铁尾矿—硅锰渣—赤泥协同制备超高性能混凝土力学性能研究

选用铁尾矿粉、硅锰渣粉和赤泥作为矿物掺合料代替部分普通硅酸盐水泥,协同制备了2种不同水胶比的超高性能混凝土,研究了掺入铁尾矿—硅锰渣—赤泥的超高性能混凝土(Ultra-high Performance Concrete,UHPC)的力学性能,探究了铁尾矿粉掺量对UHPC的抗弯强度、劈裂抗拉强度和抗压强度的影响。结果表明:①水胶比较低的超高性能混凝土中,铁尾矿粉对混凝土抗弯强度影响较大,对劈裂抗拉强度影响较小;②水胶比较高的超高性能混凝土中,铁尾矿粉对混凝土抗弯强度的影响与对劈裂抗拉强度的影响基本一致;③随着铁尾矿粉掺量增加,水胶比为0.20和0.25的超高性能混凝土抗压强度降低,硅锰渣—赤泥组超高性能混凝土28 d抗压强度最大降低幅度分别为19.2%和22.9%。上述分析进一步反映出:①铁尾矿粉在超高性能混凝土中的掺量不宜超过矿物掺合料总量的40%;②铁尾矿粉的掺加不利于超高性能混凝土的早期抗压强度提升,但适量掺加铁尾矿粉(20%)有利于超高性能混凝土后期抗压强度增长;③三参数模型系数相对于铁尾矿—硅锰渣—赤泥超高性能混凝土的抗压强度和养护龄期关系相对集中,拟合相关系数较高。

铁尾矿泥对全尾矿混凝土强度及早期收缩性能的影响

为了最大程度地利用铁尾矿资源,实现混凝土的绿色可持续发展,本文采用铁尾矿泥作掺合料,铁尾矿碎石和铁尾矿砂分别作为粗、细骨料,配制强度等级为C30的全尾矿混凝土。将20%、30%和40%(质量分数)比表面积为320和432 m^(2)·kg^(-1)的铁尾矿泥作为全尾矿混凝土掺合料,研究铁尾矿泥掺量和细度对混凝土工作性能、力学性能和早期收缩性能的影响。结果表明:当铁尾矿泥的细度为320~432 m^(2)·kg^(-1)、掺量在20%~30%时,与以粉煤灰为掺合料的常规混凝土相比,全尾矿混凝土劈裂抗拉强度提高了6.6%~12.8%,7 d收缩率减少了10.4%~26.3%。微观结构分析表明,当掺量在20%~30%时,铁尾矿泥作为掺合料可以提高混凝土的密实性,降低全尾矿混凝土的早期收缩。

岩溶区排泥库泥浆泄漏应急处置管理经验探讨

岩溶区排泥库具有尾矿粒度细和地质条件复杂两大特点,致使近年来泥浆泄漏事故频发。泥浆通过岩溶通道外泄至周边水系,污染下游河道、水塘、泉眼等,对库区周边生态环境及居民生产、生活造成极坏的负面影响和极大的经济损失。如何有效应对甚至避免该类事故,成为工程技术人员、厂矿企业及地方政府密切关心的问题,也给排泥库设计、建设及管理人员提出极大的挑战。针对排泥库的泄漏特点和应急处置难点,系统分析排泥库从选址、设计、施工至运行全寿命周期过程中所应关注的重点,包括地质勘察、岩溶治理、应急管理体系、泄漏点处置及应急池建设等。结合近年来排泥库建设、管理过程中总结、积累的相关经验,同时借鉴行业专家针对尾矿库突发事件的应急处置经验,提出了排泥库泄漏应急处置管理应具备的全新理念。并通过工程案例,明确排泥库泥浆泄漏应急处置管理的重点、难点,以及具体实践过程中可参考的思路和方法,对提高排泥库应急处置管理水平和化解泥浆泄漏风险具有较大的现实意义。

