鄂西赤鐵礦尾礦制備劈開磚的研究.pdf

1、工業(yè)固體廢棄物的大量堆放，不僅嚴(yán)重破壞了生態(tài)環(huán)境，而且危害人類身體健康，也是對資源的一種浪費。在可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)呼聲日益高漲的今天，將廢棄物綜合利用，變廢為寶具有重要的意義。
　　 本研究以鄂西赤鐵礦尾礦為主要原料，以粘土或高嶺土等為主要輔助原料，采用擠出成型技術(shù)生產(chǎn)高檔劈開磚。由此實現(xiàn)了對固體廢棄物的綜合利用，改善生態(tài)環(huán)境。
　　 利用TG-DTA、SEM、XRD等測試手段，分析了鄂西赤鐵礦尾礦、粘土、高嶺土等原料

2、的特性、微觀形貌和物相組成。結(jié)果表明：用鄂西赤鐵礦制備新型建筑材料劈開磚可行，添加粘土或高嶺土可使其可塑性滿足擠出成型的要求。從化學(xué)組成上看，鄂西赤鐵礦尾礦、粘土、高嶺土滿足制磚的要求。
　　 本研究設(shè)計了鐵尾礦與高嶺土的G系列樣品和鐵尾礦與粘土的N系列樣品的配方組成，制備這兩個系列的劈開磚，并采用SEM、XRD等測試方法對樣品的性能和微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了測試分析，分析了各種性能的影響因素以及探討了坯體燒成過程中的反應(yīng)機(jī)理。結(jié)果表明：

3、G系列的最佳配方為G2，鄂西赤鐵礦尾礦摻加量為60％，最佳燒成溫度為1140℃。樣品G2的吸水率為4.91％，燒成抗折強度為39.70MPa，凍融后抗折強度損失率為13.45％。N系列的最佳配方為N2，鄂西赤鐵礦尾礦摻加量為60％，最佳燒成溫度為1120℃。N2配方鄂西赤鐵礦尾礦摻量為60％，樣品的吸水率為3.59％，燒成抗折強度為39.26MPa，凍融后抗折強度損失率為13.07％。整體來看，G2和N2樣品的各項性能都超過劈開磚行業(yè)標(biāo)

4、準(zhǔn)。
　　 G2和H2樣品的主要相組成為CaAl2Si2O8(鈣長石)、SiO2(石英)以及Fe2O3(赤鐵礦)，這些晶相構(gòu)成了樣品的骨架，從而賦予了樣品的強度。從SEM圖上可以看出，樣品內(nèi)部均勻地分布著粒狀的石英、針棒狀的鈣長石和大量玻璃相。樣品內(nèi)部均勻分布了大量的開口氣孔和閉口氣孔，樣品均勻分布的閉氣孔不僅降低了樣品的吸水率，而且增加了樣品的抗凍融性。
　　 坯體在燒成過程中的反應(yīng)機(jī)理是：燒成溫度達(dá)900-1000℃

5、左右，熔劑K2O、Na2O、CaO及MgO與SiO2形成低共熔物，溫度繼續(xù)升高，CaO與Al2O3、SiO2反應(yīng)生成鈣長石(CaAl2Si2O8)，多余的SiO2在冷卻的過程中生成α-石英。
　　 在小試的基礎(chǔ)上，選取N2配方進(jìn)行了中試，取得了成功。中試最佳工藝參數(shù)：最佳陳腐時間為3d；最佳干燥制度為：從30℃干燥4h，升溫至60℃干燥5h烘干；最佳的燒成制度：2℃/min，100℃、200℃、300℃、700℃、800℃、90

6、0℃保溫30min，最高溫度點1100℃保溫60min。經(jīng)1100℃燒成的中試產(chǎn)品的吸水率為3.50％，凍融前后的抗壓強度分別為30.24MPa、28.25MPa，強度損失率為6.58％。產(chǎn)品的性能達(dá)到劈開磚行業(yè)要求。此外，探討了在中試成型、干燥、燒成中出現(xiàn)的生產(chǎn)工藝問題，提出了解決方法和途徑。
　　 對鄂西赤鐵礦尾礦制備劈開磚的項目進(jìn)行了工藝技術(shù)研究和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析，對項目的生產(chǎn)線方案和投資回收期，投資利潤率和收益率等經(jīng)濟(jì)技術(shù)指