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铁矿尾矿处理新型材料高炉矿渣、粉煤灰成为水泥代用品
创建时间 2012-10-29 作者 网站管理员 浏览 QQ留言 产品咨询 联系电话:13803857310

        本章节选矿设备网介绍铁矿尾矿处理技术应用中的另一种新型胶结材料水泥及水泥代用品高炉矿渣、粉煤灰。
        传统水泥胶结混凝土充填材料中所用水泥一般为425普通硅酸盐水泥,用量为150~300kg/m3,水灰比约1.2~1.3,28d混凝土抗压强度5.0~10.0MPa,水泥在胶结充填成本中占30%~60%。因此,降低胶结充填成本的主要途径之一是寻找水泥替代品,在充填料浆中降低甚至取消水泥用量。
        高炉矿渣是冶炼生铁时的副产品。矿渣的活性主要决定于其结构,将其结构粗略地视为结晶相与玻璃相的聚合体。矿渣的玻璃相是其活性组分而结晶相是惰性组分,所有,矿渣中玻璃相含量大,其活性就高。我国大多数矿渣的玻璃体含量达80%以上,CaO/SiO2为1.0左右,表明高炉矿渣是代替水泥的一种好的代用品。
        粉煤灰是火力发电厂排出的一种工业废渣,它是由磨成一定细度的煤粉在粉煤炉中经1200~1500摄氏度的高温悬浮燃烧之后,由原煤中所含不然的黏土质矿物发生分解、氧化、熔融等变化,在表面张力的作用下形成细小的液滴,在排出炉外时,经急速冷却,形成粒径为1~50微米的微细球形颗粒,然后,连同未被燃烧的可燃物一起由收尘器所收集,或者由水流管道排放到储灰场。粉煤灰中大部分是玻璃相,还有少量未燃炭和部分晶体矿物,晶体矿物主要为石英和莫来石。粉煤灰中CaO/SiO2比值大约0.1左右,这是粉煤灰的活性远小于矿渣活性的主要原因。目前,粉煤灰在充填胶凝材料中可以部分取代水泥。在加拿大充填采矿中,粉煤灰掺量已达到60%,成为加拿大各矿山一种低成本的充填胶凝材料。
        芬兰奥托昆普公司所属的维汉蒂等矿,已用高炉渣取代了90%的波特兰水泥,在另一些情况下则用粉煤灰取代70%的水泥,加拿大基德克里克矿的试验与应用表明,高炉渣或粉煤灰至少取代30%~60%的普通硅酸盐水泥。我国长沙矿山研究院与山东铝业公司合作,直接采用生产氧化铝的废弃物——赤泥加入适量粉煤灰和少量活性激化剂制备成浓度为60%左右的充填料浆,加压泵送至充填采场,获得良好质量的充填体。直接充填成本每立方不到40元,其中原材料成本仅为每立方9元,与传统胶结充填相比,原材料成本仅为水泥胶结充填的1/5~1/10,充填成本仅为同强度水泥胶结充填的1/2~1/3。大量的试验表明,无水泥胶结充填是完全可行的,其经济效益与社会效益十分显著。
        张马屯铁矿采用高炉水渣细磨产品代替部分水泥后,胶结充填生产成本大幅度降低。矿山附近铁厂的高炉水渣用自卸汽车运至该矿水渣料仓,其容积24立方;然后经振动给料机均匀卸入皮带输送机,经微电脑多功能电子皮带秤自动计量后,给入球磨机加水进行细磨;控制模块细度为-0.074mm占60%以上,细磨的水渣用2条100mm的管道(用管夹阀控制,一开一备)分配自流到双轴搅拌机,与尾砂、水泥混合制成浆体,送入井下采空区进行胶结充填。选矿厂尾矿浆经两段脱水,获取含水率为20%左右的湿尾矿,通过双轴搅拌机和高速搅拌机两段强力机械(活化)搅拌,将全尾砂与配比为1:1的水泥和细磨水渣、水混合制成70%左右的高浓度均质胶结充填料,以管道自流输送方式充入采空区,形成了直立性、整体性良好的充填体。充填体强度达到了各项技术参数规定要求,可以满足回采矿房间柱的要求。该矿生产能力为50万吨/年,由于高炉水渣的使用,年节省水泥用量1.44万吨。
        高炉矿渣和粉煤灰是工业生产中的废料,如果得不到有效利用,很容易被丢弃破坏环境。因此,在研究并成功试验了高炉矿渣和粉煤灰能够成为水泥代用品后,这些问题就迎刃而解了。豫晖选矿设备网警示人们:关注经济,关注环保,人人奉献。
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