Relationship between polymerization degree and cementitious activity of iron ore tailings

The aim of this study is to understand the relationship between the polymerization degree and cementitious activity of iron ore tailings. In light of the poor usage of iron ore tailings, stockpile samples from Tangshan were studied in terms of their ability to become cementitious materials. Compound thermal activation was used to improve the cementitious properties of the tailings, while analyzing methods, such as X-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy (IR), nuclear magnetic resonance (NMR), and X-ray photoelectron spectrometer (XPS), were employed to study the changes in phase and structure under different activation conditions. The results reveal clear relationships between the binding energies of Si2p and O1s, polymerization degree, and cementitious activity of iron ore tailings.     

机械活化对铁尾矿火山灰活性的影响

为了提高铁尾矿的火山灰活性，通过PSD，XRD，SEM等分析手段研究不同活化时间和球料比对铁尾矿砂浆活性指数的影响.实验结果表明:机械活化后的铁尾矿具有潜在的胶凝性能，其活性指数受活化时间及球料比(质量比)的影响较大，机械活化40min，球料比(质量比)9∶4和机械活化30min，球料比2∶1 的铁尾矿活性指数可满足火山灰混合材料的使用要求.机械活化后铁尾矿的强度受胶凝性能影响大于微填充作用，活化后的铁尾矿颗粒微级配均匀程度均小于未活化的铁尾矿.铁尾矿的掺入改变了水泥体系的碱度及水化产物的孔结构并使更多的CO₂进入砂浆内部，导致生成了更多的碳酸盐类产物.     

铁尾矿合成镁橄榄石质耐火材料的反应机理

针对铁尾矿的环境污染和资源再利用问题,提出了利用铁尾矿添加轻烧镁粉合成镁橄榄石质耐火材料的原料,使用综合热分析方法确定发生反应的温度区间,尤其确定了特征温度点,并以之为烧成终点温度烧制试样,利用XRD、SEM、EDAX等先进手段进行检测分析,最后综合分析了铁尾矿和轻烧镁粉生成镁橄榄石的反应机理,确定了镁橄榄石的主要生成区间在1400-1700 K。     

Correlation between aggregation structure and tailing mineral crystallinity

Direct reduction is an emerging technology for the utilization of refractory iron ore. With this technology, iron oxides in the ore can be reduced to recoverable elemental iron. The structure of granular aggregates in direct reduction products was investigated by X-ray diffraction (XRD). The results show that iron is mainly generated as a shell in the outer edge of the aggregates. The thermal conductivity of the iron shell is higher than that of other minerals. Thus, minerals close to the iron shell cool faster than those in the inner shells and do not crystallize well. These minerals mainly become stage 2 tailings. Hence the XRD intensity of stage 2 tailings is lower than that of stage 1 tailings. When iron is mainly generated in the interior of the aggregates, the crystallinity of stage 2 tailings will be higher than that of stage 1 tailings. This indicates that the crystallinity of tailings can be used as a marker for the aggregate structure.     

铁尾矿的机械力化学活化及制备高强结构材料

以北京密云铁矿尾矿为原料,采用机械力化学方法对其进行活化,并采用粒度分析、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及红外光谱(IR)分析机械力化学效应对尾矿活性的影响.以铁尾矿为主要原料制备出抗压强度达到89MPa、尾矿总体掺量达到70%的尾矿高强结构材料.     

基于均匀设计制备铁尾矿高强结构材料

 铁尾矿高强结构材料中,胶凝材料通常采用梯级粉磨的方式进行制备。为了优化梯级粉磨方案,通过均匀设计方法研究了梯级粉磨中各阶段粉磨效果对材料力学性能的影响。利用SPSS 软件中逐步回归分析方法建立了以强度为目标函数的回归方程,用Matlab 软件中的优化技术求出了铁尾矿制备高强结构材料的优化粉磨方案。结果表明：将梯级粉磨各阶段粉磨时间确定为21、67 和57 min,比表面积分别达到285、485 和550 m²/kg,制备出的高强结构材料测得抗压强度可达75.28 MPa。优化梯级粉磨方案的过程说明胶凝材料的制备过程中“微磨球效应”发挥了积极的作用。     

