離子型稀土尾礦基陶粒的制備及其性能研究.pdf

1、離子型稀土礦是我國寶貴的礦產(chǎn)資源，但因其早期開采工藝較落后，導(dǎo)致大量尾礦的產(chǎn)生。這些尾礦在礦區(qū)內(nèi)或周邊堆存，不僅占用大片土地，造成了資源的浪費，而且容易引發(fā)水土流失，泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，對生態(tài)環(huán)境及安全構(gòu)成了巨大的威脅。因此如何將稀土尾礦無害化、減量化是當(dāng)前擺在我們面前的重要課題。
　　為此，本文根據(jù)離子型稀土尾礦（以下簡稱“稀土尾礦”）黏土含量高的特點，采用其制備陶粒以實現(xiàn)該類尾礦的資源化，從而達(dá)到無害化與減量化的目的。首先對稀土

2、尾礦的基本性質(zhì)進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)稀土尾礦主要由石英、高嶺石等黏土礦物組成，完全符合對于制備多孔陶粒原料的要求。在此基礎(chǔ)之上，研究了燒結(jié)方法制備陶粒過程，結(jié)果表明采用爐內(nèi)自然冷卻能使陶粒具有更好的孔隙結(jié)構(gòu)，且在一定范圍內(nèi)，鋁硅比的提高能增大礦物的抗壓強(qiáng)度，隨著燒結(jié)溫度與燒結(jié)時間在一定范圍內(nèi)增大，陶粒的孔隙結(jié)構(gòu)與抗壓強(qiáng)度等性能均能得到提升。并通過條件試驗確定了最佳的燒結(jié)條件，可以獲得吸水率為34.19％、顯氣孔率55.51%、抗壓強(qiáng)度3.62

3、Mpa與體積密度為1.23g/cm3的燒結(jié)陶粒。其次，對免燒方法制備陶粒過程進(jìn)行了研究，比較了鈣質(zhì)激發(fā)與堿激發(fā)兩種免燒方法陶粒制備的效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)采用鈣質(zhì)激發(fā)方法制備的免燒陶粒具有更好的性能，更適合作為廢水處理使用的陶粒濾料。通過條件試驗確定了免燒陶粒的最佳制備工藝，可獲得吸水率為30.28%，顯氣孔率為49.96%，密度為1.65g/cm3，抗壓強(qiáng)度為3.17Mpa的免燒陶粒。
　　對燒結(jié)方法與免燒方法制備陶粒的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了檢

4、測，結(jié)構(gòu)表明，燒結(jié)陶粒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為均勻、緊密，氣孔分布平均，呈三維貫穿，均勻的小氣孔構(gòu)成了疏松多孔的骨架支撐結(jié)構(gòu)；免燒陶粒內(nèi)部孔隙非常發(fā)達(dá)，主要為形狀不規(guī)則的連通大孔，且陶粒內(nèi)部凹凸不平，說明免燒陶粒內(nèi)孔隙豐富，比表面積大，兩種方法制備的陶粒均符合廢水處理陶粒濾料的特性。
　　對燒結(jié)陶粒與免燒陶粒的性能進(jìn)行了檢測，結(jié)果表明，燒結(jié)方法與免燒方法所制備陶粒的強(qiáng)度、吸水率與顯氣孔率均能達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)的要求，浸出毒性均也符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。兩種