不同骨料掺量与级配下白钨尾矿-偏高岭土基地聚合物的制备及其早期强度

将富含Si、Ca的白钨尾矿和富含Si、Al的偏高岭土复合作为硅铝原料(基质),在水玻璃激发作用下制备地聚合物砂浆,以调整骨料掺量与级配的方式去优化试样的早期抗压强度;并借助XRD和SEM-EDS对优选试样的微结构进行表征.结果表明:当骨料掺量为50％时,产生高强度砂浆试样的个数最多;当骨料掺量为40％,且细、中、粗骨料在总骨料中分别占10％、60％、30％时,试样的早期抗压强度获得最高值26.7 MPa;在对硅铝原料进行的活化预处理和水玻璃激发以及对砂浆试样进行的蒸压养护之后,硅铝原料中的Si、Al、Ca等元素得以部分溶出,参与形成地聚合物凝胶体,赋予砂浆试样良好的早期强度性能.     

硅铝原料预处理对地聚合物早期水化反应行为的影响

采用低活性高硅尾矿预处理后作为硅铝原料(基质)与铝校正料偏高岭土复合,在碱硅酸盐溶液激发作用下制备地聚合物.通过ESEM和ATR-FTIR表征地聚合物净浆的早期水化反应机理,并对地聚合物砂浆试样后期的抗压强度及微观形貌进一步分析.结果表明:通过碱熔融与机械研磨复合的方式对尾矿进行预处理,可以有效促进地聚合物体系的早期水化反应进程,有利于铝硅酸盐凝胶相的形成,进而改善地聚合物后期的微结构及强度性能.本研究说明有可能通过改变硅铝原料性质的方式对地聚合物早期水化反应行为进行控制,从而调整地聚合物的后期性能(如强度性能、施工性能等),使其满足特定的工程应用需求.     

低活性铝硅质尾矿基矿物聚合材料的抗化学侵蚀性能研究

以某低活性铝硅质尾矿作为硅铝原料(基质),分别与四种不同的铝校正料复合,在碱硅酸盐溶液激发作用下制备矿物聚合材料;同时将该尾矿与硅灰以及钙质原料(包括矿渣和钢渣)复合制备“免配碱激发剂溶液型”矿物聚合材料.对各试样的抗化学侵蚀性能进行测试,并与普通硅酸盐水泥砂浆试样进行对比;在微观上借助SEM和FTIR对代表性试样进行表征.结果表明,以铝酸盐水泥为铝校正料制备的矿物聚合材料试样经H2 SO4溶液侵蚀后有较多沸石相生成,其抗化学侵蚀性能较为良好;普通硅酸盐水泥砂浆试样经硫酸盐侵蚀后其初期强度有所提高,但后期强度可能会因钙矾石的增多而降低.     

掺铝校正料制备高硅尾矿基地聚合物

将某低活性高硅尾矿经活化预处理后,分别掺入铝酸钠(SA)、偏高岭土(MK)、粉煤灰(FA)和铝酸盐水泥(AC)作为铝校正料,在碱激发剂作用下制备地聚合物;以试样的7d抗压强度为考察指标,通过正交实验对各种铝校正料对应的反应体系的原料配比进行优化;为进一步提升试样的强度性能,将在优选配比下所制备的试样进行蒸压养护;通过SEM和27Al MAS-NMR对试样的微观形貌和所含Al的空间配位状态进行表征.结果表明:未做蒸压养护时,掺MK作铝校正料所制备的优选试样的7d抗压强度最高(即为27.5 MPa),掺不同铝校正料所得优选试样对应的最佳因素水平组合各不相同,各因素对G-SA、G-MK、G-FA和G-AC体系中试样抗压强度指标的影响规律多数不一致;试样经蒸压养护后,其强度性能和微结构均有改善,且掺SA对应的优选试样的强度增长率最高;掺不同铝校正料形成的试样在微观形貌上存在差异,但都形成了稳定的具有地聚合物基本特征的三维空间网络结构.     