细粒尾矿库地下渗流场的数值模拟分析

龙都尾矿库的初始设计堆积物是铁矿与铜矿的混合尾矿,但该尾矿库投入使用至今仍未有铁矿尾矿注入,直接影响到了尾矿库的稳定性.为此,以龙都尾矿库的勘探实测资料为依据,利用2D-FLOW有限元软件对其渗流特性进行了研究.根据初期坝透水性、干滩面长度和不同的大气降雨量等影响因素,对尾矿坝渗流场进行了分析,得出了不同状况下细粒尾矿库的渗流规律,据此对尾矿库的稳定性进行了研究,结果表明,尾矿堆积物的改变对尾矿库的稳定产生了不良影响,如不及时对尾矿库进行适当的加固处理,该尾矿库将无法正常运行.     

掺加铁矿尾砂的沥青混合料的路用性能

铁矿尾砂利用于沥青路面工程既环保又经济。通过高温车辙试验、蠕变试验和低温弯曲试验评价了掺铁矿尾砂的沥青混合料的路用性能。结果表明,掺铁矿尾砂能够明显提高沥青混合料的高温和低温性能,对混合料水稳定性影响较小。铁矿尾砂可以在沥青路面工程中大规模推广应用。     

高硫膏体强度劣化机理实验研究

高硫尾矿配制成的膏体表现出不同程度的强度劣化,高硫膏体强度劣化能引起充填体质量的巨大变化.通过不同硫含量的膏体强度劣化实验,同时结合X射线衍射物相分析和环境扫描电镜分析,对高硫膏体的劣化规律和劣化机理进行了分析.得出含硫尾矿在一定程度上能促进膏体早期强度增长,却抑制了后期强度发育,硫含量越高,膏体后期强度劣化越显著.硫化物氧化生成的硫酸盐能促进膨胀性钙矾石和石膏类物质的生成.同时酸性环境造成了C-S-H的脱钙和CH的分解,已形成的胶凝体系遭到破坏,进一步促进了充填体的劣化.通过孔隙计算模型对晶体膨胀应变和裂纹发育过程进行了分析,阐述了膨胀性物质的线弹性应变发育机理.     

铁尾矿物相分析及加气混凝土制备

 研究区域的铁矿尾矿SiO₂质量分数达55.88%, 其成矿地质环境独特而复杂。尾矿的组成以石英、闪石和斜长石为主, 是一种富含硅酸铁的低硅磁铁尾矿。将铁尾矿和硅砂分别粉磨25 和30 min, 在最大限度使用尾矿的条件下, 得出生产铁尾矿加气混凝土的优化方案, 成功制备出干密度为588 kg/m³, 抗压强度为3.99 MPa 的加气混凝土制品。通过XRD 和反应机理的分析结果表明, 成品中主要的物相为水化产物是0.9 nm 托贝莫来石、1.1 nm 托贝莫来石、1.4 nm 托贝莫来石和C-S-H 凝胶, 此外还有铁钙闪石、硬石膏、方解石和水化反应中残留的石英, C-S-H 凝胶作为“黏结剂”和托贝莫来石相互胶结成一个整体, 使制品得到较好的强度。     

Kinetics of Autoclave Curing Process on Autoclaved Aerated Concrete with Magnetite Tailings

Lightweight and energy saving autoclaved aerated concrete(AAC) acting as a newbuilding material were prepared by using magnetite tailings from iron ore as main rawmaterials,and the purpose of comprehensive utilization of tailings resources was to improve their utilization efficiency.The effects of curing system on AAC product performance were discussed.The autoclave curing reaction kinetics was studied as well as the generated amount of hydration product trends over autoclave curing temperature and time were analyzed.The results indicated that the properties of AAC was in accordance with Chinese national standard the A3.5 B06 class of GB/T11968-2006 by prepared from magnetite tailing as the main rawmaterials.Meanwhile,autoclave curing process was controlled by the diffusion velocity through the products ' layers of reactants,and the apparent activation energy of autoclave curing process was 19.269 k J/mol.Compressive strength of aerated concrete is improved by mutual cementation between the appropriate amount of calcium silicate hydrate and tobermorite crystal.     

