铁尾矿基充填材料研发及性能研究
发布时间：2021-10-21 10:22
我国在一些矿山及周边和岩溶地区形成了大量的采空区,已经成为制约矿山安全发展及采空区上部城市化发展的一个重要难题,存在很大的安全生产风险,亟待合理解决。充填法是治理采空区最直接最有效的方式之一,充填材料是保证充填工程质量的核心,而目前常见的充填材料多以水泥及其替代品为胶结材料,碎石、砂、尾矿等为集料,存在充填成本高、环境污染严重和尾矿高附加值利用率低等问题。同时,铁尾矿大量堆积产生的生态环境问题和安全生产问题日益严重,引起全社会的担忧和广泛关注。因此,采空区的充填治理和铁尾矿的高附加值利用成为亟需解决的关键科学问题。本文针对充填工程需求和铁尾矿的低附加值利用现状,通过调查研究,室内实验和数值模拟分析相结合的方法,研发了铁尾矿基充填材料,对其物理力学性能和工作性能进行了实验分析和数值模拟研究。主要研究内容及成果如下:（1）针对原状铁尾矿活性低,不能直接作为胶结材料的问题,采用机械粉磨和化学激发相结合的方式,研究了铁尾矿的活性激发技术,分析了活化铁尾矿作充填用胶结材料的可行性。研究表明,铁尾矿经机械粉磨30 min并通过270目方孔筛后反应活性指数达到68.1%,氢氧化钠和硅酸钠对铁尾矿的活...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１济南采空区分布图及采空区塌陷区现场??铁尾矿是选矿厂运过一定的技术手段，将铁矿石破碎并磨细后留有有用组分??后排出的固体废料，是大宗工业固体废弃物的重要组成部分
?铁尾矿基充填材料研发及性能研究???田的发展。现有资料显示，目前我国共有大型和中型矿山９０００余座，小型矿山??２６万余座，矿山用地面积约４万ｋｍ２，矿山用地面积的３０％？６０％是尾矿库的占??地面积，尾矿堆积占据了大量的土地面积。??图１．２铁尾矿大量堆存??（２）严重污染环境??铁尾矿的堆存会破坏大量的植被、造成土地沙漠化，甚至会污染水资源。铁??尾矿粒度较细，长期堆存使得风化现象频发，导致二次扬尘现象严重，严重影响??周围居民的身体健康。由于采选的技术原因，导致铁尾矿中常存在一定量重金属??离子和具有毒性的残留化学试剂，对周边地区生态环境会造成持久性的危害。??图１．３铁尾矿污染环境??（３）增加运营成本并产生安全隐患??尾矿处置设备通常是结构复杂、成本高昂的大型综合水工结构体，基础建设??费用占投资费用的５％？４０％，且运营期间尾矿库将会产生大量维护费用，大大加??重了企业的运营成本。尾矿库被国家安监部门列为重大危险源，存在巨大的安全??隐患。我国多次发生尾矿库溃坝事故，造成了重大人员伤亡和财产损失，特别是??２００８年山西襄汾“９．８”尾矿库溃坝事故，造成了?２６７人遇难。??２??
?铁尾矿基充填材料研发及性能研究???田的发展。现有资料显示，目前我国共有大型和中型矿山９０００余座，小型矿山??２６万余座，矿山用地面积约４万ｋｍ２，矿山用地面积的３０％？６０％是尾矿库的占??地面积，尾矿堆积占据了大量的土地面积。??图１．２铁尾矿大量堆存??（２）严重污染环境??铁尾矿的堆存会破坏大量的植被、造成土地沙漠化，甚至会污染水资源。铁??尾矿粒度较细，长期堆存使得风化现象频发，导致二次扬尘现象严重，严重影响??周围居民的身体健康。由于采选的技术原因，导致铁尾矿中常存在一定量重金属??离子和具有毒性的残留化学试剂，对周边地区生态环境会造成持久性的危害。??图１．３铁尾矿污染环境??（３）增加运营成本并产生安全隐患??尾矿处置设备通常是结构复杂、成本高昂的大型综合水工结构体，基础建设??费用占投资费用的５％？４０％，且运营期间尾矿库将会产生大量维护费用，大大加??重了企业的运营成本。尾矿库被国家安监部门列为重大危险源，存在巨大的安全??隐患。我国多次发生尾矿库溃坝事故，造成了重大人员伤亡和财产损失，特别是??２００８年山西襄汾“９．８”尾矿库溃坝事故，造成了?２６７人遇难。??２??
