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锰尾矿烧结陶粒制备工艺研究及性能评价

闫春梅  
【摘要】:陶粒,具有质轻,筒压强度高,孔隙率高,耐火性好,良好的保温隔热隔水隔音性能,抗冻性良好,抗碱集料反应性优异等,可代替砂石等作为轻骨料广泛应用于建筑材料方面,还可将其制备成陶粒混凝土砌块,陶粒混凝土墙板等结构用材料。又因其内部多孔隙,因此还广泛应用于园艺,水处理,过滤吸音等方面。总之,陶粒的应用途径越来越多,是近几年我国发展最快的新型建筑材料之一。 工业上,湿法冶炼锰的生产过程中,会产生大量的废弃物,即锰矿氨浸渣,如果大量排放,会对环境造成污染。锰矿尾矿堆积问题严重,尚未有较理想的处理方案。本文试图以锰尾矿渣为原料,制备具有广泛用途的烧结陶粒,探讨这类固体废弃物的资源化利用的有效途径。实验主要结果如下: 1.锰尾矿的化学成分以SiO_2(34.98%)和Al2O3(9.66%)为主,挥发份含量高(烧失量28.86%);其物相以石英和伊利石为主要组成;锰尾矿粉末粒度较细,平均粒径87.89μm;热相变温度较低。锰尾矿的成分和物相特点基本满足制备烧结陶粒的要求。 2.采用烧结工艺制备了建筑用陶粒,确定了优化的工艺条件:进料温度850℃,烧成温度1140℃,保温时间60min,快速冷却;制品的堆积密度为0.882g/cm3,吸水率为4%,筒压强度为9.5MPa,达到国标GB/T17431.2-1998中对轻集料的要求. 3.确定以锰尾矿制备水处理陶粒的优化工艺条件:进料温度1050℃,烧结温度为1140℃,保温时间60min,自然冷却;陶粒滤料具有较大的吸水率(32%),且陶粒表面结釉不明显;该陶粒对磷的最大去除率为81.01%;除油率为65%。作为水处理滤料,具备较优异的性能。 4.分析以为,锰尾矿较细的粒度,含有伊利石矿物等特点,为其作为烧结陶粒的成型造粒奠定了基础;其较高的挥发份含量是其烧结膨胀并产生大量气泡的重要原因;其较为适中的SiO_2和Al_2O_3含量以及较高的铁、锰含量,为其在较低温度下烧结和膨胀创造了有利条件。


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