铁尾矿粉制备高延性纤维增强水泥基复合材料

探索采用铁尾矿粉取代粉煤灰作为矿物掺合料制备高延性纤维增强水泥基复合材料( ECC)的可行性,重点研究铁尾矿粉掺量对ECC的拉伸特性和抗压强度的影响,并比较所研发的新型铁尾矿粉ECC与传统粉煤灰ECC的宏观力学性能.研究发现,采用铁尾矿粉作为矿物掺合料制备高延性纤维增强水泥基复合材料是可行的. 在同等矿物掺合料掺量下,铁尾矿粉ECC的强度性能低于粉煤灰ECC,但表现出更强的拉伸延性. 在所研制的铁尾矿粉ECC中,当铁尾矿粉与水泥质量比为1. 2~2. 2时,ECC的28 d抗压强度为36. 7~54. 2 MPa,满足一般混凝土结构对抗压强度的要求. 此时,ECC的28 d极限拉伸应变为3. 4% ~4. 3%,铁尾矿的总用量占固体基体原材料总质量的66. 6% ~77. 0%.     

齐大山铁尾矿粉磨特性

利用扫描电镜(SEM)、场发射扫描电镜(FE-SEM)和激光粒度仪(LPS)研究齐大山磨细铁尾矿的颗粒形貌和粒度分布特征,并以比表面积为评价指标,比较了铁尾矿与水淬高炉渣的易磨性.结果表明:铁尾矿的易磨性远远优于水淬高炉渣;铁尾矿经实验用球磨机粉磨140min后,能够填充水泥粉体堆积结构间隙的粒径小于5μm的颗粒质量分数为62.60%,并且还含有大量亚微米级和纳米级颗粒.     

铁矿尾砂掺土对土壤几种物理性质的影响

利用铁矿尾砂掺土培养实验,测定金山店铁矿尾砂掺土对其尾矿库边坡覆土即红色石灰土几种物理性质的影响,结果表明,铁矿尾砂掺土使土壤自然容重和压实容重分别增加了4．0％～26．8％和2．6％～24．8％,但与掺砂比例并不呈线性关系．随掺砂比例增加,土壤密度增加了1．7％～20．2％,与掺砂比例呈显著的线性相关．适当的掺砂比例可以显著增加土壤孔隙度．土壤吸湿系数随掺砂比例增加下降了10％～87％,与掺砂比例呈显著的线性负相关．随掺砂比例增加,土壤最大吸水量的变化可分为稳定、急降和缓降3个阶段．综合吸湿水和最大吸水量,适当的掺砂比例可以降低土壤凋萎系数,增加有效水的含量范围,从而能提高土壤抗旱能力．总之,适当比例的铁矿尾砂掺土可以改善土壤的物理性质,调节所用土壤的水、气状况,因此铁矿尾砂的土壤利用可以作为一种铁矿尾砂资源化利用的新技术,最佳掺砂范围应在30％～40％．     

一种难选铁矿石磁选精矿直接反浮选的分散特征

介绍了一种处理难选铁矿石磁选精矿的直接反浮选工艺.采用XRD,SEM和EDS等手段对原矿、精矿和尾矿的形貌及矿物组成进行了表征,重点探讨了分离过程中矿物的分散特征,为含碳酸盐难选铁矿石磁选精矿的直接反浮选技术提供理论基础.研究结果表明,采用添加分散剂直接反浮选技术可以获得合格铁精矿;有用铁矿物和脉石矿物细颗粒无选择性粘附在有用铁矿物和脉石粗颗粒表面,是造成铁矿石分离困难的主要原因;分散剂的加入有利于颗粒分散,从而实现了有用铁矿物与脉石矿物的选择性分离.     

