获得较好分选指标创造了条件。

铁尾矿粉对碱矿渣泡沫混凝土力学性能的影响

为了研究铁尾矿粉对碱矿渣泡沫混凝土力学性能的影响,用掺入了铁尾矿粉的碱矿渣泡沫混凝土制成100 mm×100 mm×100 mm的立方体试块,分别将混凝土试块养护3、7、28 d后,测试其抗压强度.结果表明:随着铁尾矿粉碱矿渣泡沫混凝土表观密度的增加,其抗压强度不断增大;当铁尾矿粉的掺量从10%增加到30%时,碱矿渣泡沫混凝土的抗压强度逐渐增大;当铁尾矿粉的掺量从30%增加到50%时,碱矿渣泡沫混凝土的抗压强度逐渐减小,且强度损失较明显,随着铁尾矿粉细度的提高,碱矿渣泡沫混凝土的强度逐渐增大.

镍铁渣粉对水泥土的强度影响试验研究

为了揭示镍铁渣粉对水泥土性能的影响,结合宏观与微观的试验方法分别对不同镍铁渣粉掺量和龄期的水泥土进行试验研究。宏观进行了水泥土的无侧限抗压强度试验,得到各组配合比下水泥土的强度值;微观进行了水泥土的物相和孔结构试验,得到各组配合比下水泥土的孔径大小和钙矾石的结晶情况。结果表明:镍铁渣粉的活性到28 d龄期后才会更大程度的被激发,早龄期活性很低; 20%为镍铁渣粉掺量的较优掺入值;镍铁渣粉活性的发挥主要是与水泥水化产物反应生成钙矾石晶体;微观孔结构试验结果能与无侧限抗压强度试验结果做到很好的相互印证。

连铸铁皮渣的分离与综合利用研究

铁皮渣是连铸氧化铁皮与结晶器保护渣残渣的混合物。研究铁皮渣的分离方法,将铁皮渣分离成较纯的氧化铁皮与保护渣残渣。分离出的氧化铁皮可用于高炉生产,而且还可以用于生产铁粉和磁性材料;分离出的保护渣残渣可以作为保护渣的原料,在配入一定量的其他原料后,制作的保护渣成分、熔化温度、黏度等理化性能都能满足生产要求。连铸铁皮渣得到最充分有效的综合利用。

某高铁二次铜渣深度还原—磁选试验研究

某二次铜渣铁含量较高,主要以铁橄榄石、磁铁矿等形式存在,难以用传统的选矿方法回收。采用深度还原—磁选工艺对该二次铜渣中铁回收的工艺技术条件进行了探讨,结果表明,在深度还原褐煤用量为20%、氧化钙用量为8.9%、还原温度为1 250℃、还原时间为3 h,还原产品磨矿细度为-0.074 mm占70%、弱磁选磁场强度为60.8 kA/m条件下,可获得铁品位为93.64%、回收率为88.08%的优质磁选铁粉,其杂质含量较低,可作为耐候钢的优质原料。

用铁粉从酸性淋洗液中置换金银铜试验研究

研究了用铁粉从某黄金冶炼渣氯化焙砂淋洗液中置换回收金、银、铜,考察了铁粉用量、置换时间、温度对金、银、铜置换率的影响。结果表明:在铁粉用量9g/L、反应时间50min、温度60℃条件下,溶液中金、银、铜置换率分别达98.51%、98.85%和96.51%,置换回收效果较好。

铜渣高温快速还原焙烧-磁选回收铁的研究

采用高温快速还原焙烧-磁选工艺从铜冶炼渣回收铁,系统研究了碱度(Ca O/Si O2)、还原温度、还原时间、还原剂用量等因素对磁选金属铁粉质量的影响。结果表明,铜渣中的铁主要以铁橄榄石形式存在,其次为磁铁矿;在碱度(Ca O/Si O2)0.6、焦粉配比12%、还原温度1 300℃、还原时间30 min、铜渣粒度-0.074 mm粒级占95%、磁场强度0.08 T的条件下,可得到铁品位91.10%、金属化率94.27%的金属铁粉。

煤基铁精粉生产低硫珠铁试验研究

对采用铁精粉、煤粉和石灰石为主要原料,配加CaF2所制成的含碳球团,在不同试验方案下进行还原试验研究,分析珠铁的生产过程和渣铁的组织成分,计算硫元素的分配情况。试验结果表明:采用合理的试验方案,能使含碳球团在27 min内还原熔分效果良好,并得到含硫量较低的珠铁;所得珠铁的内部组织结构主要由珠光体和渗碳体组成;渣中以Ca2Mg(Si2O7)和Ca3Mg(SiO4)2为主,其它成分很少;增加CaF2配入量,使得进入珠铁中的硫元素减少,进入渣中的硫元素增多;提高加热温度,使得进入珠铁中的硫元素减少,进入空气中的硫元素增多。

铅渣煤基直接还原—磁选选铁试验

云南澜沧某铅渣Fe、Cu、Pb、Zn含量均较高,采用煤基直接还原—磁选工艺对其中的铁进行了回收工艺技术条件研究,并对试验过程中的重要产物进行了XRD和SEM-EDS分析。结果表明,含铁25.98%的铅渣在还原煤用量为铅渣质量的30%、焙烧温度为1 200℃、焙烧时间为40 min、直接还原产物磨矿细度为-74μm占83.92%、1粗1精弱磁选磁场强度分别为180、56 kA/m情况下,可获得铁品位为93.68%、回收率为77.59%的金属铁粉;煤基直接还原可使铅渣中粒度细微、嵌布关系复杂、磁性弱的含铁矿物转变成粒度粗大、与渣界限分明、磁性强的金属铁,为弱磁选分离创造了有利条件。

碳热法还原攀钢高钛高炉渣工艺研究

为了达到使攀钢高炉渣中钛氧化物富集的目的,从而综合有效利用攀钢高炉渣,将含钛高炉渣配加焦粉或者石墨在不同温度下进行烧成。研究了反应温度、还原剂类型及助熔剂铁粉对反应产物富集情况的影响,同时借助于XRD、SEM等手段对反应后试样的物相组成和显微结构进行了观察和分析。结果表明:该工艺可以使渣中的钛元素以TiN的形式富集;相对于石墨来说,用焦粉做还原剂更有利于渣中钛元素的富集和TiN晶粒的生长;助熔剂铁粉的加入使得反应生成的TiN晶粒更加容易富集,且生成的TiN晶粒以包围状分布在圆形Fe的周围,温度的升高使得该现象更加明显。

铁矿渣矿化剂对硅微粉结合SiC窑具材料晶相结构与性能的影响

在硅微粉结合的SiC窑具材料中添加不同含量的铁矿渣,铁矿渣中的Fe2O3在高温下形成一定数量的液相,能使硅微粉析出的α—方石英转变为稳定的α—磷石英,提高窑具材料的热稳定性和强度,延长使用寿命。本文主要探讨不同含量的铁矿渣对窑具材料力学性能和抗氧化性能的影响。实验结果表明,确定0.4wt%铁矿渣为最佳加入量。窑具的抗折强度为21.2MPa,1次和10次热震抗折强度保持率分别为47.3%和46.6%。经12小时氧化的氧化度为0.0061%,与其他试样相比,氧化速度大大降低。