硅酸盐水泥与铁矾渣反应产物及固化

研究铁矾渣与石灰和水泥的反应产物及水泥对重金属离子的固化能力。结果表明,添加石灰和水泥都可将铁矾渣完全分解,分解产物也为Fe_3O_4和石膏。用水泥对铁矾渣进行固化处理,固化体的浸出毒性符合国家标准要求。     

铁矾渣还原焙烧自硫化研究

为解决铁矾渣大量堆存带来的资源浪费和重金属污染,及传统焙烧回收处理工艺会产生SO_2等二次污染的问题,同时实现铁矾渣中主要有价金属的回收利用,提出了铁矾渣还原焙烧固硫的预处理方法。以铁矾渣热分解过程和热力学计算为基础,通过考察焙烧条件对铁矾渣中主要有价金属锌的硫化率、硫的固定率及物相转变的影响,对铁矾渣还原焙烧自硫化过程进行了研究。结果表明:在焙烧温度为900℃,碳粉添加量为18%,碳酸钠添加量为5%,焙烧时间为90min的条件下,锌的硫化率和硫固化率分别可达93.47%和87.69%。焙烧产物主要以硫化物形式存在,可通过浮选等方式富集。铁矾渣还原焙烧可以实现Zn等主要有价金属的综合回收预处理并避免焙烧过程中SO_2的排放。该研究对其它重金属硫酸盐的清洁处理具有重要的指导意义。     

有色冶炼中铁矾渣的资源化利用

分析了铁矾渣物相组成,对铁矾渣综合利用方法进行了阐述,分析了高温焙烧分解、酸法浸出、碱法浸出工艺的特点、铁矾渣处理新思路以及工业化应用情况。建议根据各种废弃渣的特性,有效利用其资源,与铁矾渣进行协同处理,有利于实现无害化、资源化、减量化处置铁矾渣等其他废弃渣。     

铁矾渣综合利用技术进展

在有色冶炼的沉铁过程中会产生大量的铁矾渣,直接堆存处理不仅会对环境造成危害,也是一种资源的浪费。目前国内外对于铁矾渣的处理处置方法,主要是通过火法工艺、湿法工艺、选矿工艺及联合工艺等回收Zn、Pb、Ag、In、Fe等有价金属,其次利用铁矾渣制作功能材料和建筑材料,以及最终无害化固化处置。认为在铁矾渣处置过程中减少二氧化硫和废水排放,避免重金属污染,实现主要有价金属回收的同时减少尾渣数量是今后研究的热点。      

铁矾渣热分解过程研究

采用DSC-TG和XRD分析方法对铁矾渣热分解过程进行了研究。结果表明: 铁矾渣的热分解包括脱水、脱氨、氧化和晶型转变等复杂步骤; 经750 ℃焙烧, 铁矾渣呈红棕色, 最终产物主要为ZnFe₂O₄和Fe₂O₃; 基于Kissinger法和Flynn-Wall-Ozawa法得到铁矾渣在350～450 ℃和630～720 ℃温度区间热分解反应的活化能分别约为260和230 kJ/mol, 频率因子分别为3.07×10¹⁹和1.29×10¹²。     

铁矾法炼锌工艺中回收银的研究

在铁矾法炼锌工艺中,溶解于溶液中的Ag~+吸附于锌焙烧料中残余的闪锌矿ZnS(0.3—0.5wt%S)表面,或生成银铁矾型化合物使银富集于酸浸渣。控制沉矾过程中焙砂的用量,保证沉矾前液清亮是降低铁矾渣中的银含量的有效措施。高酸浸出渣中的银铁矾型化合物须酸分解转化为可浮的银矿物。故从高酸浸出渣Ag(300g/t)中可用超酸浸出—硫化浮选法回收银,银的回收率76.54%,银精矿品位4456.0g/t。     

铁矾渣中有价金属的微生物矿化-浮选回收可能性和前景

铁矾渣含有较高的重金属和硫酸盐,是一种具有金属回收价值的危险固体废物。高效回收铁矾渣中有价金属是铁矾渣资源化和无害化的重要方向,但目前使用的湿法、火法、湿法-火法联合法和硫化-浮选法等,其资源化和无害化程度均有限。借鉴硫酸盐还原菌这种矿化微生物对含硫酸盐和重金属废水的无害化处理原理和研究成果,本文提出了微生物矿化-浮选法回收铁矾渣中有价金属的思路以及需解决的关键技术问题,有望成为铁矾渣及类似有色金属冶炼渣中有价金属高效、无害化回收的一种可行方法。     

黄钾铵铁矾的热分解过程及其产物

考察黄钾铵铁矾对硫酸盐体系中锌、铟的吸附性能.在铁、锌、铟共存的硫酸盐体系中采用黄钾铵铁矾法除铁,得到了含锌、铟的黄钾铵铁矾,通过TG/DTA和XRD对黄钾铵铁矾及其热分解产物进行表征.结果表明,黄钾铵铁矾对锌铟有一定吸附作用,当98.5%的铁形成黄钾铵铁矾沉淀时,锌铟的共沉淀率分别为0.53%和98.9%.黄钾铵铁矾在217～900℃间有二个明显的分解发生,不同温度下所得产物具有不同的晶型及组成.第一步和第二步的热分解活化能、频率因子(1nA)和热分解机理函数[g(α)]分别为175.0kJ/mol,26.0,α2和224.0kJ/mol,23.3和[1-(1-α)1/3]2.     