溶磷剂与硫杆菌协同对铁矿石脱磷的研究

从铁矿井下废水中采集硫杆菌种，经强化培养，用以转化铁矿石中硫化物，打开溶磷通道，添加溶磷剂ＳＰ－９增加磷的溶出，使铁矿石中磷的含量降低到０．２％以下。该生物技术还可将尾矿废液作为铁－磷复合肥料进行开发，减少环境污染并扩大国产资源的综合利用。     

基于地基处理铁尾矿再生混凝土的工作性能与力学性能预测模型

为了充分二次开发铁尾矿和建筑废料在地基处理工程的价值,以铁尾矿再生混凝土的工作性能和力学性能为研究切入点,进行单因素试验。在此试验结果的基础上,进行二次正交组合试验设计,开展多因素交互作用下铁尾矿再生混凝土的坍落度试验和抗压强度试验。建立基于地基处理抗压强度和坍落度的预测模型,并采用SPSS软件对各因素显著性模型进行逐步回归分析,明确铁尾矿再生混凝土抗压强度和坍落度各因素影响的权重关系。研究结果表明:水灰比和附加水量对铁尾矿再生混凝土抗压强度起抑制性作用,铁尾矿掺量对抗压强度的影响呈现先降低后升高的趋势;同时铁尾矿再生混凝土的坍落度受铁尾矿掺量,水灰比和附加水量的影响较为明显;并且当铁尾矿掺量达到100%,附加用水量超过60%时,其坍落度不在控制范围之内。铁尾矿再生混凝土抗压强度影响因素的权重依次为水灰比x_2(2.613)、附加水量x_3(1.422)、x_2~2(1.171)、x_1~2(0.846)、铁尾矿掺量x_1(0.623)、铁尾矿与附加水量的交互作用x_1x_3(0.432);坍落度影响权重依次为:附加水量x_3(11.360)、水灰比x_2(6.482)、铁尾矿掺量x_1(5.106)、x_3~2(3.867)。     

铁尾矿砂-膨润土混合材料导热性能

回填材料的导热系数是影响地源热泵系统性能的关键参数。在土壤中掺入石英砂、石墨、铁尾矿砂等导热性能较好的物质可以有效的提高回填材料的导热性能。选用铁尾矿砂与钠基膨润土组成混合材料,制备不同掺砂率、不同干密度以及不同含水率的试样。使用TC3000E瞬态热线法导热系数仪测定试样导热系数,分析其与掺砂率、干密度、含水率、饱和度等参数的关系,并探讨铁尾矿砂-膨润土混合材料导热系数预测模型。研究表明,混合材料的导热系数随掺砂率、干密度和含水率增大而增大。不同孔隙率下,导热系数与饱和度存在线性关系,并且孔隙率与各组拟合方程的斜率呈线性关系。基于Maxwell方程对悬浮物体积分数进行修正,构建铁尾矿砂-膨润土导热系数预测模型,能够较好的预测混合材料的导热系数。     

路用水泥改良铁尾矿强度特性研究

为了探讨铁尾矿大规模利用的新途径,以张家口地区铁尾矿为试验对象,通过无侧限抗压强度试验探究水泥改良铁尾矿强度特性。结果表明：水泥改良铁尾矿强度符合相关规范对二级及二级以下公路路面基层、底基层材料的强度要求;水泥改良铁尾矿强度特性与水泥土强度特性相同,其中水泥改良铁尾矿强度与水泥掺量或压实度关系可用幂函数表示,与养护龄期对数的关系可用线时性函数表示;基于试验结果提出一个反应水泥掺量和养护龄期对水泥改良铁尾矿强度影响规律的表征参数且水泥改良铁尾矿强度与表征参数近似呈幂函数关系。该表征参数可用于水泥改良铁尾矿强度预测,具有一定工程应用价值。     

Performance evaluation for selectivity of the flocculant on hematite in selective flocculation

Increased demand for iron ore necessitates the utilization of low-grade iron ore fines, slimes, and existing tailings. Selective flocculation can be an alternative physico-chemical process for utilizing these low-grade fines, slimes, and tailings. In selective flocculation, the most critical objective is the selection of proper reagents that will make floc of desired minerals. In present study, selective flocculation was applied to ultra-fine synthetic mixtures of hematite and kaolinite, and the Fe value was upgraded up to 65.78% with the reduction of Al₂O₃ and SiO₂ values to 2.65% and 3.66%, respectively. Here, degraded wheat starch was used as a flocculant.In this process, separation occurs on the basis of the selectivity of the flocculant. The selectivity of the flocculant can be quantified in terms of separation efficiency. Here, an attempt was also made to develop a correlation between separation efficiency and major operating parameters such as flocculent dose, pH value, and solid concentration to predict the separation performance.