铅锌尾矿-冶炼渣复合胶凝材料的制备及性能研究
发布时间：2021-08-26 01:30
铅锌尾渣是铅锌工业冶炼过程中产生的工业固废,包括铅锌尾矿及铅锌冶炼渣,随意堆弃会对环境造成污染,同时给企业和政府增加处理成本。铅锌尾渣通过合理处置,可发挥明显的经济效益和环境效益。本文通过机械球磨制得铅锌尾矿和铅锌冶炼渣固废微粉,以微粉和水泥为主要原料,制备复合胶凝材料,对其主要性能进行测试,并通过XRD、SEM、压汞实验等手段,对复合胶凝材料进行微观表征,取得如下研究结论:铅锌尾渣化学及矿物成分分析表明其拌水能够表现出一定的胶凝活性,放射性测试和重金属元素含量测试均符合国家标准,通过对铅锌尾矿及冶炼渣进行易磨性试验,铅锌尾矿球磨时间9min以上,比表面积达到700m2/kg以上、冶炼渣球磨时间90min以上,比表面积为500m2/kg以上时能较好发挥活性,单独使用球磨机进行粉磨效果较好,综合分析其能够作为水泥混合材和混凝土掺合料使用。铅锌尾矿掺量不宜过高,掺量不高于10%的情况下能够配置P·O32.5级水泥,掺量为8%时能够发挥较好活性,此时28d胶砂抗压强度为39.1MPa;单掺冶炼渣胶砂强度随着冶炼渣掺量的增大而降低,掺量在不超过30%的情况下,能够配置P·C42.5级水泥,掺量...
【文章来源】：桂林理工大学广西壮族自治区
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
铅锌矿采矿工艺流程图
桂林理工大学硕士学位论文3铅锌尾矿是铅锌企业在开采过程中经浮选工艺提取精矿石后残留的低品位矿石，大多与砂石等混合成浆体状态[23]。我国拥有非常丰富的铅锌矿产资源，但各地矿场精度、品位和含量有较大差异，并且分布及其不均一。表1.1广西铅锌冶炼行业企业数量及排放量Table1.1NumberanddischargeofenterprisesinGuangxileadandzincsmeltingindustry年份（年）201420152016201720182019数量（家）100124159180199210排放量（万t）108136180216245270图1.2铅锌尾矿库照片Fig.1.2Photooflead-zinctailingspond2014年以来广西从事铅锌冶炼行业的企业数量增长迅速，其中规模型以上企业数量占25%以上，具有代表性的企业如：大厂铅锌矿、佛子冲铅锌矿、泗顶铅锌矿等。河池、百色等地区大型铅锌冶炼企业众多，生产能力占全区40%以上。张明超[24]经调查认为我国铅锌矿产资源主要集中在西部和西南等地区。铅锌尾矿是一种复合矿物，因产地不同铅锌尾矿的化学成分也不固定。易龙生[25]等在分析了我国部分铅锌尾矿的主要成分后，总结出铅锌尾矿主要成分为Si、Al、Mg、Ca、Fe等的氧化物。其成分的复杂性也决定了综合利用的难度，并且因各矿场采矿、选矿等工艺和设备的不同，更增加了其大规模利用的困难。1.2.2铅锌冶炼渣概述铅锌冶炼渣是成分较为复杂的高温熔体相，由于冶炼工艺的不同，铅锌冶炼渣化学组成和矿物成分也不同，但主要成分基本都含有FeO、Al2O3、SiO2、CaO和MgO等氧化物[26]。
桂林理工大学硕士学位论文4图1.3铅锌冶炼工艺流程图Fig.1.3Flowchartoflead-zincsmeltingprocessg经一次冶炼提纯后形成的冶炼渣仍然含有一定量的金属元素，湿法冶炼后的冶炼渣大多含有Cu、Ag、S、Mg等元素，它们主要以硫化物、氧化物和硅酸盐等结合态存在[27]。铅锌冶炼渣经后续鼓风、水淬的称为水淬渣，经酸浸或碱浸进行中和作用的称为中和渣，未经任何处理的称为干渣[28]。常用的冶炼废渣湿法回收主要包括酸性和碱性浸出以及微生物浸出。冶炼渣的湿法浸出主要分为浸出阶段、净化阶段和沉积阶段。浸出过程是使用合适的溶剂将冶炼过程的中间产物选择性地进行溶解，使原料中的有价成分或者有害杂质进入溶液中，净化工序是沉积过程前除去溶液中的杂质，沉积过程通常采用电解法铅锌冶炼渣的资源化利用不但可以缓解土地资源的紧张现状，减轻对环境的污染，而且能够充分二次回收金属资源，是铅锌冶炼行业可持续发展以及国家节能减排要求的必然途径[29]。1.2.3课题研究的必要性表1.2铅锌尾渣年产生量Table1.2Annualproductionofleadandzinctailings年份2016201720182019铅锌尾矿/万t980.5984.21111.21099.8铅锌冶炼渣/万t933.2931.8908.01010.8合计/万t1913.71916.02019.22110.6根据表1.2中可以看出，2019年全国全年产生铅锌尾渣达到2110.6万t，且堆存量仍在上升，铅锌尾矿和冶炼渣堆存会引起重金属扩散的作用，在长时间的堆积过程中受到内部因素和外部因素的共同作用，浸出酸性水等重金属液体有害成分，这些有害成分通过雨水冲刷等方式流入地表河流、渗入地下水流，使矿区甚至更大范围的水资源受到严重重金属污染[30，31]。赵伟强[32]等通过对铅锌矿采选业的生产工艺、产污环节及对土壤