【参考文献】：
期刊论文
[1]铁尾矿-煤矸石-污泥复合烧结砖的制备与特性[J]. 罗立群,王召,魏金明,刘斌,董毅. 中国矿业. 2018(03)
[2]化学-机械耦合效应对铁尾矿粉胶凝活性的影响[J]. 朴春爱,王栋民,张力冉,王长安,刘海亮. 应用基础与工程科学学报. 2016(06)
[3]机械力活化对铁尾矿活化性能的影响研究[J]. 朴春爱,王栋民,张力冉,王长安,刘海亮. 硅酸盐通报. 2016(09)
[4]利用铁尾矿制备硅酸盐水泥熟料[J]. 罗力,张一敏,包申旭. 非金属矿. 2016(03)
[5]粉煤灰基地聚合物的制备及性能研究[J]. 薛彩红,聂金合,高莉,李小宁,蔡文亮. 非金属矿. 2016(02)
[6]利用钢渣微粉开发鞍钢矿山全尾砂充填胶凝材料研究[J]. 董培鑫,宋仁峰,高谦,王强. 矿业研究与开发. 2016(01)
[7]铁尾矿资源开发利用现状分析[J]. 李玉凤,包景岭,张锦瑞. 中国矿业. 2015(11)
[8]铁尾矿综合利用现状及其对建筑砌块用混凝土性能的影响[J]. 陈秀峰,严捍东. 中国资源综合利用. 2015(10)
[9]一步法热处理对复合尾矿微晶玻璃晶化过程及性能的影响[J]. 张雪峰,孙智超,贾晓林,邓磊波,李红霞,孙凯宇. 硅酸盐通报. 2015(08)
[10]铅锌冶炼废渣和尾矿制备地聚合物的研究[J]. 孙双月,牛丽红,王聪. 中国矿业. 2015(07)
博士论文
[1]铁尾矿粉的活化工艺和机理及对混凝土性能的影响研究[D]. 朴春爱.中国矿业大学(北京) 2017
[2]尾砂胶结充填固结体结构与性能研究[D]. 柯兴.武汉大学 2016
[3]超高水充填材料及其充填开采技术研究与应用[D]. 冯光明.中国矿业大学 2009
[4]煤矿新型膏体充填材料性能及其应用研究[D]. 赵才智.中国矿业大学 2008
硕士论文
[1]减水剂对全尾砂胶结膏体充填材料性能的影响研究[D]. 吕杉杉.郑州大学 2014
[2]低硅铁尾矿微晶玻璃的研制[D]. 陈盛建.武汉理工大学 2004
本文编号：3448788
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１济南采空区分布图及采空区塌陷区现场??铁尾矿是选矿厂运过一定的技术手段，将铁矿石破碎并磨细后留有有用组分??后排出的固体废料，是大宗工业固体废弃物的重要组成部分
?铁尾矿基充填材料研发及性能研究???田的发展。现有资料显示，目前我国共有大型和中型矿山９０００余座，小型矿山??２６万余座，矿山用地面积约４万ｋｍ２，矿山用地面积的３０％？６０％是尾矿库的占??地面积，尾矿堆积占据了大量的土地面积。??图１．２铁尾矿大量堆存??（２）严重污染环境??铁尾矿的堆存会破坏大量的植被、造成土地沙漠化，甚至会污染水资源。铁??尾矿粒度较细，长期堆存使得风化现象频发，导致二次扬尘现象严重，严重影响??周围居民的身体健康。由于采选的技术原因，导致铁尾矿中常存在一定量重金属??离子和具有毒性的残留化学试剂，对周边地区生态环境会造成持久性的危害。??图１．３铁尾矿污染环境??（３）增加运营成本并产生安全隐患??尾矿处置设备通常是结构复杂、成本高昂的大型综合水工结构体，基础建设??费用占投资费用的５％？４０％，且运营期间尾矿库将会产生大量维护费用，大大加??重了企业的运营成本。尾矿库被国家安监部门列为重大危险源，存在巨大的安全??隐患。我国多次发生尾矿库溃坝事故，造成了重大人员伤亡和财产损失，特别是??２００８年山西襄汾“９．８”尾矿库溃坝事故，造成了?２６７人遇难。??２??