硫化铜矿加压预氧化浸出行为研究

含铜难处理金矿直接氰化浸出率一般较低, 氰化物耗量大, 需经预氧化浸出除去含铜杂质后再氰化浸出。以硫化铜矿物为研究对象, 在添加氯盐的酸性体系中, 开展了黄铜矿加温、加压预氧化浸出过程研究。探讨了预氧化温度、氧气压力、起始硫酸用量、起始氯化钠浓度等对黄铜矿中铜、铁浸出的影响行为。通过理论分析、浸出液化学分析以及黄铜矿预氧化浸出渣的X射线衍射测试研究了黄铜矿酸性体系预氧化浸出的反应历程和预氧化浸出渣的成分。结果表明, 氧化反应初期, 氧气分压、起始硫酸用量、氯化钠用量越大, 铜越容易被浸出, 而氧化后期氧气压力对铜浸出影响较小。预氧化浸出过程中有Cu₉Fe₉S₁₆、Cu₃₉S₂₈及黄钠铁矾和草黄铁矾生成, 而黄钠铁矾和草黄铁矾为渣中的最终产物。     

热酸浸出-铁矾法炼锌工艺中富集锗的研究

进行了"热酸浸出-铁矾法炼锌工艺中锗和银的富集和回收"的实验室扩大试验,在10个循环试验中,工艺流程畅通,以黄钾铁矾沉铁代替通常的钠或铵铁矾沉铁使锗在矾渣中的损失减少到5.0%以下,锗和银均富集于高酸浸出渣中,其品位分别为0.0325%和0.162%.     

低廉胶凝剂及其掺用外加剂强度试验

试验证明 :应用炉渣、黄土、石灰开发的低廉胶凝剂 ,可实现无水泥或少水泥胶结充填 ,保证胶充体强度 ;掺用外加剂对水泥有活化作用 ,可降低水泥用量 ,节约胶充成本     

镍石膏-钛矿渣复合胶凝材料的试验研究

以未经改性的镍石膏、钛矿渣和P·O42.5水泥为主要原料制备镍石膏-钛矿渣复合胶凝材料,通过物理力学性能及微观性能测试,分别研究了生石灰、矿物掺合料、硫铝酸盐水泥掺量和养护制度对镍石膏-钛矿渣复合胶凝材料物理力学性能的影响。结果表明,以生石灰作为碱性激发剂,掺量在6%时效果最好;加入4%偏高岭土和2%硫铝酸盐水泥后,基体的凝结时间大大缩短,早期强度显著增加,后期强度也有所增长;养护制度对基体3d和7d强度影响较大,28 d强度保持一致。     

碱矿渣水泥及其对铅锌尾砂的固化效果

通过水泥净浆强度试验和水泥-尾砂浆体流动性及其固化体的强度试验,确定了适宜于尾砂固化的碱矿渣水泥的较好的配合比,和尾砂固化中碱矿渣水泥的适宜掺量。采用低模数水玻璃,按14%与矿渣粉配合得到的碱矿渣水泥,可以获得较好的净浆硬化体抗压强度,最高可达3 d 69.6 MPa,7 d 84.0 MPa,28 d 91.8 MPa。在水泥-尾砂浆体固含量相同的情况下,碱矿渣水泥-尾砂浆体的流动性明显优于硅酸盐水泥-尾砂浆体的流动性,碱矿渣水泥-尾砂固化体强度高于硅酸盐水泥-尾砂固化体强度,尤其是后期强度更加明显。而在控制尾砂浆体流动度相同的情况下,前者固含量可以高于后者2%。SEM对水泥-尾砂固化体内部微观结构的观察表明,碱矿渣水泥-尾砂固化体内部结构显示出明显的胶结特征。固化体内部孔结构的MIP测定结果也表明,碱矿渣水泥用量增加时固化体总孔隙率减小,孔隙中大孔比例减少,小孔比例增加。综合水泥-尾砂浆体流动性和固化体强度两方面的试验结果,可以认为碱矿渣水泥比普通硅酸盐水泥更适合于用作尾砂胶结材料。     

HAS固化剂的尾砂固化性能

HAS固化剂是一种以矿渣为主要原料的灰渣胶凝材料。用不同石膏含量的HAS固化剂进行固化大冶市大红山铜矿全尾砂的实验室和现场试验,并与水泥对比,结果表明,HAS固化剂固化尾砂流动性好、泌水量少、抗压强度高,且固化剂用量仅为水泥的约70%。将石膏含量为20%的HAS-3型固化剂替代水泥应用于大冶市大红山铜矿的尾砂充填生产实际,尾砂不需分级,可提高尾砂利用率40个百分点以上,降低充填成本20%以上。     

