硅質(zhì)尾礦火山灰性能的活化研究.pdf

1、硅質(zhì)尾礦是我國礦山尾礦的一種重要類型，其棄置、堆存，不僅占用土地資源，而且污染環(huán)境。硅質(zhì)尾礦的化學(xué)成分主要為SiO2，并含有Al2O3、Fe2O3等酸性氧化物和少量Na2O、K2O、CaO、MgO等堿性氧化物，化學(xué)成分與火山灰物質(zhì)類似，具有與Ca(OH)2等堿性化合物反應(yīng)的潛在火山灰活性，在水泥混合材等方面具有巨大的應(yīng)用潛力。本文旨在通過對(duì)硅質(zhì)尾礦火山灰性能的活化研究，提出增強(qiáng)其火山灰活性的有效方法，為其資源化利用提供科學(xué)依據(jù)。

2、　　本文首先以三種典型的硅質(zhì)尾礦為研究對(duì)象，考察了機(jī)械粉磨對(duì)不同尾礦火山灰活性的影響，然后針對(duì)一種尾礦進(jìn)行了不同添加量的助磨劑和化學(xué)激發(fā)劑試驗(yàn)，得到一最佳活化工藝，最后對(duì)活化尾礦的應(yīng)用性能進(jìn)行了探索性試驗(yàn)。不同細(xì)度的粉磨實(shí)驗(yàn)表明，隨著尾礦比表面積的增大，尾礦的活性指數(shù)均提高，當(dāng)比表面積達(dá)到400m2/kg以上時(shí)，三種硅質(zhì)尾礦的28d活性指數(shù)均可達(dá)到65％以上，能夠滿足活性混合材的要求。硬脂酸鈉助磨劑對(duì)尾礦的活性指數(shù)具有一定提高作用，其適

3、宜的添加量為0.16％。
　　在助磨劑試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過氧化鈣、硅酸鈉、氯化鈣、硫酸鈉、明礬五種常用激發(fā)劑的化學(xué)活化對(duì)比試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)硫酸鈉和明礬添加量的增加會(huì)明顯降低尾礦的28d活性指數(shù);硅酸鈉添加量為2％時(shí)，尾礦28d活性指數(shù)略有提高;隨著氧化鈣和氯化鈣添加量的增加，尾礦的活性指數(shù)逐漸提高，氧化鈣添加量為5％時(shí)，尾礦28d活性指數(shù)達(dá)到68.84％，氯化鈣添加量為5％時(shí)，尾礦28d活性指數(shù)達(dá)到65.92％，但是氯化鈣有明顯早強(qiáng)作用，

4、其3d的活性指數(shù)可達(dá)74.55％。綜合考慮得出該尾礦的實(shí)驗(yàn)室最佳活化方案為添加量為0.16％的硬脂酸鈉和5％的氯化鈣與尾礦混合后，取125g，采用行星式球磨機(jī)在400Hz的條件下粉磨4min，此時(shí)尾礦粉體的比表面積為536m2/kg。
　　借助XRD、SEM-EDS等分析手段，對(duì)尾礦水泥不同齡期的水化產(chǎn)物以及變化規(guī)律進(jìn)行系統(tǒng)研究，結(jié)合活性指數(shù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)28d內(nèi)發(fā)現(xiàn)尾礦發(fā)生了部分水化，而且對(duì)水泥水化并無不利影響。
　　活化

5、尾礦對(duì)水泥性能影響研究表明，尾礦摻量在20％內(nèi)，可制備42.5R普通硅酸鹽水泥;摻量在20％～30％內(nèi)，可制備325R火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥;尾礦水泥的安定性、凝結(jié)時(shí)間等均滿足GB175-2007《通用硅酸鹽水泥》的要求。通過活化尾礦用作化學(xué)發(fā)泡水泥摻合料的研究發(fā)現(xiàn)，活化尾礦的最佳摻量為20％，這時(shí)發(fā)泡水泥的密度為270.3kg/m3，28d的抗壓強(qiáng)度為0.49MPa，質(zhì)量吸水率為32.36％，等同于目前市場上的同類化學(xué)發(fā)泡水泥材料;聚丙烯