铁尾矿在预拌混凝土产业化应用的技术开发.pdf
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1、2 0 1 4 年 第 4期 (总 第 2 9 4 期 ) Nu mb e r 4i n 2 01 4 ( To t a 1 No 2 9 4) 混 凝 土 Co n c r e t e 预拌混凝土 READY M I XED CONCRETE 铁尾矿在预拌混凝土产业化应用的技术开发 陈旭峰 ,徐景会 。 ,赵营 ( 1 北京建筑材料科学研究总院 固废资源化利用与节能建材国家重点实验室 ,北京 1 0 0 0 4 1 2 北京金隅混凝土有限公司,北京 1 0 0 1 6 5 ) 摘要 : 通过对铁矿废石和尾矿的矿相与化学成分分析, 确定其物性符合混凝土用砂石质量的相关要求 , 采取适当的工艺方
2、法 生产出适用于泵送流态化混凝土的 I I 区中砂级配要求的混合 中砂。 经混凝土配合 比优化试验 、 性能测试和生产实际应用表明, 铁 矿废石与尾矿的混合砂制备的混凝土与天然砂相 比, 具有同样的良好和易性 , 但强度和耐久性更高, 单位立方米材料成本降低。 由于混合砂的含石 、 含粉量稳定, 预拌混凝土的生产质量管控效果大幅提升, 达到了产业化应用规模 。 关键词 : 铁尾矿 ;混合中砂 ;预拌混凝土 中图分类号 : T U 5 2 8 0 4 1 文献标志码 : A 文章编号 : 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 4 ) 0 4 0 l 1 2 0 3 M i ne t a
3、i l i ng t ec hnol ogy dev el opment i n r eady- m i xed c oncr e t e i ndus t r i al i z at i on appl i ca t i on CHEN Xu f e n g , XUJ i n g h u i , ZHAO Yi n g ( 1 B e i j n g B u i l d i n g Ma t e r i a l s A c a d e my o f S c i e n c e R e s e a r c h L t d S t a t e K e y L a b o r a t o r y
4、 o f S o l i d Wa s t e R e u s e f o r B u i l d i n g Mt e r i a l s , B e i j i n g 1 0 0 0 4 1 , C h i n a ; 2 B e ij i n g J i n y u C o n c r e t e C o , L t d , B e i j i n g 1 0 0 1 6 5 , C h i n a ) Abs t r a c t : I n t hi s s t u d y, a c c o r d i n g t o mi n e r a l og i c a l p h a s
5、e a n d c h e mi c a l a na l y s i s o fi r o n wa s t e r o c k s a n d i r o n o r e tai l i n g s , t he i r p h y s i c a l p r o p e r t i e s we r e c o mfir me d t o me e t wi t h the r e q ui r e me n t o f the s a n d q ua l i t y u s e d i n c o n c r e t e, an d t he n a pp l i e d a p p
6、 r o p r i a t e t e c h ni q ue t o p r o d uc e the mi x e d me di u m s a n d wh i c h s a t i s fie d wi t h t he r e q u i r e me n t o f I I a r e a me d i u m s a nd g r a d i n g i n p um p i n g flui d i z e d c o n c r e t e Ba s e d o n t he c o n c r e t e mi x e d p r o p o rti on o p t
7、 i mi z a t i o n t e s t s , p r o p e r t y t e s t s and manuf a c t u r e p r a c t i c a l a p pl i c a t i o n, i t s h o ws tha t the c o n c r e t e p r e p a r e d wi t h t h e i r o n wa s t e r o c k an d i r o n o r e t a i l i n g mi x e d s ands h a s t h e s a l nc e xc e l l e n t p
8、e a c e a bi l i t y c o mpa r e d t o t h e c o n c r e t e wi t h t h e n a t u r a l s a nd s , mo r e o v e r , i t h a s the hi g h e r s t r e n g t h e n and d u r a bi l i t y, an d i t s ma t e r i a l s c o s t i s l o we r Be c a u s e o f s t e a d y c o n t e n t o f s t o n e s a n d p
