低品位錳尾礦渣水化反應(yīng)特性及固化污泥作用機(jī)理研究
發(fā)布時(shí)間:2021-03-06 23:12
湖南永州是我國(guó)錳礦主要分布區(qū)和產(chǎn)錳區(qū),錳礦石儲(chǔ)量豐富,但錳礦品位普遍偏低,導(dǎo)致大量錳礦石未達(dá)到入廠加工要求而被當(dāng)做尾礦渣,未經(jīng)任何處置就地堆放,不僅造成錳資源的極度浪費(fèi),還嚴(yán)重污染生態(tài)環(huán)境,因此有必要開(kāi)展錳尾礦渣綜合利用研究。針對(duì)上述問(wèn)題,本文以湖南永州零陵區(qū)為研究區(qū)域,通過(guò)磁選-固化劑制備-污泥固化實(shí)現(xiàn)低品位錳尾礦渣資源化、減量化和高值化利用,主要研究工作及成果如下:采用自主研發(fā)的高梯度強(qiáng)磁場(chǎng)水平勵(lì)磁永磁磁輥對(duì)低品位菱錳礦渣和軟錳礦渣分別進(jìn)行濕式和干式磁選試驗(yàn),該磁輥強(qiáng)度可達(dá)到1433.12kA/m,能有效提高磁選效率,降低漏選率,磁選后的菱錳礦錳精礦品位和錳回收率分別高出垂直勵(lì)磁磁輥7%和20%以上,但軟錳礦磁選效果一般,錳品位僅提高了45%,難以達(dá)到錳尾礦再利用的要求。通過(guò)正交試驗(yàn)與遞進(jìn)疊加試驗(yàn)選取尾礦渣水化反應(yīng)復(fù)合添加劑與早強(qiáng)復(fù)合添加劑配比。研究表明:4種添加劑均對(duì)尾礦渣潛在水化反應(yīng)特性產(chǎn)生作用,當(dāng)兩種錳尾礦渣1:1混合,在最佳添加劑配比下,凈漿試體抗壓強(qiáng)度、軟化系數(shù)和孔隙率達(dá)到最優(yōu)。通過(guò)XRD、SEM和DSC等微觀測(cè)試技術(shù)可知,該固化劑主要水化產(chǎn)物為AF...
【文章來(lái)源】:遼寧工程技術(shù)大學(xué)遼寧省
【文章頁(yè)數(shù)】:194 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
尾礦渣堆積對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的危害Fig.1.1Harmtotheenvironmentoftailingsslagpiledup
我國(guó)已形成具有年產(chǎn)錳礦石 3000 萬(wàn)噸,國(guó)有、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、民營(yíng)錳礦山700 家以上,全國(guó)大型錳礦山 4 座,采選能力約 400 萬(wàn)噸,中型礦山 10 座,采礦能力 80 萬(wàn)噸,小型礦山 700 余座[17],主要礦山企業(yè)有中信大錳礦業(yè)有限責(zé)任公司、湖北長(zhǎng)陽(yáng)古陽(yáng)錳礦、重慶秀山老山溝錳業(yè)有限責(zé)任公司、云南文山斗南錳業(yè)有限公司等,現(xiàn)已查明的錳礦石資源儲(chǔ)量為 89234.2 萬(wàn)噸,平均每年生產(chǎn)錳礦石 2400 萬(wàn)噸,消耗量約 3700 萬(wàn)噸,供不應(yīng)求[18],尤其是 21 世紀(jì)以來(lái),城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快帶動(dòng)了我國(guó)各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的發(fā)展,對(duì)鋼鐵的需求也在急劇增長(zhǎng),因此國(guó)內(nèi)對(duì)錳礦的需求也越來(lái)越大,錳礦石越來(lái)越依賴(lài)于國(guó)外進(jìn)口,特別是富錳礦石[19]。