花岗岩质洗砂尾泥的资源化利用试验研究

洗砂尾泥是砂石生产企业在湿法制砂的过程中产生的废弃物,伴生的尾泥处理是砂石企业亟待解决的难题,也是资源高效利用的关键。石灰石质洗砂尾泥一般可直接用于水泥厂生料配料,花岗岩质洗砂尾泥因其钾、钠等元素含量较高,处置相对困难,主要处理方式为露天堆放、制作微晶玻璃、发泡陶瓷、免烧砖、加气板材等,相对石灰石质尾泥而言需要较高的处置成本。根据洗砂尾泥的物化特性,通过用于水泥生料配料以及替代混凝土中粉煤灰的方式处置洗砂尾泥,产品质量未见下降,生产成本有明显降低,有效地利用了花岗岩质洗砂尾泥资源,取得了一定的社会经济效益,对于花岗岩质洗砂尾泥无害化、资源化处置的进一步推广利用具有参考意义。

泡沫陶瓷材料的制备及性能研究

以石英砂尾泥为主要原料采用发泡剂法制备泡沫陶瓷材料。主要研究了原料配方即石英砂尾泥、废玻璃粉、发泡剂、稳泡剂的用量对泡沫陶瓷的体积密度、吸水率和孔隙率的影响。结果表明:体积密度随石英砂尾泥和SiC用量的增加而降低,随稳泡剂用量的增加而升高。吸水率随石英砂尾泥用量的增加而增大,随SiC和稳泡剂用量的增加而降低。石英砂尾泥和废玻璃粉的最佳配比为55%和45%。发泡剂、稳泡剂最佳用量分别为2%和1%。

辽宁某矿山浮选含泥质尾矿充填安全性论证

辽宁某矿山拟采用本区含泥质尾矿矿浆进行浓密充填作业,为考察浓缩后矿浆的充填安全性能,进行了尾矿的化学成分分析、物理性质、沉降试验、泌水试验、饱和浓度、浆体初终凝、充填体强度试验等充填安全性论证。结果表明,尾矿SiO_(2)含量较高,是一种较好的惰性材料,有害成分含量低,属于安全的井下充填材料;尾矿粒度级配较为均匀,不均匀系数较小;尾矿的自然沉降速度很小,远远低于国内普通尾矿充填矿山,在不添加絮凝剂加速沉降的情况下,实现尾矿沉降、浓密与连续制浆的工艺难度很大;尾矿饱和浓度在63%~66%,考虑到添加胶凝材料的水化反应,尾矿浆体的浓度应在50%~60%;尾矿自然渗透速率较小,自然渗透脱水难度较大。研究结果可以为尾矿充填参数确定提供参考。

龙山铝矿排泥库尾矿浆沉积特征研究

尾矿浆的沉积固结特性对于尾矿库底部隔水层的隔水性能具有重要影响。为探究龙山铝矿排泥库尾矿浆的沉积固结规律,利用沉积柱试验,对尾矿泥浆沉积固结随时间的变化特征展开研究。通过室内高压固结试验,分析泥浆孔隙比随应力的变化关系以及密度随应力的变化关系。试验结果表明,尾矿浆的沉积过程大致分为3个阶段:快速沉积阶段、缓慢沉积阶段、沉积固结阶段;泥浆的孔隙比及密度在应力为0~300 kPa时变化较大,而超过该范围变化幅度降低,整个过程表现为非线性变化。通过计算拟合出密度随深度变化的计算公式,为相关工程提供数据参考。

赤泥选铁后尾矿管道输送试验研究

针对赤泥选铁后尾矿进行管道输送相关的一系列试验研究。进行了流变特性研究,结果表明此类浆体属于宾汉体模型,最佳输送浓度为35%;进行了敷设角度试验,此类浆体的最大敷设角度应不大于8.5°;进行了临界沉积速度计算,35%浓度时,浆体在内径203和255 mm两种管径的临界沉积速度分别为0.982和1.039 m/s;进行了内径203和255 mm的两种规格管道的环管试验,结果表明浆体摩阻在相同管径下,随浆体浓度的增大而增加,浆体摩阻在同种浓度下,管道内径越大,摩阻越小。