9、 o wde r s i n the mi x e d s an d, t h e r e a d y - mi x e d c o nc r e t e p r o d u c t i on q u a l i t y c o n t r o l a n d man a g e me n t e f f e c t s are s i g n i fic an t l y i mp r o vi n g wh i c h r e a c h e d t h e i nd us 仃i a l i z a t i o n s c a l e Ke y w o r d s : i r o n o
10、r e t a i l i n g ; mi x e d me d i u m s a n d; r e a d y - mi x e d c o n c r e t e 0 引 言 混凝土是建筑工程用量最大的建筑材料 , 仅以北京市为 例 , 2 0 1 1 年预拌混凝土产销量 6 1 0 0 余万 1T I , 需用建设砂石 1 1 亿 t 。 北京市政府为了治理大气污染 , 改善环境 , 已关停市 界 内的全部天然砂和人工砂石场 。 但建筑工程对砂石刚性需 求很大 , 如此导致周边河北省的砂石大量供应北京 , 北京建 筑工程的行政主管部门已在源头上失去 了对砂石质量的监 管功能, 只能靠
11、混凝土企业 自 行管控进场的砂石料品质, 砂子 含石含泥量波动频繁、 幅度大, 严重影响预拌混凝土的质量, 现状堪忧。 因此, 寻找质量合格、 稳定和供应保障的人工砂石 已成为决定预拌混凝土企业生存与发展的重要制约因素。 地处北京市密云县 的首钢矿业公司在 几十年的开采 和选矿过程 中剥离出大量铁矿废石和尾矿 , 三个排土场共堆 放废石约 4 0 0 0 万 t , 五个库存有尾矿约 1 0 0 0 万 t o 2 0 1 0 年 , 某 资源综合利用公司采用先进技术 和设备从铁矿废矿 中 复采铁精矿 , 并 同时生产建筑 用砂石 , 由此减少 了废石的 收稿 日期:2 0 1 3 - 1 0
12、 1 7 11 2 堆积 , 改善生态环境 , 释放土地资源 , “ 变废为宝” , 经济效 益效益显著。 1 砂石制备工 艺和品质 1 1 砂 石制备 工艺 砂石制备工艺流程图, 如图 1 。 图 1 砂 石 制备工 艺流 程 1 2 铁矿废石与铁尾矿的化学成分与矿物组成 由表 1 和 图 2 可知 , 来源于同样母岩的铁矿废石和铁 尾矿 的化学成分基本 相当 , 对应 的主要矿物是石英 、 钠长 石和斜绿泥石 的共生物 , 属火成岩 , 质地坚硬。 1 3 废石生产的建筑用砂石的质量指标 由于需对铁矿废石进行铁精粉 的复采 , 采取 了 I I 级破 表 1 铁矿废石及尾矿化学成分全分析
13、物料名称S i O 2 F e 2 0 3 A 1 2 0 3 C a O Mg O S O3 K 2 0 Na 20 L o s s 废石 7 1 0 9 7 8 9 6 1 6 6 5 6 2 0 1 0 2 0 1 0 6 2 2 6 尾矿 7 3 2 1 5 2 6 6 6 8 6 8 7 2 5 4 0 - 3 0 1 1 2 3 2 1 。 l a 一 石 英 l l b 一 斜长石l : 1 一 L L 石 矿 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 2 0 ( 。 ) 图2铁矿废石和尾矿的主要矿物组成( X R D衍射 ) 碎和水洗湿法筛分工艺 。 砂石 中小
14、于 0 7 5 mm 的粉料大部 随水流 冲走 , 0 5 m m产 出为建筑用砂 , 5 2 5 mm为建筑用 石子 , 生产砂石 的典型质量指标 ( 平均值 ) 见表 2 、 3 。 表 2中 5 2 5 m m 废石可以直 接作 为混凝 土粗骨料使 用, 其各项质量指标皆优于普通的碎卵石或石灰岩山碎石。 0 5 的废石颗粒级配属于粗砂 I 区的品质 , 不宜单独应 用于混凝土 、 尤其是不宜用于制备流动度较大的泵送混凝土。 1 4混 合 砂 的 搭 配 由于选矿生产 的 0 5 mm尾矿砂属于 I 区粗砂不能作 为细骨料单独用于泵送混凝土的生产 , 搅拌站使用时需 与 其他偏细的砂子搭配
15、 , 给混凝土生产 和质量管控带来较大 的麻烦 , 如 : 细砂单独计量下料不顺 畅 、 进站砂子复试工作 量增加 、搅拌 台下料配合 比与 向工地交付 的资料不一致 ( 用户不接受技术资料中单列细砂 的使用 ) 等问题 。 故其市 场应用量受限。 表 2 5 2 5 mm连续级配废石的质量指标 注 : 0 5 mm废石砂的其他指标符合符合 J G J 5 2 2 o 0 6 标准的要求。 鉴于矿区旧尾矿库中有大量囤积了几十年的铁尾矿 , 其矿砂与 0 5 m m的尾矿粗砂搭配 , 可以在矿场上直接生产出符 化学成分 、 矿物组成 与表 1 、 图 2 一致( 母岩相同) , 细度模数 合 J
16、 G J 5 2 标准要求的 I I 区中砂 , 正好大大促进 0 5 mm的新 1 5 1 7 , 为 I I I 区细砂 , 石粉含量 8 1 2 , 亚 甲蓝 0 7 1 1 。 细尾 生尾矿粗砂和旧尾矿细砂的应用 。 混合砂搭配试验见表 4 。 表 4混合砂试验颗粒级配 根据表 4 试验结果 , 确定混合砂生产 时按照尾矿细砂 2 5 、 0 - 5 mm粗砂 7 5 的 比例混合 , 可确保进入搅拌站 的 人工混合砂满足泵送混凝土 I I 区中砂颗粒级配的要求 , 且 质量稳定可靠。 2混凝 土试验 采用相同水泥 、 矿粉 、 粉煤灰和外加剂 , 进行 C 3 0 、 C 5 0 两
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- 关 键 词:
- 尾矿 混凝土 产业化 应用 技术开发
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