钒铁矿渣资源综合利用的应用研究.pdf

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1、２０１４年第２４期（总第１５３期）江西建材应用研究钒铁矿渣资源综合利用的应用研究■黄明夫，甘璐，施麟芸■江西省建筑材料工业科学研究设计院，江西南昌３３０００１摘要：讨论开发钒铁矿渣的资源综合利用。通过对钒铁矿渣的化学成分、矿物组成、显微结构、物理性能、活性指数、放射性等指标的分析。并对该材料在预拌混凝土的使用效果上对水泥的适应性进行了总结。关键词：钒铁矿渣资源综合利用化学成分矿物组成显微结构物理性能活性指数放射性。目前，我国产钒企业排出的钒尾矿渣每年约为４０万吨。除了一小部分钒铁矿渣为了回收其中的稀

2、有金属而进行了二次开发利用外，大部分的钒铁矿渣只能成为工业废弃物。钒铁渣的物性不同于其它固体废弃物，它无法自然分解也无法通过焚烧来处理。尾渣长期堆放不仅占用大量土地空间而且其中含有的一些有害物质，经雨水淋洗带入土壤，破坏当地土地植被结构，给发展可持续性经济带来巨大的环境压力。因此，如何通过资源综合利用来解决目前比较严重的钒铁渣废弃物现状，并能给企业创造一定的经济效益，带动市场对于废弃物二次利用的积极性，亟待我们通过研究充分了解钒铁渣矿的性能，并进行相应的资源化利用研究。１化学成分经多次取样，并按ＧＢ

3、／Ｔ１７６《水泥化学分析方法》测试，取自江西省新余市的钒铁矿渣粉化学成分分析结果见表１。表１钒铁矿渣粉的化学成分图１矿物掺料Ｅ的微观结构图化学成分ＳｉＯ２Ａｌ２Ｏ３ＣａＯＭｇＯＦｅ２Ｏ３烧失量４物理性能２８．６２～３０．８９０．８５～３．１４５７．３０～６０．５２６．３６～１０．２２０．１４～０．６９１．３４～１．９７经存放粉化后的钒铁矿渣粉外观呈灰白色的粉状物料，粉料中含３有块状和粒状金属物，经筛除回收后，密度为３．０６～３．１０ｇ／ｃｍ，细度：从化学分析结果看，钒铁矿渣粉属高钙低铝灰渣。其中Ｃａ

4、Ｏ含量４５ｕｍ筛的筛余量高达６３．５％，比较面积在１２５～１４２ｍ２／ｋｇ，经不同时达５７～６０％，高于冶金钢渣和高炉矿渣，，接近硅酸水泥熟料；ＳｉＯ２含间球磨后的比表面积见表２。量为２８～３０％，而钢渣中ＳｉＯ２含量一般在２０％以下，高炉矿渣中ＳｉＯ２表２钒铁矿渣粉不同时间球磨后的比表面积含量大于３０％；Ａｌ２Ｏ３含量在２．５％以下，低于钢渣（５％以下）和高炉球磨时间（ｍｉｎ）０１０２０３０６０矿渣（１０％以上）；ＭｇＯ含量为６～１０％左右，与钢渣和高炉矿渣相近。比表面积（ｍ２／ｋｇ）１３０６６９

5、７７３８８６９７５按照钢渣碱度系数评定钢渣活性的办法；碱度系数０．７８～１．８属低活性的橄榄石渣，碱度系数１．８～２．５属中等活性硅酸二钙渣，碱度系数从表２看出：钒铁矿渣粉经球磨后细度显著提高，随着球磨时间增大于２．５属高活性硅酸三钙渣。根据化学成分分析结果，钒铁矿渣粉加细度增大，在球磨时间１０～２０ｍｉｎ时，细度比原状钒铁矿渣粉提高了碱度系数在１．８２～２．０７，属具有中等活性的硅酸二钙渣。４～５倍，随着球磨时间陆续增加，细度增加减缓。从上述试验结果表２矿物组成明，钒铁矿渣粉具有较好的易磨性。钒铁

6、矿渣粉经Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）分析结果表明：矿粉Ｅ主要矿物５矿粉Ｅ活性组成为：硅酸二钙（２ＣａＯ·ＳｉＯ２）、硅酸钙（ＣａＯ·ＳｉＯ２）、方镁石（ＭｇＯ）参照ＧＢ／Ｔ１５９６－２００５《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》标准中胶和少量钙铝石榴子石（３ＣａＯ·Ａｌ２Ｏ３·ＳｉＯ２）、尖晶石（ＭｇＯ·Ａｌ２Ｏ３）、砂测试方法。矿粉Ｅ掺量占胶凝材料３０％，胶凝材料和标准砂按１∶３，铁橄榄石（ＣａＯ·ＦｅＯ·ＳｉＯ２）等矿物。水灰比０．５，水泥为Ｐ．Ｏ４２．５级水泥，试验方法按ＧＢ／Ｔ１５９６规定进行，试验结果见表

7、３。表３矿粉Ｅ活性试验结果比表面积取代水泥抗压强度（ＭＰａ）活性指数（％）试样（ｍ２／ｋｇ）量（％）３ｄ７ｄ２８ｄ３ｄ７ｄ２８ｄ未掺０２７．５３９．１４９．６１００１００１００原状１３０３０１１．２２１．３３１．９４１５５６４球磨１０ｍｉｎ６６９３０２２．５３１．５４０．１８２８１８１球磨２０ｍｉｎ７７３３０２２．９３１．６４０．３８３８１８１球磨３０ｍｉｎ８８６３０２３．８３１．８４０．８８７８１８２球磨６０ｍｉｎ９７５３０２４．１３３．１４６．０８８８５９３３显微结构由上图可见，一定颗粒形态下的

8、钒铁矿渣粉具有层状结构，也就解从表３看出：钒铁矿渣粉经球磨加工后具有较高的活性，尤其早期释了它具有良好的增稠作用的原因，然而当破碎到更小粒径时会破坏（３ｄ、７ｄ）活性发展较快，后期（２８ｄ）活性指数稳定在８０％以上。随着钒颗粒本身的层状结构，形成层片状微小颗粒，反而降低了材料的性能。铁矿渣粉比表面积增加，活性指数有些提高，但增加幅度较平缓，当比·１２·２０１４年第２４期（总第１５３期）江西建材应用研究污泥陶粒烧制温度研究■沈桃，刘潇洒，蒋贵思■扬州江海职业技术学院土木