高铁赤泥提铁尾渣制备硫铝酸盐水泥
发布时间：2021-10-02 07:11
近几年中国大量进口几内亚高铁铝土矿,产生大量高碱的高铁赤泥,污染环境的同时又造成了金属资源的浪费.针对高铁赤泥目前面临的处理难题,研究以高铁赤泥还原提铁后的尾渣为原料制备硫铝酸盐水泥,从烧结温度、保温时间、冷却方式三方面考察硫铝酸盐水泥熟料的烧结情况.实验通过XRD检测观察水泥熟料中关键相3CaO·3Al2O3·CaSO4和β-2CaO·SiO2的结晶情况,结果显示在1 350℃、保温时间1.0 h、空冷的条件下,3CaO·3Al2O3·CaSO4和β-2CaO·SiO2的结晶最充分.
【文章来源】：材料与冶金学报. 2020,19(04)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
高铁赤泥的XRD图
表2 提铁尾渣的化学成分(质量分数)Table 2 The chemical composition of iron slag(mass fraction) % Na2O Al2O3 SiO2 CaO TiO2 Fe2O3 1.68 30.68 15.35 41.24 7.96 1.08实验使用的其他药品及试剂(分析纯)有:CaF2,CaO,Al2O3(天津市科密欧化学试剂开发中心);CaSO4·2H2O(沈阳东兴试剂厂).
选择保温时间为1.0 h、空冷的条件下进行烧结温度实验.图5为不同烧结温度下水泥熟料的宏观形貌.实验结果显示,随着烧结温度的升高,水泥熟料颜色加深、硬度增加;1 400 ℃的水泥熟料外表面出现大量黑色斑点,有明显烧损.图6显示了烧结温度实验的XRD分析结果,烧结后的物相为3CaO·3Al2O3·CaSO4,β-2CaO·SiO2和少量的CaTiO3.CaTiO3是高铁赤泥中的TiO2与还原过程中加入的CaO化合而成,在水泥熟料后期水化中水化活性较低,少量的CaTiO3不会影响水泥熟料凝结后的强度[13].β-2CaO·SiO2相的主衍射峰强度随温度变化的趋势很小,在1 350 ℃达到了最高,说明在1 350 ℃条件下β-2CaO·SiO2相的结晶更充分.在1 250～1 400 ℃下硫铝酸钙相的主衍射峰强度均很高,结晶充分,说明在水泥熟料中硫铝酸钙相占烧成物相的绝大部分.1 300～1 350 ℃是硫铝酸盐水泥的理论烧结区间,硫铝酸钙在此温度下大量形成[13].图7显示,在1 250～1 350 ℃,硫铝酸钙相的结晶趋势变好,在1 350 ℃,硫铝酸钙主衍射峰强度达到最高,其结晶趋势最好,结晶最充分.但升至1 400 ℃时,硫铝酸钙相主衍射峰强度下降明显,说明烧结温度过高导致3CaO·3Al2O3·CaSO4和CaSO4分解,此温度实验的最佳温度为1 350 ℃.图6 不同温度下水泥熟料的XRD图
【参考文献】：
期刊论文
[1]铝土矿市场行情分析及展望[J]. 李好月,李飞,龚元翔. 世界有色金属. 2019(16)
[2]硅酸二钙的结构与活性[J]. 张文生,张江涛,叶家元,钱觉时,沈卫国,汪智勇. 硅酸盐学报. 2019(11)
[3]赤泥综合利用的工业化方法简述[J]. 于水波,董菲,杨晓玲. 中国金属通报. 2019(04)
[4]Recovery of iron and calcium aluminate slag from high-ferrous bauxite by high-temperature reduction and smelting process[J]. Ying-yi Zhang,Wei Lü,Yuan-hong Qi,Zong-shu Zou. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2016(08)
[5]Production of pig iron from red mud waste fines using thermal plasma technology[J]. K. Jayasankar,P.K. Ray,A.K. Chaubey,A. Padhi,B.K. Satapathy,P.S. Mukherjee. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2012(08)
[6]硫铝酸盐水泥的发展现状与展望[J]. 王建军,张自力,万善奎. 新世纪水泥导报. 2011(06)
[7]我国赤泥综合利用分析[J]. 南相莉,张廷安,刘燕,豆志河. 过程工程学报. 2010(S1)
[8]水淬渣的胶凝活性及其形成机理[J]. 李宇,孙恒虎,赵永宏,王楠. 过程工程学报. 2007(01)
博士论文
[1]阿利特改性硫铝酸盐水泥熟料矿物组成、结构与性能研究[D]. 卢晓磊.济南大学 2019
本文编号：3418204
【文章来源】：材料与冶金学报. 2020,19(04)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
高铁赤泥的XRD图
表2 提铁尾渣的化学成分(质量分数)Table 2 The chemical composition of iron slag(mass fraction) % Na2O Al2O3 SiO2 CaO TiO2 Fe2O3 1.68 30.68 15.35 41.24 7.96 1.08实验使用的其他药品及试剂(分析纯)有:CaF2,CaO,Al2O3(天津市科密欧化学试剂开发中心);CaSO4·2H2O(沈阳东兴试剂厂).
