利用洛南钼尾矿生产加气混凝土关键技术研究.pdf
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1、第1 0 期 一 4 J一 利用洛南钼尾矿生产加气混凝土关键技术研究 黄雪嵩 ( 商洛学院化学工程与现代材料学院,陕西 商洛 7 2 6 0 0 0 ) 摘 要 对钼尾矿生产加气混凝土的关键技术进行了研究,选取四因素三水平正交试验得到了生产钼尾矿加气混凝土的 最佳 配合比 ,并对 其砌块 的强度形 成及基本物理性 能进行 了分析 。通 过正 交试验极 差分析得 出钼尾矿添加 量、水泥用量 、 石灰用量、水用量对抗压强度和抗折强度的影响依次减小。得出可提 高抗压强度和抗折强度的最优配比为:钼尾矿添加量 3 5 7 2 、水泥用量1 3 7 2 、石灰用量1 1 5 2 、水用量3 5 7 3 、
2、石膏3 2 3 和铝粉0 0 8 。 关键词】钼尾矿;加气混凝土;最佳配比;正交试验 1钼尾矿概述 钼是有 色金 属 的一种 ,广泛应用于钢铁 、催 化剂 、颜 料等行 业 1 。全世 界钼储 量约 为8 6 0 万 吨,我 国的钼储量 占3 8 4 。我国的钼矿石一般 以 脉型、斑岩型、沉积型等形式存在 ,其 中7 1 为斑 岩型 。 陕西商洛地处秦岭 山脚下 ,钼矿储量较大 。 由于 钼在 矿石 中 的基本 含量 不到 1 ,经 过 多次 精选提取有 效成分 后 ,产生大量 尾矿 ,钼 尾矿 成 为 当地 的巨大资源 。尾矿被排入 河道、地底 、沟 谷,对 大气、环境造 成 巨大污染,同时
3、增加 了发 生地质灾害的风险【 3 。 不 同品种 的钼金属尾矿 ,有不 同的组分 ,钼 金属矿的废弃物也有多种组分,不同的钼矿石种 类、矿石类型会有较大的含量变化 4 】 。本文中选用 的钼尾矿粉来 自洛南 ,是经多次研 磨精选后 的尾 矿 ,颗粒较细 ,灰色 ,为非活性材 料。其化学成 分,如表1 所示。经检测该钼尾矿粉的放射性指数 能满 足建筑材料的限量规定 ,可作 为建筑材料使 用 。 表1 洛南钼尾矿主要化学成分化验检测表 成分 S i O 2 A 1 2 0 3 C a C O 3 K 2 0 、N a 2 0 F e 2 0 3 T i O 2 含量 4 9 2 6 7 2 3
4、8 3 8 8 - 9 9 8 3 3 3 1 5 4 1 2 2 0 5 2 8 4 6 3 9 1 9 O 5 2 1 2 6 2试验研究 2 1 原材料 的分析及准备 2 1 1 水泥的作用 水泥是加气混凝土 的强度主 要来源 ,起到提 供主 要钙 质材 料的作用 ,同时也具有调节浇筑过 程 中的稠度、保证料浆 的黏度和可塑性、提高胚 体硬化速度和促进水化反应等作用 。 2 1 2生石灰 在制作加气混凝 土的过程中,石灰起到提供 主要氧化钙 的作用 ,氧化钙与二氧化钙、二氧化 铝反应后 ,生成 的水合物对加气混凝土的强度起 到一定 的作用 。同时石灰还可改变酸碱度,在加 气混凝土制备时使
5、其碱性提高 ,能与铝粉发气 , 且石灰遇水产生 的大量热可促使胚体迅速硬化, 达到一定的强度 。 对本 试验 使用的生石灰进行消解试验,试验 结果如表2 所示。 表2 石灰消解温度变化表 I 时间 m i n I 2 0 2 1 2 2 2 3 2 5 2 6 2 7 2 8 I 2 9 l 3 0 3 2 3 3 3 4 3 5 3 6 I 温 度 l 2 0 2 5 2 6 2 7 3 5 3 6 4 0 4 4 I 4 7 l 5 1 5 6 6 0 6 5 6 6 6 4 本试验采用 的生石灰消解时间为3 5 mi n ,温度 为6 6,满足加气混凝土生产要求。 作者简介: 黄雪嵩 (
