含稀土尾矿制备无机矿物聚合物.pdf

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1、第5期矿产综合利用No．52013年lO月MultipurposeUtilizationofMineralResourcesOct．2013含稀土尾矿制备无机矿物聚合物曹阳，印万忠，董帅(1．东北大学资源与土木工程学院，辽宁沈阳110819；2．沈阳远大铝业工业工程公司，辽宁沈阳110819)摘要：利用包头生产含有稀土元素的铁尾矿作为掺合料制备新型无机矿物聚合物，通过对其砂浆试件各性能测试来探索其制备的工艺条件，结果表明，当尾矿掺量为30％，水玻璃模数为1．2，水玻璃掺量(以Na20计)为4．5％时，液固比为0．6时试件的强度最大抗压强度达到

2、48MPa，抗折强度达到6．8MPa。关键词：稀土元素；尾矿；无机矿物聚合物doi：10．3969／j．issn．1000-6532．2013．05．020中图分类号：TD926．4文献标识码：A文章编号：1000—6532(2013)05—0076—05随着矿产资源的不断开发，大量尾矿被长期堆修补工程，在我国也是如此。。。利用尾矿制备无积，不仅浪费了资源，占用了大量的土地，也给周围机矿物聚合物不仅利用了无机矿物聚合物本身高环境带来了污染。因此尾矿的综合利用已成为资源强、耐酸、固化有毒物质等优点，并且可以一定程度综合利用和环境保护的重要课题。

3、无机矿物聚合物解决尾矿堆积和污染的问题。是一类以铝硅酸盐矿物为主体原料，经碱性溶液激1试验原料与试验方法发形成的具有一定强度的新型胶凝材料¨。由于可以使用粉煤灰、高炉矿渣、尾矿等工业废弃物为原1．1试验原料与试剂料，制备过程相对清洁节能，制品应用前景广阔，因含稀土元素的尾矿样取自包头白云鄂博铁尾此无机聚合物材料已成为国内外研究开发的热矿，矿样经干燥混匀以备用。尾矿化学成分分析见点J，用其来全部或部分的取代目前广泛应用的表1，x射线衍射分析结果见图1。水泥，封固有毒物质，由于其早强快硬可以用于陕速表1含稀土元素的尾矿矿物成分分析结果／％Tabl

4、e1Themineralanalysisresultsofthetailingscontainingrareearthelements从图1可以看出，含稀土元素的尾矿中含有石英和钆萤石，其次是白云石和磁铁矿。煅烧高岭土的白度值为90％～95％，烧失量<0．25％，pH值6—7，含水量≤0．3％，0．043筛余<0．4％。可以为聚合反应提供足够的硅铝质。水玻璃：模数为2．8，Na2O含量为11．6％，SiO22o／(。)含量为39．8％。NaOH为分析纯试剂，固含量不低于96％。图1含稀土铁尾矿的XRD图Fig．1TheXRDdiagramof

5、theirontailings1．2试验方法containingrareearth按拟定的方案称取一定量的尾矿、煅烧高岭土、砂子等组分，将尾矿、煅烧高岭土、砂子混合后，倒人收稿日期：2013-01-05；改回日期：2013—03—29作者简介：曹阳(1983一)，女，博士研究生。第5期曹阳等：含稀土尾矿制备无机矿物聚合物‘77·行星式水泥胶砂搅拌机内搅拌30s后，加人事先配反应的发生。以下是不同模数水玻璃对无机矿物聚制好的具有不同水玻璃模数的碱性激发剂搅拌，再合物强度的影响。保持尾矿的掺量为20％，液固比Bd＼爱三玎快速搅拌30～60s后停止

6、。然后注入40x40×160为0．55，水玻璃掺量(以Na：O4计4)为3．5％3时2，试件2l(mm)的标准试模内静置，达到终凝之后抹平。自的抗压强度与抗折强度测试结果见图3。然养护一天后脱模，编号并放人水中养护至规定龄从图3可知，当水玻璃模数为1．2时，试件的期。试验流程见图2。3d、28d抗压强度和抗折强度都达到了最大，随后呈下降趋势。通过对水玻璃的研究表明，水玻璃的模数对其中硅氧四面体的结构有较大的影响。各龄期的抗压强度随水玻璃模数的增加而升高，当水玻璃模数小于1．4时，溶液中开始出现单聚结构的基团，图2试验流程其比例随着水玻璃模数的

7、减少而增加¨。当水玻Fig．2Thetestflowsheet璃模数为1．2时，溶液中低聚的硅氧基团增多，水解产生的活性二氧化硅促进了健合反应的发生，因此2试验结果与讨论试件的抗压强度抗折强度达到了最大。当水玻璃模数大于1．2时，提供了较多的单体[SiO]，不利偏高2．1水玻璃模数对强度的影响岭土的解聚与聚合，使抗压强度表现出逐渐变小、凝水玻璃是制备无机矿物聚合物材料的重要原料结时间延长的趋势，这说明过量的单体[SiO]对无之一，在制备无机矿物聚合物时许多研究者的研究机矿物聚物胶凝材料的抗压强度增长有一定的抑制发现，只有当反应体系中的碱性较大

8、的条件下，所获作用。由此可得较佳水玻璃的模数是1．2。得的固体反应产物的强度等性能才较理想¨¨。前期的试验表明，低模数的水玻璃溶液才能促使聚合一醺水玻璃模数水玻璃模