鐵尾礦制備燒結(jié)磚和陶粒的研究.pdf

1、鐵尾礦是鐵礦石選取鐵精礦后排放的一種工業(yè)固體廢棄物。隨著鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展，鐵尾礦的排出量越來越多。對鐵尾礦的處理已經(jīng)成為礦山企業(yè)的發(fā)展的包袱。利用鐵尾礦制備建筑制品已成為尾礦再利用的研究熱點。
　　本文在系統(tǒng)的分析鐵尾礦的基本特性的基礎上，以鐵尾礦作為主要原料，研究制備燒結(jié)磚和燒脹陶粒的工藝，并對得到的燒結(jié)磚和陶粒的性能進行分析。研究內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　1)系統(tǒng)的研究鐵尾礦的基本特性。鐵尾礦的主要礦物組成為斜綠泥石((M

2、g，F(xiàn)e)6(Si，Al)4O10(OH)8)、方解石(CaCO3)、石英(SiO2)、赤鐵礦(Fe2O3)和黃鐵礦(FeS2)等。該尾礦中硅含量偏低，鐵和鈣的含量偏高。鐵尾礦中鐵的含量偏高是由于鐵尾礦含有斜綠泥石、赤鐵礦和黃鐵礦造成的;鈣的含量偏高是由于鐵尾礦含有方解石造成的。鐵尾礦中斜綠泥石的存在使得鐵尾礦具有較好的可塑性。
　　2)以鐵尾礦為主要原料制各燒結(jié)磚，對得到的尾礦磚相關(guān)性能進行測定。結(jié)果顯示，添加少量的粘土或粉煤灰

3、能有效減小燒結(jié)尾礦磚的體積密度，添加粉煤灰對體積密度的降低效果更明顯。在燒結(jié)溫度為900℃～1000℃的范圍內(nèi)，添加少量粉煤灰的尾礦磚的吸水率在13～18％之間，抗壓強度均大于15MPa，體積密度在1.8 g/cm3～2.0 g/cm3之間，體積收縮在0.5～2.0％之間，質(zhì)量損失在6.0～10.5％之間。燒結(jié)磚的主要的礦物成分為透輝石(Ca(Mg，Al)(Si，Al)2O6)、鈣長石((Ca，Na)(Si，Al)4O8)、硬石膏(Ca

4、SO4)、赤鐵礦(Fe2O3)和石英(SiO2)。這些新生成的礦物相是燒結(jié)強度的主要來源。通過對燒結(jié)尾礦磚微觀形貌分析可知，添加粉煤灰的燒結(jié)磚的斷面上具有更多的孔隙。
　　3)鐵尾礦中的SiO2含量偏低，助熔劑氧化物（尤其是Fe2O3和CaO）的含量偏高，不能滿足制備燒脹陶粒的化學組成。通過添加石英粉和粉煤灰來調(diào)整配方中SiO2、Al2O3和助熔劑組分三者的配比使混合料滿足制備燒脹陶粒的化學組成。研究結(jié)果表明，燒結(jié)溫度在1210℃

5、～1230℃范圍內(nèi)，保溫時間在10～20min范圍內(nèi)，制備的配比為鐵尾礦占30％，石英粉占10～30％，粉煤灰占40～60％的陶粒均為膨脹陶粒，其膨脹系數(shù)均大于1。所得到的膨脹陶粒的堆積密度均小于0.8 g/cm3，表觀密度均小于1.2 g/cm3，所得到的陶粒均可稱為輕集料。所得到的陶粒的吸水率都很低，這是由于陶粒表面產(chǎn)生一層致密的釉質(zhì)層造成的。對陶粒進行物相分析得到陶粒的主要物相為鈣長石((Ca,Na)(Si，Al)4O8)、赤鐵礦