堿及稀土對礦物聚合材料性能影響研究.pdf

1、本文針對江西鎢尾礦大量的堆存,對周邊環(huán)境造成了不良影響,因此通過煅燒高嶺土與鎢尾礦制備礦物聚合材料,并對礦物聚合材料的性能進(jìn)行強(qiáng)化研究,達(dá)到對鎢尾礦的再利用,同時也可實現(xiàn)礦山的可持續(xù)發(fā)展。
　　1、進(jìn)行了以鎢尾礦和煅燒高嶺土為主要原料,通過堿激發(fā)劑制備礦物聚合材料的試驗研究。850℃下煅燒高嶺土3h得到偏高嶺土,與鎢尾礦按比例混合均勻,再向其中緩慢加入根據(jù)不同試驗要求配置的激發(fā)劑溶液,攪拌3min后裝模,室溫下養(yǎng)護(hù)24h后脫模制成

2、礦物聚合材料。結(jié)果表明,當(dāng)高嶺土占固相含量為25％、m(固體)/m(液體)=4.5、KOH及Ca(OH)2占液相含量為35%時,制備的礦物聚合材料在室溫養(yǎng)護(hù)下的強(qiáng)度達(dá)到最大值。以單一堿為激發(fā)劑制備的礦物聚合材料的強(qiáng)度關(guān)系為KOH>Ca(OH)2>NaOH,可知陽離子半徑大小決定了礦物聚合材料的抗折強(qiáng)度大小。當(dāng)激發(fā)劑為組合堿時,KOH與Ca(OH)2和NaOH與Ca(OH)2的比值均為2:3所制備的礦物聚合材料的抗折強(qiáng)度達(dá)到最大值。并在試

3、驗過程中發(fā)現(xiàn)了快凝、表面起霜、收縮、強(qiáng)度波動、爆裂等問題,概述了其解決方法。
　　2、進(jìn)行了稀土LaF3對礦物聚合材料力學(xué)性能的影響研究。通過DTA-TG分析,得出了高嶺土活性存在的煅燒溫度區(qū)間為583℃-980℃,進(jìn)行了摻入LaF3的高嶺土煅燒的正交實驗,通過制備的礦物聚合材料的抗折強(qiáng)度的比較,得出了煅燒最佳條件為:850℃下煅燒3h。通過XRD、IR分析,所反應(yīng)出的產(chǎn)品的物相隨煅燒溫度變化的情況,與對原礦所作的差熱分析所反應(yīng)出

4、的情況是一致的。選取影響高嶺土活化的主要因素,設(shè)計正交實驗表,制備礦物聚合材料進(jìn)行強(qiáng)度對比,得出了高嶺土中稀土的摻量最佳實驗條件為:煅燒溫度為850℃,煅燒時間3h,LaF3最佳摻量為4%。結(jié)果表明,稀土在高嶺土中起活化作用,促進(jìn)了高嶺土經(jīng)過煅燒轉(zhuǎn)變成偏高嶺土的進(jìn)程,改善了礦物聚合材料的力學(xué)性能,提高了礦物聚合材料的抗折強(qiáng)度。
　　最后,實驗結(jié)果表明,通過改變制備礦物聚合材料時的堿及在礦物聚合材料中添加稀土氟化物,可以達(dá)到強(qiáng)化其力