利用铁尾矿制备免烧砖的工艺与机理研究

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1、分类号密级中国地质大学（北京）硕士学位论文利用铁尾矿制备免烧砖的工艺与机理研究学号：2003120006研究生：张卫卫专业：材料科学与工程研究方向•.材料学指导教师：杜高翔副教授2015年5月声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国地质大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解中国地质大学有关保留、使

2、用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容>可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。�o‘开•保密（年）（保密的论文在解密后应遵守此规定）签名：I辽_导师签名^日期：丄I、仏分类号密级中国地质大学（北京）硕士学位论文利用铁尾矿制备免烧砖的工艺与机理研究学号：2003120006研究生：张卫卫专业：材料科学与工程研究方向：材料学指导教师：杜高翔副教授2015年5月ADissertationSubmittedtoChinaUniversityofGeosciencesforMasterDegreeStudyon

3、thePreparationProcessandMechanismofNon-firedBrickbyUsingIronTailingsMasterCandidate:ZhangWeiweiMajor:MaterialsScienceandEngineeringStudyOrientation:MaterialsScienceDissertationSupervisor:Assoc.Prof.DuGaoxiangChinaUniversityofGeosciences(Beijing)摘要我国铁尾矿排放量及堆积量巨大。大量堆积的铁尾矿不仅对环境造成了严重的破坏，还占用了大

4、量耕地、给尾矿库周围的人民带来巨大的安全隐患。利用铁尾矿制备免烧砖不仅有利于矿山企业的可持续发展，还能够很好的贯彻我国建设健康环保、资源节约型社会的宗旨。本论文在对安徽铜陵铁尾矿的矿物组成、化学成分、粒度分布等理化性质进行系统分析的基础上，对物料混合工艺和免烧砖制备工艺进行研究。论文对物料混合机理及免烧砖强度形成机理进行了分析，并通过XRD、SEM等检测手段对免烧砖制品进行了微观分析。研究结果表明：（1）铁尾矿主要由石英、方解石及赤铁矿组成，并伴有少量斜长石、白云石。铁尾矿粒度较细，粒径小于74μm的颗粒占71.6%。（2）铁尾矿、粉煤灰和水泥混合的最优工艺为预先搅拌24

5、0s，轮碾混合100s，终搅拌180s。通过轮碾混合100s后能够制得混合程度良好的物料，且物料细度变化不明显。（3）利用铜陵铁尾矿制备免烧砖的最优质量比为铁尾矿：水泥：粉煤灰=82﹕10﹕8，减水剂采用聚羧酸高效减水剂，其用量为水泥的0.5%，早强剂采用三乙醇胺，其用量为水泥的0.06%，成型压力为10MPa，拌合水用量为16%（占总固体干料），自然养护28d后免烧砖制品的抗压强度为23.28MPa，吸水率为0.3%，软化系数Kf为0.94，满足建材行业标准《非烧结垃圾尾矿砖》（JC/T422-2007）MU15的要求。（4）由于尾矿颗粒具有较强粘结性，普通搅拌无法将物

6、料混匀。通过轮碾混合可以将尾矿团聚体打开，降低内部孔隙率，提高尾矿与粉煤灰、水泥的混合均匀性。轮碾可以提高物料混合程度，降低单位面积尾矿所需水泥用量，减小免烧砖内原料间水泥胶结层的厚度，故在原料较细、水泥用量较低的条件下也能制备符合建材行业标准的免烧砖。利用铁尾矿制备免烧砖可以消耗大量铁尾矿，同时能够实现节能减排，对环境保护有着重要意义，符合我国现阶段新型墙体材料发展的需要。此外，利用铁尾矿制备免烧砖成本较低，能够为企业创造经济收入，有助于矿山企业解决尾矿堆积所带来的经济压力和社会压力。关键词：铁尾矿，免烧砖，工艺，机理IAbstractTheemissionloadan

7、ddepositvolumeofirontailingsareveryenormous.Theirontailingsnotonlydestorytheenvironment,butalsooccupylargeoffarmlandresourcesandbringpotentialsafetyhazardtopeoplearoundoftailingspond.Preparingnon-firedbricksbyusingirontailingsnotonlyisapathofsustainabledevelopmentto