高鐵赤泥提鐵尾渣制備硫鋁酸鹽水泥
發(fā)布時間：2021-10-02 07:11
近幾年中國大量進口幾內亞高鐵鋁土礦,產生大量高堿的高鐵赤泥,污染環(huán)境的同時又造成了金屬資源的浪費.針對高鐵赤泥目前面臨的處理難題,研究以高鐵赤泥還原提鐵后的尾渣為原料制備硫鋁酸鹽水泥,從燒結溫度、保溫時間、冷卻方式三方面考察硫鋁酸鹽水泥熟料的燒結情況.實驗通過XRD檢測觀察水泥熟料中關鍵相3CaO·3Al2O3·CaSO4和β-2CaO·SiO2的結晶情況,結果顯示在1 350℃、保溫時間1.0 h、空冷的條件下,3CaO·3Al2O3·CaSO4和β-2CaO·SiO2的結晶最充分.
【文章來源】：材料與冶金學報. 2020,19(04)北大核心
【文章頁數】：6 頁
【部分圖文】：
高鐵赤泥的XRD圖
表2 提鐵尾渣的化學成分(質量分數)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實驗使用的其他藥品及試劑(分析純)有:CaF2,CaO,Al2O3(天津市科密歐化學試劑開發(fā)中心);CaSO4·2H2O(沈陽東興試劑廠).
選擇保溫時間為1.0 h、空冷的條件下進行燒結溫度實驗.圖5為不同燒結溫度下水泥熟料的宏觀形貌.實驗結果顯示,隨著燒結溫度的升高,水泥熟料顏色加深、硬度增加;1 400 ℃的水泥熟料外表面出現大量黑色斑點,有明顯燒損.圖6顯示了燒結溫度實驗的XRD分析結果,燒結后的物相為3CaO·3Al2O3·CaSO4,β-2CaO·SiO2和少量的CaTiO3.CaTiO3是高鐵赤泥中的TiO2與還原過程中加入的CaO化合而成,在水泥熟料后期水化中水化活性較低,少量的CaTiO3不會影響水泥熟料凝結后的強度[13].β-2CaO·SiO2相的主衍射峰強度隨溫度變化的趨勢很小,在1 350 ℃達到了最高,說明在1 350 ℃條件下β-2CaO·SiO2相的結晶更充分.在1 250～1 400 ℃下硫鋁酸鈣相的主衍射峰強度均很高,結晶充分,說明在水泥熟料中硫鋁酸鈣相占燒成物相的絕大部分.1 300～1 350 ℃是硫鋁酸鹽水泥的理論燒結區(qū)間,硫鋁酸鈣在此溫度下大量形成[13].圖7顯示,在1 250～1 350 ℃,硫鋁酸鈣相的結晶趨勢變好,在1 350 ℃,硫鋁酸鈣主衍射峰強度達到最高,其結晶趨勢最好,結晶最充分.但升至1 400 ℃時,硫鋁酸鈣相主衍射峰強度下降明顯,說明燒結溫度過高導致3CaO·3Al2O3·CaSO4和CaSO4分解,此溫度實驗的最佳溫度為1 350 ℃.圖6 不同溫度下水泥熟料的XRD圖
【參考文獻】：
期刊論文
[1]鋁土礦市場行情分析及展望[J]. 李好月,李飛,龔元翔. 世界有色金屬. 2019(16)
[2]硅酸二鈣的結構與活性[J]. 張文生,張江濤,葉家元,錢覺時,沈衛(wèi)國,汪智勇. 硅酸鹽學報. 2019(11)
[3]赤泥綜合利用的工業(yè)化方法簡述[J]. 于水波,董菲,楊曉玲. 中國金屬通報. 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]硫鋁酸鹽水泥的發(fā)展現狀與展望[J]. 王建軍,張自力,萬善奎. 新世紀水泥導報. 2011(06)
[7]我國赤泥綜合利用分析[J]. 南相莉,張廷安,劉燕,豆志河. 過程工程學報. 2010(S1)
[8]水淬渣的膠凝活性及其形成機理[J]. 李宇,孫恒虎,趙永宏,王楠. 過程工程學報. 2007(01)
博士論文
[1]阿利特改性硫鋁酸鹽水泥熟料礦物組成、結構與性能研究[D]. 盧曉磊.濟南大學 2019
本文編號：3418204
【文章來源】：材料與冶金學報. 2020,19(04)北大核心
【文章頁數】：6 頁
【部分圖文】：
高鐵赤泥的XRD圖
表2 提鐵尾渣的化學成分(質量分數)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實驗使用的其他藥品及試劑(分析純)有:CaF2,CaO,Al2O3(天津市科密歐化學試劑開發(fā)中心);CaSO4·2H2O(沈陽東興試劑廠).
選擇保溫時間為1.0 h、空冷的條件下進行燒結溫度實驗.圖5為不同燒結溫度下水泥熟料的宏觀形貌.實驗結果顯示,隨著燒結溫度的升高,水泥熟料顏色加深、硬度增加;1 400 ℃的水泥熟料外表面出現大量黑色斑點,有明顯燒損.圖6顯示了燒結溫度實驗的XRD分析結果,燒結后的物相為3CaO·3Al2O3·CaSO4,β-2CaO·SiO2和少量的CaTiO3.CaTiO3是高鐵赤泥中的TiO2與還原過程中加入的CaO化合而成,在水泥熟料后期水化中水化活性較低,少量的CaTiO3不會影響水泥熟料凝結后的強度[13].β-2CaO·SiO2相的主衍射峰強度隨溫度變化的趨勢很小,在1 350 ℃達到了最高,說明在1 350 ℃條件下β-2CaO·SiO2相的結晶更充分.在1 250～1 400 ℃下硫鋁酸鈣相的主衍射峰強度均很高,結晶充分,說明在水泥熟料中硫鋁酸鈣相占燒成物相的絕大部分.1 300～1 350 ℃是硫鋁酸鹽水泥的理論燒結區(qū)間,硫鋁酸鈣在此溫度下大量形成[13].圖7顯示,在1 250～1 350 ℃,硫鋁酸鈣相的結晶趨勢變好,在1 350 ℃,硫鋁酸鈣主衍射峰強度達到最高,其結晶趨勢最好,結晶最充分.但升至1 400 ℃時,硫鋁酸鈣相主衍射峰強度下降明顯,說明燒結溫度過高導致3CaO·3Al2O3·CaSO4和CaSO4分解,此溫度實驗的最佳溫度為1 350 ℃.圖6 不同溫度下水泥熟料的XRD圖
【參考文獻】：
期刊論文
[1]鋁土礦市場行情分析及展望[J]. 李好月,李飛,龔元翔. 世界有色金屬. 2019(16)
[2]硅酸二鈣的結構與活性[J]. 張文生,張江濤,葉家元,錢覺時,沈衛(wèi)國,汪智勇. 硅酸鹽學報. 2019(11)
[3]赤泥綜合利用的工業(yè)化方法簡述[J]. 于水波,董菲,楊曉玲. 中國金屬通報. 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)
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[7]我國赤泥綜合利用分析[J]. 南相莉,張廷安,劉燕,豆志河. 過程工程學報. 2010(S1)
[8]水淬渣的膠凝活性及其形成機理[J]. 李宇,孫恒虎,趙永宏,王楠. 過程工程學報. 2007(01)
博士論文
[1]阿利特改性硫鋁酸鹽水泥熟料礦物組成、結構與性能研究[D]. 盧曉磊.濟南大學 2019
本文編號：3418204
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