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《中南大学》 2006年
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铝土矿矿泥物理力学性质及固化技术研究

杜长学  
【摘要】:矿泥是氧化铝生产过程中在洗、选矿时排出的高含水量红色粘土状物质。国内对矿泥的处理主要采用管道输送、湿法堆存,其优点是堆场运行管理简单,矿泥排放和堆存无特殊要求。但湿法堆存占用大量土地,附碱损失高,防渗处理困难,对环境存在潜在的危害。广西平果铝矿自1995年投产以来,堆存矿泥逾1000万m~3,且在以4000m~3/d的速度增加。大量矿泥的弃置不用既造成资源浪费,又增加了企业的生产成本。 本文通过原位测试、室内土工试验、能谱分析、x射线物相分析、等离子光谱、扫描电镜观察及固化试验等方法对矿泥的沉积规律、物理力学性质、化学特性、固化剂筛选、固化机理等进行深入的研究。在此基础上,对固化矿泥的应用作了有益的探讨。 平果铝矿泥颗粒细小、表面积大、颗粒表面带电,粘性差。矿泥在沉积时由于受粒度、流速、放矿方法和矿浆浓度的综合影响,矿泥的沉积形成了三个区:冲积滩的水上区、冲积滩的水下斜坡区和沉淀池区。由于自身的特性和沉积规律,矿泥在沉积时形成“超架空结构”微观结构,由此导致了矿泥的含水量可超过100%;十字板抗剪强度不超过58.2kPa;压缩系数α_(1-2)界于0.20~1.85MPa~(-1)之间;液限平均值为43.8%,塑性指数Ip平均值为17.8,液性指数I_L平均值为1.74,矿泥处于流塑~软塑状态;渗透系数k平均值为2.44×10~(-6)cm/s,而矿泥在100~800kPa荷载下,固结系数为0.27~7.16×10~(-3)cm~2/s;矿泥持水量为79~93%,震动析水量为4.7~14.9%。因而矿泥在自然条件下难以排水泌干,完成自重固结需要上百年的时间。 针对平果铝矿泥含铁、铝高,硅、钙低的特点,对其进行了固化剂配方筛选研究,研究发现平果铝矿泥有两组较好的固化配方:①水泥72%、石膏20%、石灰5%、硫酸钠3%,②石灰72%、石膏20%、粉煤灰5%、硫酸钠3%。且配方②的固化效果较配方①好,材料也更经济。 通过能谱分析、x射线物相分析、等离子光谱、扫描电镜观察等方法对矿泥固化过程进行进一步研究,结果发现固化过程发生的一系列复杂的物理、化学和物理化学反应,可归结为以下方面:水解反应、离子交换和团粒化作用、硬凝反应、火山灰反应、碳酸化作用和结晶作用。反应的主要生成物是水化硅酸钙、水化铝酸钙、结
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:P574

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前7条
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中国硕士学位论文全文数据库 前3条
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【参考文献】
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【共引文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 姜平国,王鸿振;从赤泥中回收铁工艺的研究进展[J];四川有色金属;2005年02期
2 赖兰萍;周李蕾;韩磊;罗仙平;;赤泥综合回收与利用现状及进展[J];四川有色金属;2008年01期
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中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 姜怡娇;赤泥脱硫剂净化低浓度硫化氢废气的试验研究[D];昆明理工大学;2003年
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 刘婷;王鹏辉;周治钊;张雪变;;基于双电层理论对平果铝矿泥沉降固化机制的探析[J];矿业工程;2010年05期
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4 吴承桧;邓海波;杨文;朱海玲;何小民;;关于平果铝洗矿矿泥的研究进展[J];有色矿冶;2010年04期
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中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 邓海霞;赤泥盐酸浸出液中钪的萃取试验研究[D];太原理工大学;2011年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
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10 陈自强;;不饱和聚酯用新型常温固化促进剂的开发与应用[A];第十四届玻璃钢/复合材料学术年会论文集[C];2001年
中国重要报纸全文数据库 前10条
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1 杜长学;铝土矿矿泥物理力学性质及固化技术研究[D];中南大学;2006年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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5 张祎徽;废弃钻井液无害化处理技术研究[D];中国石油大学;2007年
6 李楚新;环氧树脂、固化剂数据库应用系统的开发和QSPR、分子模拟研究[D];湖南大学;2006年
7 董春法;功能性复合微粒子/环氧树脂组成物的研究[D];武汉理工大学;2009年
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9 陈洁;吹填土固化结构强度的再形成试验研究[D];武汉科技大学;2010年
10 张德风;铸钢生产酯硬化工艺的研究[D];南京理工大学;2004年
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