目前我國(guó)錳礦查明資源儲(chǔ)量的靜態(tài)保障程度為 25 年左右,預(yù)計(jì)到 2020 年,國(guó)內(nèi)錳礦石產(chǎn)量的保障程度不足 45%[20],而且我國(guó)錳尾礦渣普遍存在未經(jīng)任何處置就隨意堆放的問(wèn)題,不僅侵占大量閑置土地,污染附近水土環(huán)境[21],如圖 1.4 所示,而且造成錳資源的嚴(yán)重浪費(fèi),因此尋找經(jīng)濟(jì)可行的富錳方式來(lái)提高錳礦品位,緩解我國(guó)錳資源嚴(yán)重短缺、依賴(lài)進(jìn)口的難題,并探索一條科學(xué)有效的錳尾礦渣處理處置技術(shù)就迫在眉睫。
圖 1.5 錳尾礦渣磁選流程ig. 1.5 The flow chart of magnetic separation on manganese tailings slag渣生產(chǎn)建筑材料渣的主要組分是富含 SiO2、Al2O3、CaCO3等資源的非金屬礦物成熟工藝生產(chǎn)一種或若干種建筑材料[30],制作建筑材料流程如尾礦渣生產(chǎn)建筑材料主要是借鑒建材行業(yè)已有的成熟工藝,原始附加值低,銷(xiāo)售半徑小,沒(méi)有顯示出生產(chǎn)成本、運(yùn)輸成本和產(chǎn)品難以大范圍推廣[31][32]。用于制作肥料渣中含有植物生長(zhǎng)所需要的多種微量元素,經(jīng)過(guò)處理可制成用于素肥料。上世紀(jì) 90 年代馬鞍山礦山研究院將磁化尾礦渣加入化渣復(fù)合肥,并建成一座年產(chǎn) 1 萬(wàn)噸的磁化尾礦渣復(fù)合肥廠,實(shí)現(xiàn),但僅僅停留在少量尾礦渣的利用上,無(wú)法減少大宗尾礦渣的
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]新型NLCT磁選機(jī)在某釩鈦磁鐵礦磨前預(yù)選中的應(yīng)用[J]. 彭欣苓,胡永會(huì),尚紅亮,魏紅港. 有色金屬(選礦部分). 2017(02)
[2]HTDZ型高梯度漿料磁選機(jī)在高嶺土除鐵提純的工業(yè)應(yīng)用[J]. 王寶春,劉鳳亮,賈洪利,丁長(zhǎng)田. 陶瓷. 2017(01)
[3]湖南某高鈣型錳礦工藝礦物學(xué)及選礦試驗(yàn)研究[J]. 張曉峰,覃事元,周菁,楊光,朱一民,李天霞,潘高產(chǎn),文金磊. 湖南有色金屬. 2016(05)
[4]花垣縣萬(wàn)發(fā)錳礦資源存儲(chǔ)量檢測(cè)工作及質(zhì)量評(píng)述[J]. 于玉寧. 低碳世界. 2016(02)
[5]基于混料試驗(yàn)設(shè)計(jì)的水泥-鋼渣-礦渣三元膠凝體系的配比優(yōu)化[J]. 楊超,盧都友,許仲梓,嚴(yán)萬(wàn)國(guó). 硅酸鹽通報(bào). 2015(08)
[6]污泥-焚燒底灰混合固化配方及強(qiáng)度增長(zhǎng)機(jī)理[J]. 馮彬,陳萍,詹良通,林偉岸,占鑫杰. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2016(02)
[7]復(fù)合熔析精煉去除工業(yè)硅中的非金屬雜質(zhì)硼[J]. 杜冰,王志,孫麗媛,馬文會(huì),葛治,陳杭. 過(guò)程工程學(xué)報(bào). 2015(03)
[8]富硅軟錳礦強(qiáng)磁選-堿浸脫硅工藝[J]. 馮雅麗,李斌,李浩然. 中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(04)
[9]細(xì)粒含量對(duì)尾礦工程性質(zhì)影響分析[J]. 喬蘭,屈春來(lái),崔明. 巖土力學(xué). 2015(04)
[10]大型地下洞室群地震模擬振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究(Ⅰ):巖體相似材料配比試驗(yàn)[J]. 劉曉敏,盛謙,陳健,柯文匯,楊繼華. 巖土力學(xué). 2015(01)
