铝矾土尾矿的热活化效果
2021-07-28马先伟董恩来季军荣张建武牛季收
马先伟,董恩来,张 程,季军荣,禹 鑫,3,张建武,牛季收
(1.河南城建学院,河南 平顶山 467036; 2.崇左南方水泥有限公司,广西 崇左 5322002;3.中原工学院, 河南 郑州 450000)
1 前 言
铝矾土尾矿是高品位铝矾土经物理选矿后的废弃物,即一种低品位铝矾土,含水量在40%~60%,由于其低的铝含量而被炼铝企业丢弃。在物理选矿中每浮选1 t高品位铝矾土,将排放约0.25 t尾矿[1]。这些尾矿大多被直接堆放在低洼地区,仅鲁山县堆放量已达100多万吨。尾矿在干燥后易风化,在有风天气时会造成漫天黄尘,而在暴雨天气存在溃坝的安全隐患。因此,如何快速处理或利用铝矾土尾矿是亟待解决的问题。
关于不同品位铝矾土的利用已开展了一些研究,如制备莫来石陶瓷[2-3]、多孔陶瓷[4]、空心陶粒支撑剂[5]、涂料[6]、耐火材料[7]、硫铝酸盐水泥[1,8]和提纯[9]等。铝矾土的上述应用与其组成及结构变化[2,10-11]有关,王莹等[10]研究较低温度下组成演变,发现铝矾土在500 ℃结晶度最差,水化活性最高;随着温度继续升高,由层状结构逐渐变成粒状结构。
将铝矾土尾矿应用在水泥混凝土中是最快速利用的途径。目前,已开展了铝矾土尾矿制作碱激发胶凝材料、水泥混合材或混凝土掺合料等研究。铝钒土尾矿的组成一般以一水硬铝石、高岭石和伊利石为主,这些矿物不具有潜在胶凝性,且对水泥混凝土性能非常不利,在加入前,通常需要采用热激发。马冬阳等[12]研究了煅烧温度对铝矾土尾矿相转变和平均粒径的影响,发现伊利石在500 ℃以上开始脱水生成脱水伊利石相,一水硬铝石和高岭石在600 ℃以前分别转化为刚玉和偏高岭石,随着温度升高,尾矿的平均粒径逐渐减小,但温度高于800 ℃后开始增大。……