本文编号：3363271
【文章来源】：桂林理工大学广西壮族自治区
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【学位级别】：硕士
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铅锌矿采矿工艺流程图
桂林理工大学硕士学位论文3铅锌尾矿是铅锌企业在开采过程中经浮选工艺提取精矿石后残留的低品位矿石，大多与砂石等混合成浆体状态[23]。我国拥有非常丰富的铅锌矿产资源，但各地矿场精度、品位和含量有较大差异，并且分布及其不均一。表1.1广西铅锌冶炼行业企业数量及排放量Table1.1NumberanddischargeofenterprisesinGuangxileadandzincsmeltingindustry年份（年）201420152016201720182019数量（家）100124159180199210排放量（万t）108136180216245270图1.2铅锌尾矿库照片Fig.1.2Photooflead-zinctailingspond2014年以来广西从事铅锌冶炼行业的企业数量增长迅速，其中规模型以上企业数量占25%以上，具有代表性的企业如：大厂铅锌矿、佛子冲铅锌矿、泗顶铅锌矿等。河池、百色等地区大型铅锌冶炼企业众多，生产能力占全区40%以上。张明超[24]经调查认为我国铅锌矿产资源主要集中在西部和西南等地区。铅锌尾矿是一种复合矿物，因产地不同铅锌尾矿的化学成分也不固定。易龙生[25]等在分析了我国部分铅锌尾矿的主要成分后，总结出铅锌尾矿主要成分为Si、Al、Mg、Ca、Fe等的氧化物。其成分的复杂性也决定了综合利用的难度，并且因各矿场采矿、选矿等工艺和设备的不同，更增加了其大规模利用的困难。1.2.2铅锌冶炼渣概述铅锌冶炼渣是成分较为复杂的高温熔体相，由于冶炼工艺的不同，铅锌冶炼渣化学组成和矿物成分也不同，但主要成分基本都含有FeO、Al2O3、SiO2、CaO和MgO等氧化物[26]。
桂林理工大学硕士学位论文4图1.3铅锌冶炼工艺流程图Fig.1.3Flowchartoflead-zincsmeltingprocessg经一次冶炼提纯后形成的冶炼渣仍然含有一定量的金属元素，湿法冶炼后的冶炼渣大多含有Cu、Ag、S、Mg等元素，它们主要以硫化物、氧化物和硅酸盐等结合态存在[27]。铅锌冶炼渣经后续鼓风、水淬的称为水淬渣，经酸浸或碱浸进行中和作用的称为中和渣，未经任何处理的称为干渣[28]。常用的冶炼废渣湿法回收主要包括酸性和碱性浸出以及微生物浸出。冶炼渣的湿法浸出主要分为浸出阶段、净化阶段和沉积阶段。浸出过程是使用合适的溶剂将冶炼过程的中间产物选择性地进行溶解，使原料中的有价成分或者有害杂质进入溶液中，净化工序是沉积过程前除去溶液中的杂质，沉积过程通常采用电解法铅锌冶炼渣的资源化利用不但可以缓解土地资源的紧张现状，减轻对环境的污染，而且能够充分二次回收金属资源，是铅锌冶炼行业可持续发展以及国家节能减排要求的必然途径[29]。1.2.3课题研究的必要性表1.2铅锌尾渣年产生量Table1.2Annualproductionofleadandzinctailings年份2016201720182019铅锌尾矿/万t980.5984.21111.21099.8铅锌冶炼渣/万t933.2931.8908.01010.8合计/万t1913.71916.02019.22110.6根据表1.2中可以看出，2019年全国全年产生铅锌尾渣达到2110.6万t，且堆存量仍在上升，铅锌尾矿和冶炼渣堆存会引起重金属扩散的作用，在长时间的堆积过程中受到内部因素和外部因素的共同作用，浸出酸性水等重金属液体有害成分，这些有害成分通过雨水冲刷等方式流入地表河流、渗入地下水流，使矿区甚至更大范围的水资源受到严重重金属污染[30，31]。赵伟强[32]等通过对铅锌矿采选业的生产工艺、产污环节及对土壤
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