几种工业固体废弃物对土壤的固化作用

以北京某公路施工工地黄土为土样,用矿渣、粉煤灰和脱硫石膏等工业固体废弃物对其进行了固结试验,并对固结土的固化机理进行了探讨。通过正交试验,确定了固结土抗压强度影响因素的重要性排序为石灰掺量粉煤灰掺量矿渣掺量脱硫石膏掺量;当矿渣、粉煤灰、脱硫石膏和石灰的掺量(与土样的质量比)分别为3.6%,0.3%,0.6%和1.5%时,固结土的抗压强度高达6.26MPa。     

铝工业废渣制备免烧砖的力学性能研究

在原铝生产、铝材制备以及再生铝的回收利用过程中，均会产生大量的废渣。迄今为止，我国对铝工业废渣的处置方式仍以堆积填埋为主。为解决铝工业废渣的堆积填埋而导致的环境污染和资源浪费，开展了铝渣制备免烧砖的可行性研究。系统研究了不同掺量的石灰、石膏及水泥对铝渣免烧砖力学性能的影响规律，对铝渣免烧砖的微观形貌和矿物组成进行SEM和XRD分析。试验结果表明，在65%铝渣、10%石灰、15%石膏和10%水泥配合比条件下制得的免烧砖，7 d抗压强度为17.31 MPa，7 d抗折强度为2.61 MPa，符合MU15级免烧砖的性能要求；免烧砖内部发生了明显的水化反应，反应生成的CAH、CSH和Aft是铝渣免烧砖力学性能的主要来源。     

石灰添加量对烟气脱硫效果的影响

利用锅炉排出的煤渣作脱硫剂基体核粒，加入少量石灰，再加水搅拌均匀，使 石灰裹覆在煤渣颗粒表面，制成具有较大表面积的钙质煤渣脱硫剂，用于烟气脱硫（干法） 。试验结果表明：石灰添加量对钙质煤渣脱硫剂的脱硫效果有较大影响，脱硫率随着石灰添 加量的增加而增高，当添加量达到一定值后脱硫率随其增加反而下降；石灰添加量约为 10 ％～ 20％时，钙质煤渣脱硫剂的脱硫效果达到较佳，脱硫率达到 85． 5％～ 94． 6％。     

不同掺合料及掺量下铀尾矿水泥固化体力学性能及氡析出率测量实验研究

铀尾矿水泥固化过程中，经常会遇到混合不均匀而导致强度较低、氡析出率高等问题。为了改善固化体的性能，在固化体中掺入一些其他固化材料，例如粒化高炉矿渣、粉煤灰和生石灰等。通过调整固化体中掺合料的种类、掺量和养护龄期，测试铀尾矿水泥固化体的饱和含水率、力学强度和氡析出率等性能。实验结果表明：单掺粒化高炉矿渣、粉煤灰和生石灰时，铀尾矿固化体7 d、14 d和28 d龄期抗压强度、抗拉强度和抗剪强度均有所提高；从力学性能考虑，效果最好的是养护28 d掺量为25%粒化高炉矿渣固化体，其饱和含水率也最低；掺量越大氡析出率越低，但是效果最好的是掺入25%的粒化高炉矿渣，其次是掺入25%的粉煤灰。该研究成果可为今后铀尾矿库退役治理提供理论参考和决策依据。     

新型胶凝材料对全尾砂固结堆体稳定性的影响

通过实验室正交试验、数值模拟等方法,对全尾砂固结排放过程中掺入的新型胶凝材料T.C的合理配比及其对堆体稳定性影响进行研究。以矿渣、石灰、石膏、硫铝水泥、孰料作为胶凝材料的原材料,通过正交试验得到各因素对固结体强度的影响大小依次为矿渣、石灰、硫铝水泥、石膏,并得到全尾砂新型胶凝材料T.C的最佳配比:矿渣∶石灰∶石膏∶硫铝水泥∶孰料=70∶6∶10∶4∶10。借助全面试验,对比普通硅酸盐水泥(P.O.42.5)、矿渣水泥(P.S.32.5)以及新型全尾砂胶凝材料T.C作用下固结体强度变化趋势,发现无论是早期强度还是后期强度,新型全尾砂胶凝材料T.C的固结效果要明显优于普通硅酸盐水泥与矿渣水泥。基于强度折减法并借助FLAC3D对堆体的稳定性进行分析,从而建议堆体的高度应小于50 m、堆排角小于60°、料浆浓度取76%~78%、灰砂比为1∶12~1∶9。     

钼尾矿免蒸压加气混凝土的试验研究

采用免蒸压工艺,研究了钼尾矿、水泥、石灰及矿渣对加气混凝土性能的影响。结果表明:随着水泥和石灰添加量的增大,加气混凝土的强度分别呈增大和先增大后减小的变化趋势,其干密度均呈现出先减小后增大的变化趋势,矿渣的掺入明显提高了混凝土制品的强度,但同时增大了制品的干密度。其最佳的原材料配比为(钼尾矿∶矿渣∶水泥∶石灰∶石膏)=(40∶25∶10∶22∶3),Al粉的质量分数为0.06%,水料比质量分数为0.6。此配比下所得加气混凝土制品抗压强度为3.12 MPa,干密度为660 kg/m3。