罗茨铁尾矿沉降与固化的研究实验论文

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1、昆明理工大学化工学院罗茨铁尾矿沉降与固化的研究报告人：精细084班朱大雄6小组成员：朱大雄许克艳指导老师：张召述摘要：通过实验对罗茨铁尾矿的沉降和固化进行研究，探索其性能，为工艺生产中对尾矿库堆存尾矿提供理论依据及技术参数。关键词：罗茨铁尾矿固化剂絮凝剂沉降固化1.研究目的与意义1.1我国铁尾矿的堆存情况随着钢铁工业的迅速发展，铁矿石尾矿在工业固体废弃物中占的比例也越来越大。据不完全统计，目前我国发现的矿产有150多种，开发建立了8000多座矿山，累计生产尾矿59.7亿t,其中堆存的铁尾矿量占全部尾矿堆存总

2、量的近1/3。长期积累的大量尾矿，侵占土地，挤压河道，遇刮风季节尘土飞扬，污染大气；有时大量沉淀囤积的尾矿会造成溃坝，发生安全事故。对铁尾矿开发利用，变废为宝，不但减少环境污染，又能缓解筑路材料紧张的压力。大量尾矿不仅占用了土地和造成了资源的浪费，而且也给人类生活环境带来了严重污染和危害，破坏生态平衡等问题，现已受到了全社会的广泛关注。1.2水在尾矿堆存过程中的破坏作用在尾矿静置过程中，相对密度较大的尾矿下沉，相对密度较小的毛细水和自由水上浮，最终从料浆中分泌出来，这个过程即为泌水。泌水特性综合反映了尾矿均

3、匀、离析、沉淀等性能，是影响尾矿浓密的重要因素，对尾矿膏体处置与应用研究具有指导意义。泌水过程中在尾矿内部留下了泌水通道，促进离析，因此它是尾矿表现出的一种离析现象。由于微细泌水通道的收缩作用，尾矿会发生不均匀沉降收缩。即若尾矿细颗粒含量较高，则泌水性较差。19昆明理工大学化工学院水在尾矿堆存的过程中的破坏作用很大，主要表现为尾矿中水的含量直接影响了尾矿的流动度，使尾矿在堆积的过程中流动开来，占用大量面积，不容易堆存。与此同时含大量水的尾矿在堆存过程中的流动容易破坏尾矿库引发不安全事故，污染环境。因此，对尾

4、矿的泌水（沉降）是非常重要的。1.3固化原理简介与显著效果在尾矿固化的过程中需要加入固化剂促进和调节固化过程，使固化效果更加显著。固化剂里面通常含有水泥、矿渣、粉煤灰、石灰等主要成分,这些成分在固化中可以起到促进水化、填充效应、产生胶结作用等，提高固化之后的板结效果以及强度。由水泥、矿渣、粉煤灰、石灰等组成的固化剂里面的主要有效化学成分有C3S、C2S、C3A、C4AF以及3CaO•2SiO•nH2O(钙矾石)等，主要水化基理如下：C3S＋H2O→C-S-H（凝胶）＋Ca（OH）2C2S＋H2O→C-S-H

5、（凝胶）＋Ca（OH）2C3A＋H2O→C-A-H（凝胶）＋Ca（OH）2C4AF＋H2O→C-S-H（凝胶）＋C-A-H（凝胶）在上述水化反应里面产生的OH¯破坏Al－O、Si－O表现为激发作用，促使胶体的生成，提高凝聚和吸附效果，C-S-H和C-A-H则表现为胶结作用，在宏观上变现为强度。在固化剂里面Ca/Si比高的水化速度较快。另外，固化剂里面还含有减水剂，能在达到同样流动性的情况下减少用水量，强度增加。2.研究方法与条件2.1实验原材料罗茨铁尾矿浆、固化剂、钢渣、矿渣、石灰、粉煤灰、絮凝剂(2%聚丙

6、烯酰胺)。2.2实验设备及仪器电子称、卷尺、搅拌机、塑料桶（盛实验用的原浆）、玻璃棒、烧杯、量筒（200ml、250ml）数支、蒸发皿3个、流动度测试管、研钵、固化槽2个。2.3试验步骤①原浆溶液沉降。②往原浆溶液中分别加入质量为原浆干基质量的0.5%、1.0%、1.5%、2.0%的固化剂，经均化后沉降。③往原浆溶液中分别加入质量为原浆干基质量的0.5%、1.0%、2.0%的钢渣，经均化后沉降④往原浆溶液中分别加入质量为原浆干基质量的0.5%、1.0%、2.0%的粉煤灰，经均化后沉降。⑤往原浆溶液中分别加入

7、质量为原浆干基质量的0.5%、1.0%、2.0%的矿渣，经均化后沉降。⑥往原浆溶液中分别加入质量为原浆干基质量的0.5%、1.0%、2.0%的石灰，经均化后沉降。⑦往原浆溶液中分别加入质量为原浆干基质量的0.5%、1.0%、2.0%的絮凝剂，经均化后沉降。⑧往原浆溶液中分别加入质量为原浆干基质量的4%、6%的固化剂，经均化后进行固化。3.研究过程与分析讨论3.1实验准备1将从工厂运送来的罗茨铁尾矿溶液搅匀，充分均化，再用塑料桶盛半桶待用。19昆明理工大学化工学院2将实验室里面250ml、200ml量筒清洗干

8、净并沥干里面水分待用。3将固化槽清洗干净待用。4将固化剂、钢渣、石灰、粉煤灰、矿渣充分研磨至粉末状待用。3.2沉降1原浆溶液的沉降①原浆溶液浓度的测定将塑料桶里面的原浆溶液充分搅拌使其均化，用三个蒸发皿分别称取100g原浆溶液（称量前先称取蒸发皿的质量并记录数据），放入烘烤箱（100℃）进行烘干。经2小时候后取出蒸发皿进行观察，若无明显水分，则将蒸发皿进行称量并记录数据，然后放入烤箱继续烘干。每隔15min取出蒸