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1、利用寬城鐵尾礦的生產(chǎn)免燒磚的研究摘要:本文在分析寬城鐵尾礦成分的基礎(chǔ)上,利用本地的以鐵尾礦、鐵礦渣等礦物廢棄物為主要原料,以硅酸鹽水泥為礦物膠,石咅作為礦物活性激發(fā)劑制作免燒磚試塊,通過測試試塊的強(qiáng)度,得到了木地免燒瓦的生產(chǎn)配方和工藝。利用寬城鐵尾礦生產(chǎn)的免燒磚和免燒瓦性能優(yōu)良,可以使鐵尾礦得到大宗利用,變環(huán)境污染和環(huán)境破壞為社會效益,為礦區(qū)的可持續(xù)發(fā)展提出了好的方法。一、前言近年來,國內(nèi)隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,具有礦產(chǎn)資源地區(qū)的開采量人規(guī)模增加,不可避免地給當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境造成巨大的污染,如河北省寬城縣因為十年的鐵礦開采,形成了大量固體廢棄物——鐵尾礦。鐵尾礦由于粒度細(xì),造成
2、揚塵和水質(zhì)污染相當(dāng)嚴(yán)重。用于堆放鐵尾礦的鐵尾礦庳需要投資大量資金,而「1.鐵尾礦庫的建造不達(dá)標(biāo),仍然存在巨大的環(huán)境污染和安傘災(zāi)害的隱患。黏土燒結(jié)磚由于污染和浪費土地資源而被國家限期禁ih生產(chǎn)。國務(wù)院辦公廳規(guī)定,tl2000年6W1U起,逐步取締粘土磚的燒結(jié)生產(chǎn),在2010年底,所有城市禁止使用實心粘土磚。利用寬城縣的礦物廢棄物生產(chǎn)免燒磚,既可以實現(xiàn)變貲為寶,無污染生產(chǎn),又符合當(dāng)?shù)氐那闆r以低成本、小投資來創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。二、寬城鐵尾礦成分分析鐵尾礦因鐵礦產(chǎn)地和選礦工藝不同,尾礦成分及含量不盡和同,主耍含硅、鋁、鈣、鎂氧化物還有少跫鉀、鈉、鐵、硫的氧化物。寬城鐵尾礦屈高硅型
3、尾礦。通過X衍射能譜分析儀,得到鐵尾礦能譜圖。通過對能譜圖分析,鐵尾礦的成分見表1。表1寬城鐵尾礦化學(xué)成分%成分SiO2AI2O3Fe2O3CaOMgOKoONa2O含量775.12.66.94.72.41.5屮產(chǎn)建筑制品對原料化學(xué)成分的要求為;SiO2〉65%、AI2O3>15%>Fe2O3<15%、MgO<5%、Na2O<2%、K2O<2.50寬城鐵尾礦是良好的建筑原料。三、研究方案1.免燒磚原料通過資料檢索,免燒磚可以使用鐵尾礦、鐵礦濟(jì)等礦物廢棄物為主要原料,以硅酸鹽水泥為礦物膠可以生產(chǎn)免燒磚。兄外,使川當(dāng)?shù)氐氖嗫梢宰鳛殍F尾礦、鐵礦渣的活性激活劑,可以增加免燒
4、磚的強(qiáng)度,丼減小水泥的用景。2.試驗方案先制作免燒磚成型模其,按設(shè)計好原料比方案,進(jìn)行手工兩次預(yù)浞(鐵M礦、鐵礦渣和石咅經(jīng)計辯P浞合,水泥和水計撒浞合V;,再將兩者進(jìn)行浞合)——樂力機(jī)fR制成型——模擬環(huán)境養(yǎng)護(hù)——電了力學(xué)試驗機(jī)測試性能。3.試驗試塊壓制試塊成型示意閹如閣1所示,模具材料選用45號鋼。凸摸試塊狀體下壓塊圖1試塊成型示意圖免燒碎試樣成型P尺寸為50nimX50mmX50mm,使川壓?機(jī)Ik制成型。采用6tik力,即ff?強(qiáng)力23.5lPa伍制。經(jīng)過28天標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù),測定試塊抗壓強(qiáng)度。、試驗分析1.鐵礦渣與鐵尾礦配比的影響不加入石膏,水泥比例為18%,鐵礦
5、渣與鐵尾礦之比分別為2:8、4:6、6:4三組方案,經(jīng)過28天標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù),不同配比對免燒磚強(qiáng)度影響如閣2a)所示。通過閣2a)可以看出,鐵礦濟(jì)與鐵尾礦配比為4:6時,試塊強(qiáng)度最達(dá)到13.5Mpa。為了進(jìn)一步研究,減小配比范圍,選取鐵礦濟(jì)與鐵尾礦配比分別為3:5、3.5:4.5、4:6、4.5:5.5、5:5,經(jīng)過28天標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù),不同配比對免燒磚強(qiáng)度影響如閣2b)所示。飫礦淪與鐵毛#5L比對免燒碲強(qiáng)度影響鐵妒渣馬鐵毛礦&比對免燒蛑強(qiáng)度影噲圖2鐵尾礦與鐵礦渣不同配比變化對試塊強(qiáng)度影響通過閣2b)看出,鐵礦渣勾鐵尾礦之比為4:6?5:5時,免燒磚強(qiáng)度最大。2.水泥含量對強(qiáng)度影
6、響保證鐵礦渣與鐵尾礦之比為4:6不變,水泥含量從12%到18%,經(jīng)過28天標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù),水泥含景對免燒磚強(qiáng)度影響如圖3所示。隨著水泥含S的不斷減小,試塊抗壓強(qiáng)度隨之減小。水泥含S從16%降到14%,試塊強(qiáng)度急劇卜降,水泥對免燒磚強(qiáng)度有著熏要影響。1.石裔含量對強(qiáng)度影響當(dāng)水泥含量減低,不但試塊強(qiáng)度降低,在養(yǎng)護(hù)結(jié)澩后,試塊還會岀現(xiàn)泛砂現(xiàn)象,在免燒磚中加入適當(dāng)含量的石膏,不僅能夠激發(fā)礦渣的活性,人大提高免燒磚強(qiáng)度,同吋能夠避免試樣泛砂現(xiàn)象出現(xiàn)。在其他成分不變情況卜,分別取石膏含M從4%?10%進(jìn)行研究,其中一組方案養(yǎng)護(hù)14天,另一組養(yǎng)護(hù)28天,結(jié)果如閣4所示。圖3水泥含量變化對
7、強(qiáng)度影響圖4石膏含量變化對強(qiáng)度影響隨著石膏含fi改變,免燒磚強(qiáng)度急劇改變,對強(qiáng)度影響較大。石膏含S在6%?8%免燒磚強(qiáng)度敁大,石膏為礦渣提供/良好的堿性條件,大大激發(fā)/礦渣的活性,從而影響強(qiáng)度。4.加入石膏時水泥含量的影響加入少量石咅后免燒磚的強(qiáng)度兒乎增加一倍,在保證強(qiáng)度的前提不,為了降低成本,可以適當(dāng)降低水泥含S。選擇石膏含fi為6%,水含S9%,鐵礦渣與鐵尾礦配比為4.5:5.5不變,分別取水泥含S為18%?10%,養(yǎng)護(hù)28天,水泥含雖對免燒磚強(qiáng)度影響影響如網(wǎng)5所示。30282624322§20ie加入名青水泥含量對免燒蛑強(qiáng)度影啥10121416