劉振英

(安徽理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，安徽 淮南 232001)

鉬礦尾礦生產(chǎn)燒結(jié)磚的試驗(yàn)研究

劉振英

(安徽理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，安徽 淮南 232001)

研究了金堆城鉬業(yè)公司尾礦與粘土為主要原料生產(chǎn)燒結(jié)磚的工藝，利用實(shí)驗(yàn)室的方法來確定生產(chǎn)配方及其生產(chǎn)工藝參數(shù)，并對(duì)各方案試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比、研究。研究結(jié)果表明利用金堆城鉬業(yè)公司尾礦配以粘土生產(chǎn)燒結(jié)磚是可行的。

鉬礦尾礦；粘土；燒結(jié)磚

1 引言

尾礦作為一種工業(yè)廢渣，其排放與堆存嚴(yán)重地阻礙了礦業(yè)的發(fā)展，對(duì)周邊地區(qū)的環(huán)境也造成嚴(yán)重的污染。若能將尾礦摻入粘土制成燒結(jié)磚，將為尾礦的治理開辟一條新的途徑。

利用尾礦制新型墻體材料是大量消耗尾礦、變廢為寶、化害為利、節(jié)約耕地、造福人類的有效途徑，而且符合國(guó)家禁、限制用粘土磚，鼓勵(lì)用工業(yè)廢渣為原料生產(chǎn)墻體材料的墻改政策。因此，研究開發(fā)一種新的建筑材料以取代或部分取代粘土燒結(jié)磚具有非常重大的現(xiàn)實(shí)意義。

本文是利用鉬礦尾礦來做燒結(jié)磚的試驗(yàn)研究。用實(shí)驗(yàn)室的方法來確定生產(chǎn)配方及其生產(chǎn)工藝參數(shù)，尾礦及粘土的化學(xué)成分和物理特性直接影響著尾礦—粘土燒結(jié)磚配方、燒結(jié)溫度、燒結(jié)時(shí)間等生產(chǎn)工藝參數(shù)。為充分利用礦產(chǎn)資源，延長(zhǎng)礦山壽命，提高礦山經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)礦山尾礦綜合回收，是行之有效的措施，金堆城鉬礦通過對(duì)鉬尾礦的有效回收，給企業(yè)帶來了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

2 試驗(yàn)過程

2.1 原料

試驗(yàn)采用主要原料為金堆城鉬業(yè)公司西木子溝尾礦庫的尾礦和關(guān)中粘土，加入的外加物有碳酸鈣、水玻璃、碳酸鈉。主要原料的礦物組成及化學(xué)組成見表1、表2。

表1 尾礦的礦物成分

表2 主要原料的化學(xué)成分(%)

2.2 試樣的制備

試驗(yàn)配比見表3。為了改進(jìn)尾礦燒結(jié)磚的性能，加大尾礦的開發(fā)利用步伐，本人在尾礦∶粘土=7∶3、燒結(jié)溫度為1 100℃的試驗(yàn)基礎(chǔ)上做了進(jìn)一步的工作，采用摻加少量工業(yè)原料的方法，進(jìn)行了一系列的試驗(yàn)。

表3 摻加其他工業(yè)原料的試驗(yàn)配方

試驗(yàn)磚按燒結(jié)磚制備工藝：混練采用實(shí)驗(yàn)室用小混碾機(jī)，總混練時(shí)間為15～30min?；旌玫哪嗔喜捎?00t摩擦壓磚機(jī)成型為250mm×220mm×100mm的磚坯，干燥溫度為200℃，干燥時(shí)間為2h，燒結(jié)溫度為1 100℃，保溫3h，實(shí)行快速燒結(jié)，快速冷卻。然后參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行性能檢測(cè)。

3 結(jié)果及分析

抗凍性能是衡量產(chǎn)品質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)，因此我們選取了4組試樣進(jìn)行了凍融實(shí)驗(yàn)，經(jīng)15次凍融循環(huán)后，計(jì)算試樣凍融損失率都能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，在對(duì)凍融后試塊進(jìn)行外觀檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)試塊無明顯的凍裂、缺棱掉角和剝落現(xiàn)象，試樣的抗凍性合格。燒結(jié)試驗(yàn)的試樣性能見表4。

表4 摻加其他工業(yè)原料試樣的性能測(cè)試結(jié)果

由表4可以看出，添加了3%碳酸鈉的2#試樣的抗折、抗壓強(qiáng)度都很高，能夠達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)普通燒結(jié)型粘土磚的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)。初步分析原因，認(rèn)為：當(dāng)尾礦與粘土混合適量時(shí)，添加3%的碳酸鈉磚坯成型效果好、密實(shí)度高，燒后強(qiáng)度也較高，而在工業(yè)生產(chǎn)中，摻入少量的碳酸鈉對(duì)產(chǎn)品的成本影響不大。所以，在本試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，確定最佳工藝配方為：尾礦∶粘土∶碳酸鈉=7∶3∶0.3，燒結(jié)溫度為1 100℃，能達(dá)到最佳燒成工藝。對(duì)2#試樣的其他性能進(jìn)行檢測(cè)，未發(fā)現(xiàn)石灰爆裂，無泛霜，均能達(dá)到國(guó)家普通燒結(jié)磚的性能指標(biāo)。

4 結(jié)論

金堆城鉬業(yè)公司是亞洲最大的鉬生產(chǎn)基地，通過本次試驗(yàn)研究，能將金堆城鉬業(yè)公司西木子溝尾礦庫的尾礦合理利用，研制的產(chǎn)品純度高，雜質(zhì)含量低，確保了產(chǎn)品的高溫性能，使尾礦制磚成為可能，不僅可獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益，還將產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益，礦山尾礦的綜合利用和治理環(huán)境污染結(jié)合起來，尾礦變廢為寶。

X751;TU522.13

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2011-05-17