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。

我国铝土矿资源及其选矿技术进展

阐述了我国铝土矿的资源储量与进口情况,介绍了我国铝土矿资源类型与特点,并分析了铝土矿资源开发存在的问题。针对我国铝土矿资源较为丰富但质量差的特点,总结了所采用的铝土矿选矿方法。并从铝土矿选矿脱硅、高铁铝土矿铝铁分离与高硫铝土矿脱硫、铝土矿选矿尾矿和废水处理三个方面分析了目前铝土矿选矿存在的工艺技术问题。建议立足国内资源,淘汰落后产能,推进铝土矿选矿与尾矿和赤泥的资源化利用研究,并加大利用国外铝土矿资源力度以及开发利用其他铝资源。

晶化工艺对铁尾矿微晶玻璃微观结构的影响

以铁尾矿为主要原料制备微晶玻璃,通过DTA,XRD,SEM分析方法,全面考察了晶化温度和晶化时间对微晶玻璃结构的影响.实验发现：随着析晶温度的升高,主晶相钙铁辉石没有改变,但晶体形态和析晶率发生了较大的变化;随着析晶温度的升高,晶体的规则程度增加,晶体尺寸增大,析晶率呈先增加后减小的趋势;当析晶温度高于1250℃时,晶体分布均匀程度降低;最佳晶化温度为1200-1250℃,晶化时间为180 min.

利用钼尾矿和赤泥烧制贝利特-硫铝酸钙水泥熟料

以钼尾矿、赤泥、石膏、石灰石和矾土为原料制备贝利特-硫铝酸钙水泥熟料。通过强度、XRD及SEM等测试手段,研究煅烧温度和原料配比对水泥熟料性能的影响。试验结果表明:以质量分数为8.59%的石膏、10.52%的钼尾矿、13.29%的赤泥、54.73%的石灰石和12.88%的矾土为原料,1350℃下煅烧可制得强度较高的贝利特-硫铝酸钙水泥熟料,矿物结构合理,XRD结果表明熟料主要矿物与硫铝酸钙水泥类似,含较多的贝利特矿物。

页岩提钒尾渣-赤泥混合煅烧制备地聚物研究

页岩提钒尾渣和赤泥等固体废弃物的大量堆存会给周围环境带来严重威胁,亟待综合处理。页岩提钒尾渣和赤泥均含有硅酸盐、铝硅酸盐矿物,具有作为制备地聚物原料的可能性。对页岩提钒尾渣和赤泥进行煅烧活化,再在碱激发剂的作用下制备地聚物。研究表明:混合煅烧能有效提高页岩提钒尾渣和赤泥的活性,增强地聚物强度。在页岩提钒尾渣与赤泥质量比为4∶6时,制备的地聚物七天抗压强度能够达到32.41 MPa,满足MU30普通混凝土小型砌块的强度要求。为协同利用多种固废提供了可供借鉴的方法。

赤泥-矿渣少熟料体系制备全尾砂胶结充填料试验研究

试验研究了赤泥对矿渣少熟料全尾砂膏体胶结充填料性能的影响。结果表明赤泥能有效激发该体系的活性,解决了矿渣少熟料全尾砂膏体胶结充填料早期强度低的问题,赤泥的优化掺量为24%(占胶凝材料总量),1d抗压强度约为3.6MPa是不掺赤泥的抗压强度的6.5倍,3d与7d强度分别能达到5.3,7.2MPa,满足矿山充填的要求。

废日用陶瓷等固体废物制备高强轻质陶粒的研究

探讨并分析了利用废日用陶瓷、珍珠岩尾矿和赤泥等工业废渣为主要原材料以及煤粉和磁铁矿粉作造孔剂研制高强轻质骨料。研究表明,所研制的陶粒具有高强、轻质、低吸水率的特点,比筒压强度可达8．05×10-3 MPa· m3／kg,吸水率仅为6．3％,大大低于国家标准15％的要求,为废日用陶瓷等工业废渣综合利用提供了一条新的途径。

