低硅鐵尾礦制備加氣混凝土及蒸壓養(yǎng)護(hù)動力學(xué)研究.pdf

1、鐵尾礦是工業(yè)廢棄物的主要類型，目前多堆存在尾礦庫中，對礦山周邊環(huán)境造成很大的影響。隨著礦產(chǎn)資源的貧化和尾礦堆存量的增多，針對尾礦的綜合利用研究逐漸成為熱門課題。加氣混凝土是一種新型建筑材料，擁有質(zhì)輕、防火、保溫、抗震等諸多優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用在建筑中能夠有效節(jié)能，提高能源利用率。利用尾礦制備加氣混凝土作為處理選礦尾礦的有效方法之一，不僅能夠大量消納堆存的尾礦，緩解礦山尾礦庫建設(shè)和維護(hù)的壓力，同時能為建材市場提供優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品，也為加氣混凝土生產(chǎn)原料開

2、辟新的途徑。
　　利用河北平泉富有公司低貧釩鈦鐵尾礦為主要硅質(zhì)原料，摻入適量的硅砂、石灰、水泥等添加物后制備加氣混凝土。系統(tǒng)研究了該鐵尾礦制備加氣混凝土工藝過程中的物料配比和蒸壓養(yǎng)護(hù)制度等，探討了蒸壓養(yǎng)護(hù)反應(yīng)動力學(xué)過程，并對制備過程中的反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了闡述。
　　河北平泉釩鈦鐵尾礦粒度較粗，-0.074 mm粒級僅占21.07％，SiO2含量為40.46%。試驗(yàn)研究結(jié)果顯示，加氣混凝土制備的最佳物料配比為尾礦:硅砂:石灰:水泥

3、:石膏=32:35:21:10:2，鋁粉摻量為0.08%，水料比為0.57。蒸壓養(yǎng)護(hù)過程升溫時間為2 h，恒溫時間為8 h，恒溫溫度為178℃，并采用自然降溫方式。加氣混凝土制品的抗壓強(qiáng)度和絕干容重的平均值分別為3.98 MPa和622.1 kg/m3，已經(jīng)達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)對A3.5B06規(guī)格加氣混凝土的要求。
　　針對蒸壓養(yǎng)護(hù)反應(yīng)過程動力學(xué)研究的結(jié)果顯示，蒸壓養(yǎng)護(hù)恒溫階段的原料反應(yīng)速度主要受反應(yīng)物在水化產(chǎn)物層中的擴(kuò)散速度所控制，加氣

4、混凝土制備原料中的 SiO2-Ca(OH)2-H2O體系的反應(yīng)過程可以用反應(yīng)物通過產(chǎn)物層的擴(kuò)散模型來描述，其動力學(xué)方程式為2/31?2/3x?(1?x)?0.792 exp(?19269/RT)t?b。
　　蒸壓養(yǎng)護(hù)過程中硅質(zhì)材料和鈣質(zhì)材料在高溫高壓環(huán)境中發(fā)生了一系列水熱合成反應(yīng)，水化反應(yīng)產(chǎn)物類型逐漸從高堿度轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛪A度，同時結(jié)晶度不斷完善，結(jié)構(gòu)也逐漸變得更為致密，最終制品中的主要化學(xué)成分為托貝莫來石、CSH、水化石榴石以及未反應(yīng)