?铁尾矿基充填材料研发及性能研究???田的发展。现有资料显示，目前我国共有大型和中型矿山９０００余座，小型矿山??２６万余座，矿山用地面积约４万ｋｍ２，矿山用地面积的３０％？６０％是尾矿库的占??地面积，尾矿堆积占据了大量的土地面积。??图１．２铁尾矿大量堆存??（２）严重污染环境??铁尾矿的堆存会破坏大量的植被、造成土地沙漠化，甚至会污染水资源。铁??尾矿粒度较细，长期堆存使得风化现象频发，导致二次扬尘现象严重，严重影响??周围居民的身体健康。由于采选的技术原因，导致铁尾矿中常存在一定量重金属??离子和具有毒性的残留化学试剂，对周边地区生态环境会造成持久性的危害。??图１．３铁尾矿污染环境??（３）增加运营成本并产生安全隐患??尾矿处置设备通常是结构复杂、成本高昂的大型综合水工结构体，基础建设??费用占投资费用的５％？４０％，且运营期间尾矿库将会产生大量维护费用，大大加??重了企业的运营成本。尾矿库被国家安监部门列为重大危险源，存在巨大的安全??隐患。我国多次发生尾矿库溃坝事故，造成了重大人员伤亡和财产损失，特别是??２００８年山西襄汾“９．８”尾矿库溃坝事故，造成了?２６７人遇难。??２??
【参考文献】：
期刊论文
[1]铁尾矿-煤矸石-污泥复合烧结砖的制备与特性[J]. 罗立群,王召,魏金明,刘斌,董毅. 中国矿业. 2018(03)
[2]化学-机械耦合效应对铁尾矿粉胶凝活性的影响[J]. 朴春爱,王栋民,张力冉,王长安,刘海亮. 应用基础与工程科学学报. 2016(06)
[3]机械力活化对铁尾矿活化性能的影响研究[J]. 朴春爱,王栋民,张力冉,王长安,刘海亮. 硅酸盐通报. 2016(09)
[4]利用铁尾矿制备硅酸盐水泥熟料[J]. 罗力,张一敏,包申旭. 非金属矿. 2016(03)
[5]粉煤灰基地聚合物的制备及性能研究[J]. 薛彩红,聂金合,高莉,李小宁,蔡文亮. 非金属矿. 2016(02)
[6]利用钢渣微粉开发鞍钢矿山全尾砂充填胶凝材料研究[J]. 董培鑫,宋仁峰,高谦,王强. 矿业研究与开发. 2016(01)
[7]铁尾矿资源开发利用现状分析[J]. 李玉凤,包景岭,张锦瑞. 中国矿业. 2015(11)
[8]铁尾矿综合利用现状及其对建筑砌块用混凝土性能的影响[J]. 陈秀峰,严捍东. 中国资源综合利用. 2015(10)
[9]一步法热处理对复合尾矿微晶玻璃晶化过程及性能的影响[J]. 张雪峰,孙智超,贾晓林,邓磊波,李红霞,孙凯宇. 硅酸盐通报. 2015(08)
[10]铅锌冶炼废渣和尾矿制备地聚合物的研究[J]. 孙双月,牛丽红,王聪. 中国矿业. 2015(07)
博士论文
[1]铁尾矿粉的活化工艺和机理及对混凝土性能的影响研究[D]. 朴春爱.中国矿业大学(北京) 2017
[2]尾砂胶结充填固结体结构与性能研究[D]. 柯兴.武汉大学 2016
[3]超高水充填材料及其充填开采技术研究与应用[D]. 冯光明.中国矿业大学 2009
[4]煤矿新型膏体充填材料性能及其应用研究[D]. 赵才智.中国矿业大学 2008
硕士论文
[1]减水剂对全尾砂胶结膏体充填材料性能的影响研究[D]. 吕杉杉.郑州大学 2014
[2]低硅铁尾矿微晶玻璃的研制[D]. 陈盛建.武汉理工大学 2004
本文编号：3448788
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