岩溶区排泥库泥浆深层泄漏机理

受喀斯特地貌及动水环境季节性变化影响,岩溶区排泥库底部泄漏事故时有发生,泄漏点探测成为控制灾害影响程度的关键。为此,通过灰色关联分析多参数对泥浆泄漏渗流力的影响,认为其中泥浆密度与流速对其渗流力影响较大,建立了泥浆密度、含水量、流速与泥浆渗流力的多元线性回归方程;并进一步建立了不同泄漏孔口大小、含水量和动力黏度条件下的泥浆泄漏数值模型,结果表明:泥浆含水量、动力黏度对泄漏影响半径影响不大,而泄漏孔口大小与泄漏影响半径关系较为密切,水平影响半径平均为泄漏孔口半径的4.61倍,竖直影响半径平均为泄漏孔口半径的5倍。

利用铅锌银矿尾矿研制琉璃瓦

以铅锌银矿尾矿为主要原料,辅以红泥、高岭土,在1160~1170℃煅烧形成结构致密琉璃瓦。结果表明:采用配方组成为铅锌银矿尾矿36~37%、红泥45~46%高岭土18~19%、制得的琉璃瓦坯体,XRD分析主晶相有石英、钙长石、莫来石等,扫描电镜(SEM)结果表明琉璃瓦坯体颗粒紧密排列,颗粒之间有少量的空隙。釉面较平整,釉坯中间层紧密。试样的吸水率、弯曲破坏荷重、热稳定性能和抗冻性等指标均能达到《建筑琉璃制品》JC/T765-2006标准要求。这不仅利用了铅锌尾矿,缓解其对环境的污染,又降低了琉璃瓦生产成本,变废为宝。

望儿山金矿全尾砂充填体表面细泥抑制试验研究

全尾砂充填在充填体表面往往会形成一层具有一定厚度的细泥层,给生产作业带来诸多不便,作者试验在充填料中加入微量自主开发的尾砂专用絮凝剂来解决这个问题。通过室内试验证明,絮凝剂可以有效地抑制细泥层产生,加快细粒级沉降速度,添加0 005%的絮凝剂可以使沉降速度提高1倍,同时缩短沉降过程所用时间到不加絮凝剂时的1/3。在望儿山金矿现场应用,取得了显著的效果,证明这种方法是可行的,而且成本非常低廉。

菱镁矿尾矿与硼泥合成橄榄石研究

本实验以菱镁矿尾矿、硼泥和硅石为主要原料,通过固相反应烧结制备镁橄榄石,研究随着硼泥和添加剂铁红(Fe2O3)引入量的不同对合成镁橄榄石材料相组成、结构及烧结性能的影响。利用XRD和SEM对烧后试样的矿物相组成和显微结构进行表征。结果表明:硼泥可以促进烧后镁橄榄石材料中晶粒异常长大,随着烧后镁橄榄石材料结构中液相的增多,系统中出现了顽火辉石相,烧后镁橄榄石材料体积密度逐渐增大,硼泥对镁橄榄石有促烧结作用。添加剂铁红与氧化镁形成镁铁固溶体,促进镁橄榄石材料结构致密,系统中引入3.51%铁红,烧后镁橄榄石材料体积密度提高24%。

岩溶区铝土矿尾矿泥浆自重固结模型试验研究

根据广西平果铝岩溶堆积型铝土矿尾矿泥浆堆场排放及填筑特点,设计一尺寸为1 000 mm(长)×1 000 mm(宽)×600 mm(高)试验箱模拟尾矿泥浆的排放固结过程,并分别进行了第一、二、三层(层高200mm)泥浆的排放试验,以研究广西平果铝尾矿泥浆距离中央排水管不同位置的表层、各不同深度沉降及排水量与时间的关系,以及各层之间沉降和排水相互影响。试验结果表明,各层泥浆的表层及分层沉降趋势基本一致,沉降量较均匀,三层泥浆稳定后总沉降量为110 mm,占总高度的18.3%;而单独堆填第一层泥浆时排水量最大,占泥浆总量的6.02%,随着后期第二层、第三层泥浆的堆填排水量逐级递减,分别占泥浆总量的5.87%,4.22%。相邻泥浆层间沉降及排水量影响较大,隔层影响较小。