稀土尾矿蒸压砖的制备及强度性能研究

以堆浸稀土尾矿为主要原料,掺入适量河砂、石灰及石膏,制备稀土尾矿蒸压砖。以水固比、石灰掺量和石膏掺量为考察因素,制品抗压强度为考察指标,通过正交试验确定最佳原料配比;再在骨料河砂总掺量不变的情况下,通过调整细、中、粗骨料的配合比,对骨料的级配进行优化;并借助XRD和SEM对优选制品进行微观表征,研究制品强度的形成机理。结果表明,在水固比为0.16、石灰掺量为20%、石膏掺量为2%、细骨料掺量为15%、中骨料掺量为12%、粗骨料掺量为3%、成型压力为20 MPa、蒸汽压力为0.8 MPa、恒压时间为2 h的条件下,蒸压砖制品可获得最高抗压强度21.5 MPa,强度性能达到GB 11945-1999 (《蒸压灰砂砖》)规定的MU20等级;微观结构分析表明,蒸压砖内部形成了水化硅酸钙和托贝莫来石等水化产物,并在骨料颗粒间的物理咬合与紧密接触的协同作用下,产生了优良的强度性能。     

“直接加水”一体化方式合成地聚合物研究现状及展望

地聚合物是通过硅铝质材料在一定激发作用下形成的具有硅氧四面体和铝氧四面体交替键合网络结构的无机胶凝材料。目前其合成方式主要包括两种：一种是将活性硅铝原料与激发剂溶液拌合后固化形成（将该合成方式记为GS-1）;另一种是向固体反应前驱物中直接添加水拌合后固化形成（将该合成方式记为GS-2）。本文首先对GS-2合成方式的研究现状进行综述,再将GS-1和GS-2合成方式在反应物组成、反应过程与机理方面进行比较,并对GS-2合成方式在地聚合物性能改善方面进行了展望。     

抑制矿物聚合材料泛霜行为的试验研究

将某低活性高硅尾矿作为硅铝原料先进行活化预处理,再与铝校正料(铝酸钠)复合,制备矿物聚合材料;提出抑制矿物聚合材料泛霜行为的两种方式,并对抑制效果进行研究,通过SEM、FTIR和XRD对相关机理进行分析.结果表明:对试样在一定温度下进行煅烧预处理后可提高其结构致密化程度,降低试样结构中过剩Na+的迁移速率;对试样进行蒸压养护后可促进矿物聚合反应的进一步进行,形成的更为稳定的三维网络结构可对过剩Na+进行更好地束缚;利用这两种方式都能达到有效抑制矿物聚合材料试样泛霜行为的目的.     

正交实验优化钨尾矿地聚物的蒸压养护制度

以钨尾矿为主要硅铝原料、偏高岭土为铝校正料制备地聚物,以恒压压力、恒压时间和卸压时间作为影响因素,以地聚物试块的7d龄期抗压强度作为考察指标,通过正交实验获取最佳蒸压养护条件,并借助XRD和SEM对试块的微结构进行表征。结果表明:恒压压力对钨尾矿地聚物抗压强度影响最大;在恒压压力为0.8 MPa、恒压时间为60 min、卸压时间为40 min时,地聚物可达到最高抗压强度31.13 MPa;微观结构分析说明适宜的蒸压养护制度可使原料中低活性硅铝成分的溶出得到强化,进而提高地聚物的胶凝性并改善其微观结构。     

硅铝质尾矿基地聚合物水泥粉料的制备及其砂浆强度性能

以富含Si、Al的尾矿作为硅铝原料(基质),以硅灰和钙质掺和料(矿渣和钢渣)作为辅助材料,在低温煅烧条件下制备地聚合物水泥粉料.以向粉料中"直接加水"形成的砂浆试样的7d抗压强度作为考察指标,通过正交实验得出最优的原料配方和烧制温度,并通过SEM、XRD、TG-DSC和FTIR对代表性试样的微观结构进行表征.结果表明:"钙质掺合料与尾矿的质量比例"这一因素对砂浆试样的抗压强度影响最大;以矿渣和钢渣为钙质掺合料在最优方案下制备的砂浆试样的7d抗压强度分别达到12.5 MPa和8.5 MPa,对它们进行蒸压养护可使其抗压强度有所提升;微观结构分析共同验证了由钙质掺合料生成的水化硅酸钙(CSH)未对地聚合物的主体凝胶相产生负面影响,反而有利于改善试样的微结构,提高试样的强度性能.     

江西某低品位长石选矿试验研究

对江西某低品位长石矿采用"磁选除铁-反浮选除电气石-反浮选除云母-浮选长石"的工艺进行选矿试验研究,以实现其中所含长石、石英、云母3种矿物的有效分离。结果表明,经过弱磁加高梯度除铁,碳酸钠和油酸浮选电气石,硫酸、十二胺和柴油浮选云母,氢氟酸和十二胺分离长石与石英,最终可获得满足平板玻璃用一级质量标准和日用陶瓷用二级质量标准的长石精矿,以及满足玻璃生产工业中低档石英砂原料要求的石英精矿。