选择保温时间为1.0 h、空冷的条件下进行烧结温度实验.图5为不同烧结温度下水泥熟料的宏观形貌.实验结果显示,随着烧结温度的升高,水泥熟料颜色加深、硬度增加;1 400 ℃的水泥熟料外表面出现大量黑色斑点,有明显烧损.图6显示了烧结温度实验的XRD分析结果,烧结后的物相为3CaO·3Al2O3·CaSO4,β-2CaO·SiO2和少量的CaTiO3.CaTiO3是高铁赤泥中的TiO2与还原过程中加入的CaO化合而成,在水泥熟料后期水化中水化活性较低,少量的CaTiO3不会影响水泥熟料凝结后的强度[13].β-2CaO·SiO2相的主衍射峰强度随温度变化的趋势很小,在1 350 ℃达到了最高,说明在1 350 ℃条件下β-2CaO·SiO2相的结晶更充分.在1 250～1 400 ℃下硫铝酸钙相的主衍射峰强度均很高,结晶充分,说明在水泥熟料中硫铝酸钙相占烧成物相的绝大部分.1 300～1 350 ℃是硫铝酸盐水泥的理论烧结区间,硫铝酸钙在此温度下大量形成[13].图7显示,在1 250～1 350 ℃,硫铝酸钙相的结晶趋势变好,在1 350 ℃,硫铝酸钙主衍射峰强度达到最高,其结晶趋势最好,结晶最充分.但升至1 400 ℃时,硫铝酸钙相主衍射峰强度下降明显,说明烧结温度过高导致3CaO·3Al2O3·CaSO4和CaSO4分解,此温度实验的最佳温度为1 350 ℃.图6 不同温度下水泥熟料的XRD图
【参考文献】：
期刊论文
[1]铝土矿市场行情分析及展望[J]. 李好月,李飞,龚元翔. 世界有色金属. 2019(16)
[2]硅酸二钙的结构与活性[J]. 张文生,张江涛,叶家元,钱觉时,沈卫国,汪智勇. 硅酸盐学报. 2019(11)
[3]赤泥综合利用的工业化方法简述[J]. 于水波,董菲,杨晓玲. 中国金属通报. 2019(04)
[4]Recovery of iron and calcium aluminate slag from high-ferrous bauxite by high-temperature reduction and smelting process[J]. Ying-yi Zhang,Wei Lü,Yuan-hong Qi,Zong-shu Zou. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2016(08)
[5]Production of pig iron from red mud waste fines using thermal plasma technology[J]. K. Jayasankar,P.K. Ray,A.K. Chaubey,A. Padhi,B.K. Satapathy,P.S. Mukherjee. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2012(08)
[6]硫铝酸盐水泥的发展现状与展望[J]. 王建军,张自力,万善奎. 新世纪水泥导报. 2011(06)
[7]我国赤泥综合利用分析[J]. 南相莉,张廷安,刘燕,豆志河. 过程工程学报. 2010(S1)
[8]水淬渣的胶凝活性及其形成机理[J]. 李宇,孙恒虎,赵永宏,王楠. 过程工程学报. 2007(01)
博士论文
[1]阿利特改性硫铝酸盐水泥熟料矿物组成、结构与性能研究[D]. 卢晓磊.济南大学 2019
本文编号：3418204
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/yjlw/3418204.html