博士論文
[1]金屬硫化物礦山尾礦鈍化及機(jī)理研究[D]. 舒小華.華南理工大學(xué) 2014
[2]湘潭錳礦區(qū)廢棄地土地質(zhì)量評(píng)價(jià)與生態(tài)恢復(fù)效應(yīng)研究[D]. 李雄華.中南林業(yè)科技大學(xué) 2013
[3]基于骨架構(gòu)建體污泥固化填理及長(zhǎng)期穩(wěn)定性研究[D]. 李亞林.華中科技大學(xué) 2013
[4]復(fù)雜低品位錳礦及含錳煙塵加壓酸浸—凈化—萃取工藝研究[D]. 謝紅艷.昆明理工大學(xué) 2013
[5]鄂西低硅鐵尾礦燒結(jié)制磚及機(jī)理研究[D]. 陳永亮.武漢科技大學(xué) 2012
[6]沉積型鈷錳礦選冶新工藝及機(jī)理研究[D]. 肖軍輝.昆明理工大學(xué) 2012
[7]污泥的粉煤灰調(diào)理和污泥陶粒的制備及應(yīng)用研究[D]. 岳敏.山東大學(xué) 2011
[8]選礦尾砂重金屬污染化學(xué)修復(fù)技術(shù)研究[D]. 夏文斌.湖南大學(xué) 2011
[9]鍶錳尾礦對(duì)環(huán)境的影響及其資源化利用研究[D]. 周正國(guó).重慶大學(xué) 2009
[10]錳資源經(jīng)濟(jì)利用與安全保障評(píng)價(jià)體系研究[D]. 樂(lè)毅.武漢理工大學(xué) 2009
碩士論文
[1]錳礦酸浸渣穩(wěn)定化工藝技術(shù)研究[D]. 盤(pán)俊.廣西大學(xué) 2015
[2]城市污水處理廠污泥處理與處置技術(shù)的經(jīng)濟(jì)分析及比選研究[D]. 劉汪陽(yáng).武漢工程大學(xué) 2015
[3]城市污水處理廠污泥固化及制備陶粒初探[D]. 楊珊珊.北京工業(yè)大學(xué) 2015
[4]利用吉安電廠廢渣和錳渣制備復(fù)合混凝土摻合料的研究[D]. 黃安沖.南昌大學(xué) 2015
[5]湘潭錳礦尾礦庫(kù)重金屬錳淋溶實(shí)驗(yàn)研究[D]. 盧鏡丞.湖南科技大學(xué) 2014
[6]電解錳渣的膠結(jié)固化研究[D]. 吳敏.重慶大學(xué) 2014
[7]錳鐵冶煉煙塵灰錳鋅的浸出分離實(shí)驗(yàn)研究[D]. 楊逢時(shí).昆明理工大學(xué) 2014
[8]錳礦尾礦庫(kù)耐性植物的篩選及其耐性機(jī)理初步研究[D]. 梁希.中南林業(yè)科技大學(xué) 2014
[9]制革污泥水泥固化/穩(wěn)定化及Cr形態(tài)研究[D]. 彭川.廣西大學(xué) 2014
[10]低品位碳酸錳礦的回收利用研究[D]. 林清泉.中南大學(xué) 2014
本文編號(hào):3067993
【文章來(lái)源】:遼寧工程技術(shù)大學(xué)遼寧省
【文章頁(yè)數(shù)】:194 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
尾礦渣堆積對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的危害Fig.1.1Harmtotheenvironmentoftailingsslagpiledup
我國(guó)已形成具有年產(chǎn)錳礦石 3000 萬(wàn)噸,國(guó)有、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、民營(yíng)錳礦山700 家以上,全國(guó)大型錳礦山 4 座,采選能力約 400 萬(wàn)噸,中型礦山 10 座,采礦能力 80 萬(wàn)噸,小型礦山 700 余座[17],主要礦山企業(yè)有中信大錳礦業(yè)有限責(zé)任公司、湖北長(zhǎng)陽(yáng)古陽(yáng)錳礦、重慶秀山老山溝錳業(yè)有限責(zé)任公司、云南文山斗南錳業(yè)有限公司等,現(xiàn)已查明的錳礦石資源儲(chǔ)量為 