利用磷渣、磷尾礦制備硅酸鈣板的研究.pdf

1、改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)工業(yè)化快速發(fā)展，礦產(chǎn)資源被大量開(kāi)采，礦產(chǎn)副產(chǎn)物堆積如山，引發(fā)了一系列環(huán)境、安全、生態(tài)等問(wèn)題。我國(guó)磷礦資源豐富，但80％以上屬于低品位磷礦，磷礦工業(yè)在開(kāi)采、生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量磷尾礦、磷渣，課題研究以磷礦工業(yè)產(chǎn)生的固體廢棄物為主要原料制備建筑材料，以達(dá)到綜合利用礦產(chǎn)資源、保護(hù)生態(tài)環(huán)境的目的。本文利用磷渣、磷尾礦為主要原料來(lái)制備D0.8、D1.3兩種類(lèi)別的硅酸鈣板制品，對(duì)實(shí)驗(yàn)原料進(jìn)行了系統(tǒng)的分析后，選取流漿成型法制備實(shí)驗(yàn)試件

2、，通過(guò)有限制均勻設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)配比，二次多項(xiàng)式逐步回歸求出最佳實(shí)驗(yàn)配比，確定最佳蒸壓養(yǎng)護(hù)制度，
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴磷渣作為膠凝材料化學(xué)性能的測(cè)定，對(duì)比研究S95級(jí)、S105級(jí)磷渣作為膠凝材料對(duì)膠砂標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、流動(dòng)度、凝結(jié)時(shí)間、活性指數(shù)的影響，以化學(xué)性能的提高和球磨磷渣的能耗綜合評(píng)判，確定磷渣球磨到S95級(jí)為最佳。⑵磷尾礦作為惰性填料制備硅酸鈣板的研究，通過(guò)有限制均勻設(shè)計(jì)直接優(yōu)化法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)配方，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行二次多項(xiàng)式逐步

3、回歸求得最佳實(shí)驗(yàn)配比，對(duì)最佳配比制備試件進(jìn)行密度、力學(xué)性能測(cè)試，改變蒸養(yǎng)制度，確定其最佳蒸養(yǎng)制度為180℃保溫6h，保溫6h制備出的制品D0.8類(lèi)抗折強(qiáng)度＜5MPa、D1.3類(lèi)制品抗折強(qiáng)度＜7MPa，力學(xué)性能未能達(dá)到預(yù)期的效果，再者磷尾礦的添加量不足5％，工業(yè)廢棄物利用率較低，磷尾礦作為惰性填料制備硅酸鈣板不具可行性。⑶磷尾礦的煅燒、分級(jí)處理，磷尾礦顯微照片發(fā)現(xiàn)磷灰石、白云石和石英互相粘接在一起，不同礦物顆解離不充分，通過(guò)煅燒、破碎使得

4、礦物顆粒分離，氣流分級(jí)為富磷產(chǎn)物、富鈣鎂產(chǎn)物、富硅產(chǎn)物。分別在800℃、850℃、900℃及1000℃煅燒尾礦并分析煅燒后樣品顯微照片，得到最佳煅燒溫度。將在該溫度下煅燒尾礦物料在頻率為15Hz條件下破碎，讓不同礦物顆粒分離；再對(duì)破碎后的尾礦物料按照在5～40Hz間的8種頻率由大到小依次進(jìn)行氣流分級(jí)，對(duì)分級(jí)后各頻率對(duì)應(yīng)物料做XRD衍射測(cè)試，并對(duì)XRD圖譜全譜擬合進(jìn)行定量分析。結(jié)果表明，850℃為最佳煅燒溫度，磷尾礦在此溫度下煅燒產(chǎn)物分離

5、徹底且磷灰石顆粒結(jié)構(gòu)未垮塌；在5～25Hz頻率范圍內(nèi)為富磷產(chǎn)物，小于5Hz為富硅產(chǎn)物，大于25Hz為富鈣鎂產(chǎn)物。⑷煅燒分級(jí)尾礦制備硅酸鈣板的研究，將分級(jí)出的富硅、鈣鎂產(chǎn)物、磷渣作為主要原料，通過(guò)有限制均勻設(shè)計(jì)直接優(yōu)化法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)配方，并通過(guò)回歸分析求得最佳實(shí)驗(yàn)配比，改變蒸養(yǎng)保溫時(shí)間，測(cè)定保溫時(shí)間對(duì)制品性能的影響，確定最佳配方、保溫時(shí)間并對(duì)其制品進(jìn)行系統(tǒng)各項(xiàng)性能測(cè)試。結(jié)果表明，180℃蒸養(yǎng)保溫6h作為最佳保溫時(shí)間，其抗折強(qiáng)度D0.8類(lèi)＞5.