6、 1 9 9 1 一), 男, 河南潢川人, 商洛学院金属 材料 工程专业 毕业 ,大 学本科 。现在 宝鸡石 油机械有限责 任公司 工作 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 一 4 2 一 一 论文广场 石 油 和 化 工 设 备 2 0 1 5 年第 1 8 卷 2 1 3铝粉 生产加气混凝土制品时,铝粉主要起发泡作 用,直接影响到加气混凝土制品的好坏 。铝粉的 质量是制作加气混凝土 的决定性因素之一 ,对铝 粉 的发气效果的影响 因素有:铝粉 的纯度、粒度 和颗粒的形状 。 2 1 4石膏 在生产加气混凝土的过程 中,石膏具有双重 作用 ,加气 混凝土砌块
7、中 ,石 膏同样与胚体发生 水化反应 ,故石膏可 以增加胚体 的强度 ,减少收 缩 。同时,在加气混凝 土的浇筑 的工程 中,石膏 对石灰 的消解反应 ,有 显著 的延缓作用,避免 了 石灰消解产生的过度膨胀和过高温度 。 2 2试验步骤 首先将尾矿球磨处理到细度为1 5 0目粒级达到 8 0 以上;准备水泥、石灰、水、石膏和铝粉 。将 尾矿、水泥 、石灰和石膏同时加入反应釜中开始 搅拌,使得各种材料可 以在反应釜中充分混合 , 并很好地分散 ;然后 ,加入一定量的水,快速搅 拌至均匀 ;最后,加入铝粉 ( 事先将铝粉与水混 合为悬浊液 )开始快速搅拌 ,搅拌4 5 s ,马上拆下 反应釜 ,
8、将反应釜中的泥胶混合物倒入模具 。等 待一周后就可 以进行脱模 ,将制备好 的产 品恒温 养护 ( 温度室温),2 8 天后进行切割并测试其抗 压强度和抗折强度 。 2 3正 交试验 由于影响加气混凝土性 能的因素有很多,若 通过单一变量法找到一组最优配 比需要进行大量 的试验,故选用正交试验的方法 ,选择一部分有 代表性的水平组合进行试验 ,可在很大程度上减 少工作量,提高试验效率 。 以钼尾矿 1 2 0 0 g 、水泥4 5 0 g 、石灰4 7 0 g 、水 1 2 0 0 ml 、石 膏1 1 6 g 、铝2 8 g 为试验基准配合 比, 选择试验 因素为钼尾矿含量、水泥量 、石灰量
9、、 加水量 ,并合理选取水平值,通过正交试验的方 法,得出力学性能较为优异的配合比。 2 _ 3 1试验设计 选取适当试验 因素掺量编制 因素水平表及试 验方案如表3 所示。 表3 因素水平表 尾矿量 g 水泥 g 石灰 g 水 m L 水平 1 1 1 0 0 4 0 0 4 2 0 1 l O 0 水平 2 1 2 0 0 4 5 0 4 7 0 1 2 0 0 水平 3 l 3 0 0 5 0 0 5 2 0 1 3 0 0 试验方案如表4 所示。 表4 试验方案 试验号 钼尾矿 g 水泥 g 石灰 g 水 m L l 1 1 0O 40 0 4 20 1 1 OO 2 l 1 0 0
10、4 5 0 4 7 0 1 2 0 0 3 1 1 O0 5 0 0 5 20 1 3 00 4 1 2 00 40 0 5 20 1 3 00 5 1 2 00 45 0 4 20 11 OO 6 1 2 0 0 5 0 0 4 7 0 1 2 0 0 7 1 30 0 40 0 47 0 1 2 00 8 1 3 0 0 4 5 0 5 2 0 1 3 0 0 9 1 30 0 5 0 0 42 0 11 0O 2 - 3 2试验现象 由于铝是很活泼 的金属 ,所 以,当其加入混 凝土中后 ,在碱性环境中与水反应产生氢气并生 成强氧化铝 ,当料浆倒入模 具中后 ,可 以明显观 察到有气泡逐
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