89234.2 萬(wàn)噸,平均每年生產(chǎn)錳礦石 2400 萬(wàn)噸,消耗量約 3700 萬(wàn)噸,供不應(yīng)求[18],尤其是 21 世紀(jì)以來(lái),城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快帶動(dòng)了我國(guó)各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的發(fā)展,對(duì)鋼鐵的需求也在急劇增長(zhǎng),因此國(guó)內(nèi)對(duì)錳礦的需求也越來(lái)越大,錳礦石越來(lái)越依賴(lài)于國(guó)外進(jìn)口,特別是富錳礦石[19]。目前我國(guó)錳礦查明資源儲(chǔ)量的靜態(tài)保障程度為 25 年左右,預(yù)計(jì)到 2020 年,國(guó)內(nèi)錳礦石產(chǎn)量的保障程度不足 45%[20],而且我國(guó)錳尾礦渣普遍存在未經(jīng)任何處置就隨意堆放的問(wèn)題,不僅侵占大量閑置土地,污染附近水土環(huán)境[21],如圖 1.4 所示,而且造成錳資源的嚴(yán)重浪費(fèi),因此尋找經(jīng)濟(jì)可行的富錳方式來(lái)提高錳礦品位,緩解我國(guó)錳資源嚴(yán)重短缺、依賴(lài)進(jìn)口的難題,并探索一條科學(xué)有效的錳尾礦渣處理處置技術(shù)就迫在眉睫。
圖 1.5 錳尾礦渣磁選流程ig. 1.5 The flow chart of magnetic separation on manganese tailings slag渣生產(chǎn)建筑材料渣的主要組分是富含 SiO2、Al2O3、CaCO3等資源的非金屬礦物成熟工藝生產(chǎn)一種或若干種建筑材料[30],制作建筑材料流程如尾礦渣生產(chǎn)建筑材料主要是借鑒建材行業(yè)已有的成熟工藝,原始附加值低,銷(xiāo)售半徑小,沒(méi)有顯示出生產(chǎn)成本、運(yùn)輸成本和產(chǎn)品難以大范圍推廣[31][32]。用于制作肥料渣中含有植物生長(zhǎng)所需要的多種微量元素,經(jīng)過(guò)處理可制成用于素肥料。上世紀(jì) 90 年代馬鞍山礦山研究院將磁化尾礦渣加入化渣復(fù)合肥,并建成一座年產(chǎn) 1 萬(wàn)噸的磁化尾礦渣復(fù)合肥廠,實(shí)現(xiàn),但僅僅停留在少量尾礦渣的利用上,無(wú)法減少大宗尾礦渣的
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]新型NLCT磁選機(jī)在某釩鈦磁鐵礦磨前預(yù)選中的應(yīng)用[J]. 彭欣苓,胡永會(huì),尚紅亮,魏紅港. 有色金屬(選礦部分). 2017(02)
[2]HTDZ型高梯度漿料磁選機(jī)在高嶺土除鐵提純的工業(yè)應(yīng)用[J]. 王寶春,劉鳳亮,賈洪利,丁長(zhǎng)田. 陶瓷. 2017(01)
[3]湖南某高鈣型錳礦工藝礦物學(xué)及選礦試驗(yàn)研究[J]. 張曉峰,覃事元,周菁,楊光,朱一民,李天霞,潘高產(chǎn),文金磊. 湖南有色金屬. 2016(05)
[4]花垣縣萬(wàn)發(fā)錳礦資源存儲(chǔ)量檢測(cè)工作及質(zhì)量評(píng)述[J]. 于玉寧. 低碳世界. 2016(02)
[5]基于混料試驗(yàn)設(shè)計(jì)的水泥-鋼渣-礦渣三元膠凝體系的配比優(yōu)化[J]. 楊超,盧都友,許仲梓,嚴(yán)萬(wàn)國(guó). 硅酸鹽通報(bào). 2015(08)
