复合热活化对赤泥-煤矸石胶凝性能的影响.pdfVIP

第38卷 增刊2 稀有金属材料与工程 V01．38，Suppl．2 2009年 12月 RAREMETALMATERIAI，SANDENGINEERING December2009 复合热活化对赤泥一煤矸石胶凝性能的影响 张娜1，孙恒虎1，张吉秀1，万建华2 (1．清华大学，北京100084) (2．中国矿业大学，北京100083) 摘要：研究了600℃简单热活化和复合热活化对赤泥．煤矸石胶凝性能的影响，借助ICP、XRD、SEM等微观测试手 段对两种活化方式下的赤泥．煤矸石体系的硅铝离子的溶出特性、矿物组成及微观结构进行了对比研究。结果表明，复 合热活化之后的赤泥．煤矸石体系的胶凝性能明显提高。复合热活化过程中，赤泥的适量加入有助于房山煤矸石中绿泥 石矿物的分解，且使石英的结晶度明显降低。当赤泥与煤矸石的比例为3：2，掺量为50％时，其复合体系所制备的胶砂 试块28 d强度达到37．3MPa。这为赤泥和煤矸石的大宗高效利用提供了试验依据和理论基础。 关键词：赤泥；煤矸石；复合热活化 中图法分类号：T0172 文献标识码：A 文章编号：1002．185X(2009)$2．0663．04 目前铝工业的生产工艺主要采用烧结法、拜耳法 活化方式的赤泥．煤矸石体系的矿物组成、微观结构及 以及联合法。赤泥是生产氧化铝过程中所排出的固体 硅铝离子的溶出特性进行对比研究，以为赤泥和煤矸 废弃物。随着铝工业的发展，赤泥量日益增加。堆积 石的大宗高效利用提供试验依据和理论基础。 的赤泥不仅占用了大量农田，而且严重污染了周边环 1 实 验 境。赤泥的综合利用已成为铝工业乃至社会亟待解决 的问题。赤泥中含有部分鼻一C2S、C3A和无定形铝硅 本实验所用的烧结法赤泥取自山东铝业公司的露 酸盐，从而使其具有一定的潜在胶凝活性，若将其进 天赤泥堆积场，堆放龄期为三年，煤矸石取自北京房 行煅烧处理，使其中的水分蒸发、碳酸钙分解，则可 山，二者的化学成分分别如表l和表2所示。 使其活性进一步提耐11。 煤矸石是煤炭开采和洗选过程中被分离出来的废 弃岩石，是我国目前排放量最大的工业固体废弃物之 一。近年来，我国在发电、农业肥料、化工产品和建 材原料等领域利用煤矸石的研究已取得了一定进展， 继一 一薹 但这并没有从根本上解决煤矸石大量堆积的现状，故 仍急需对其综合利用进行拓展性研究。 未燃煤矸石的胶凝活性极低，在适当的温度下， 煤矸石中的粘土类组分可以脱水分解成具有水硬性胶 凝活性的无定形氧化硅和氧化铝【2卅。但由于煤矸石中 蒸 表坚韭二：：h一嘲一锄 鼾竺业一 石m一们一铂 觯型等成．=一如一¨ 分蓦|．一： 矍幽嬲 蕊 的氧化钙含鼍很低，限制了煅烧提高其活性的程度， 故在煅烧过程中添加适量的氧化钙可以有效提高煤矸 本课题组的前期研究工作发现，在低温热活化处 石的胶凝活性【51。烧结法赤泥中的氧化钙含量较高， 理的过程中，山东铝业公司赤泥(简称山铝赤泥)和房 若将其与煤矸石结合起来可在一定程度上补充煤矸石 山煤矸石均在600℃煅烧后活性较佳，故本实验中赤 的钙含量。本研究以山东铝业公司赤泥和北京房山煤 泥一煤矸石的简单热活化和复合热活化的对比研究均 矸石为对象，研究了简单热活化和复合热活化对赤泥一 在600℃进行。简单热活化即600℃分别煅烧赤泥和 煤矸石胶凝性能的影响，并采用现代分析手段对两种 煤矸石2h，复合热活化方法如下：将干赤泥与煤矸石 收稿日期：2009-06一10 zhangna06@mails．tsinghua．edu．cn 万方数据 ·664·