[6]污泥-焚燒底灰混合固化配方及強(qiáng)度增長(zhǎng)機(jī)理[J]. 馮彬,陳萍,詹良通,林偉岸,占鑫杰. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2016(02)
[7]復(fù)合熔析精煉去除工業(yè)硅中的非金屬雜質(zhì)硼[J]. 杜冰,王志,孫麗媛,馬文會(huì),葛治,陳杭. 過(guò)程工程學(xué)報(bào). 2015(03)
[8]富硅軟錳礦強(qiáng)磁選-堿浸脫硅工藝[J]. 馮雅麗,李斌,李浩然. 中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(04)
[9]細(xì)粒含量對(duì)尾礦工程性質(zhì)影響分析[J]. 喬蘭,屈春來(lái),崔明. 巖土力學(xué). 2015(04)
[10]大型地下洞室群地震模擬振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究(Ⅰ):巖體相似材料配比試驗(yàn)[J]. 劉曉敏,盛謙,陳健,柯文匯,楊繼華. 巖土力學(xué). 2015(01)
博士論文
[1]金屬硫化物礦山尾礦鈍化及機(jī)理研究[D]. 舒小華.華南理工大學(xué) 2014
[2]湘潭錳礦區(qū)廢棄地土地質(zhì)量評(píng)價(jià)與生態(tài)恢復(fù)效應(yīng)研究[D]. 李雄華.中南林業(yè)科技大學(xué) 2013
[3]基于骨架構(gòu)建體污泥固化填理及長(zhǎng)期穩(wěn)定性研究[D]. 李亞林.華中科技大學(xué) 2013
[4]復(fù)雜低品位錳礦及含錳煙塵加壓酸浸—凈化—萃取工藝研究[D]. 謝紅艷.昆明理工大學(xué) 2013
[5]鄂西低硅鐵尾礦燒結(jié)制磚及機(jī)理研究[D]. 陳永亮.武漢科技大學(xué) 2012
[6]沉積型鈷錳礦選冶新工藝及機(jī)理研究[D]. 肖軍輝.昆明理工大學(xué) 2012
[7]污泥的粉煤灰調(diào)理和污泥陶粒的制備及應(yīng)用研究[D]. 岳敏.山東大學(xué) 2011
[8]選礦尾砂重金屬污染化學(xué)修復(fù)技術(shù)研究[D]. 夏文斌.湖南大學(xué) 2011
[9]鍶錳尾礦對(duì)環(huán)境的影響及其資源化利用研究[D]. 周正國(guó).重慶大學(xué) 2009
[10]錳資源經(jīng)濟(jì)利用與安全保障評(píng)價(jià)體系研究[D]. 樂(lè)毅.武漢理工大學(xué) 2009
碩士論文
[1]錳礦酸浸渣穩(wěn)定化工藝技術(shù)研究[D]. 盤(pán)俊.廣西大學(xué) 2015
[2]城市污水處理廠污泥處理與處置技術(shù)的經(jīng)濟(jì)分析及比選研究[D]. 劉汪陽(yáng).武漢工程大學(xué) 2015
[3]城市污水處理廠污泥固化及制備陶粒初探[D]. 楊珊珊.北京工業(yè)大學(xué) 2015
[4]利用吉安電廠廢渣和錳渣制備復(fù)合混凝土摻合料的研究[D]. 黃安沖.南昌大學(xué) 2015
[5]湘潭錳礦尾礦庫(kù)重金屬錳淋溶實(shí)驗(yàn)研究[D]. 盧鏡丞.湖南科技大學(xué) 2014
[6]電解錳渣的膠結(jié)固化研究[D]. 吳敏.重慶大學(xué) 2014
[7]錳鐵冶煉煙塵灰錳鋅的浸出分離實(shí)驗(yàn)研究[D]. 楊逢時(shí).昆明理工大學(xué) 2014
[8]錳礦尾礦庫(kù)耐性植物的篩選及其耐性機(jī)理初步研究[D]. 梁希.中南林業(yè)科技大學(xué) 2014
[9]制革污泥水泥固化/穩(wěn)定化及Cr形態(tài)研究[D]. 彭川.廣西大學(xué) 2014
[10]低品位碳酸錳礦的回收利用研究[D]. 林清泉.中南大學(xué) 2014
本文編號(hào):3067993
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