含稀土尾矿制备无机矿物聚合物
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ｃ ｏ ｎ ｔ ａ ｉ ｎ ｉ ｎｇ ｒ ａ ｒ ｅ ｅ ａ ｒ ｔ ｈ
Ｎ ａ Ｏ Ｈ 为分析 纯试剂 ， 固含 量不 低于 ９ ６ ％。
１ ． ２ 试 验方 法
按 拟定 的方 案称取一 定量 的尾 矿 、 煅 烧高 岭土 、 砂 子等 组分 ， 将 尾矿 、 煅 烧高 岭土 、 砂子混 合 后 ， 倒人
Ｔａ ｂ ｌ ｅ １ Ｔｈ ｅ ｍｉ ｎ ｅ ｒ ａ ｌ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｔ ａ ｉ ｌ ｉ ｎ ｇ ｓ ｃ ｏ ｎ ｔ ａ ｉ ｎ ｉ ｎｇ ｒ ａ ｒ ｅ ｅ ａ ｒ ｔ ｈ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ
曹 阳 ， 印万 忠 ， 董 帅
（ １ ． 东北大 学 资源与 土木工程 学 院 ， 辽宁 沈阳 １ １ ０ ８ １ ９ ； ２ ． 沈 阳远 大铝 业工业 工程公 司 ， 辽宁 沈阳 １ １ ０ ８ １ ９ ）
摘要 ： 利用包头生产含有稀土元素的铁尾矿作为掺合料制 备新型无机矿 物聚合物 ， 通过对其砂浆试 件各 性能测试来探 索其制备 的工艺条件 ， 结果表明 ， 当尾矿掺量为 ３ ０ ％， 水玻璃模 数为 １ ． ２ ， 水玻璃 掺量 （ 以Ｎ ａ ２ ０ 计） 为４ ． ５ ％ 时， 液固比为 ０ ． ６时试件 的强度最大抗压强度达 到 ４ ８ Ｍ Ｐ ａ ， 抗折 强度 达到 ６ ． ８ Ｍ Ｐ ａ 。 关键词 ： 稀土元素 ； 尾矿 ； 无机矿物聚合物
第 ５期
２ ０ １ ３年 ｌ Ｏ月
Ｍｕ ｌ ｔ ｉ ｐ ｕ ｒ ｐ ｏ ｓ ｅ Ｕｔ ｉ ｌ ｉ ｚ ａ ｉ ｔ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｍｉ ｎ ｅ ｒ ａ ｌ Ｒｅ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｓ
矿 产 综 合 利 用
Ｎｏ． ５ Ｏｃ ｔ ． ２ ０１ ３
含 稀 土尾 矿 制备 无 机 矿 物 聚合 物
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － ０ １ － ０ ５ ； 改 回 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ３ — ２ ９ 作者简介 ： 曹 阳（ １ ９ ８ ３ 一 ） ， 女， 博士研究生 。
第 ５期
曹 阳等 ： 含稀 土尾矿制备无机矿物聚合物
‘７ ７・
行星式 水 泥胶 砂 搅 拌 机 内搅 拌 ３ ０ ｓ 后， 加 人 事 先 配
反 应 的发生 。以下是不 同模 数水 玻璃 对 无机矿 物 聚 合 物强 度 的影 响。保 持尾 矿 的掺 量 为 ２ ０ ％， 液 固 比 为０ ． ５ ５ ， 水 玻璃 掺量 （ 以Ｎ ａ ： Ｏ计 ） 为３ ． ５ ％时 ， 试件
４ ４ ３ ３ ２ ２
制好的具有不同水玻璃模数 的碱性激发剂搅拌 ， 再 快速搅 拌 ３ ０～６ ０ ｓ后 停 止 。然 后 注 入 ４ ０ｘ ４ ０× １ ６ ０
是一类以铝硅酸盐矿物为主体原料 ， 经碱性溶液激 １ 试验原料 与试验方 法 发 形成 的 具 有 一 定 强 度 的新 型 胶 凝 材 料 ¨ 。 由于 可 以使 用粉煤 灰 、 高炉矿 渣 、 尾 矿等 工业废 弃 物为原 １ ． １ 试 验原 料与试 剂 料， 制备 过程 相对 清 洁节 能 ， 制 品应 用前 景广 阔 ， 因 含 稀土元 素 的尾 矿 样 取 自包 头 白云鄂 博 铁 尾 此无机 聚合 物材 料 已成 为 国 内外 研 究开 发 的热 矿 ， 矿样经干燥混匀 以备用 。尾矿化学成分分析见 点 Ｊ ， 用其 来全 部 或 部 分 的取 代 目前 广泛 应 用 的 表 １ ， ｘ射线衍 射分 析结果见 图 １ 。 水泥 ， 封 固有毒物 质 ， 由于其 早强 快硬 可 以用 于 陕速 表１ 含稀 土元素 的尾矿 矿物成 分分 析 结果／ ％
从 图 １可 以看 出 ， 含稀 土元 素 的尾 矿 中含 有石 英 和钆 萤石 ， 其 次是 白云石 和磁铁 矿 。 煅烧 高岭 土 的 白度 值 为 ９ ０ ％ ～９ ５ ％， 烧失量＜ ０ ． ２ ５ ％， ｐ Ｈ 值 ６— ７ ， 含 水 量 ≤０ ． ３ ％， ０ ． ０ ４ ３筛 余 ＜
（ ｍ ｍ） 的标准 试 模 内静 置 ， 达到终凝 之后抹平 。 自 然养 护一 天后 脱模 ， 编 号 并 放人 水 中养 护 至 规 定 龄
０ ． ４ ％ 。可 以为 聚合反应 提供 足够 的硅铝 质 。 水 玻璃 ： 模数为 ２ ． ８ ， Ｎ ａ ２ Ｏ含量 为 １ １ ． ６ ％， Ｓ ｉ Ｏ ２
２ ｏ／ （ 。 ）
含量 为 ３ ９ ． ８ ％。
图 １ 含稀 土铁尾 矿 的 Ｘ Ｒｒ ａ ｍ ｆ ｏ ｔ ｈ ｅ ｉ ｒ ｏ ｎ ｔ ａ ｉ ｌ ｉ ｎ ｇ ｓ
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ０ － ６ ５ ３ ２ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ５ ． ０ ２ ０
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｄ ９ ２ ６ ． ４ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ０ — ６ ５ ３ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ — ０ ０ ７ ６ — ０ ５
随着矿 产资 源的不 断开 发 ， 大量 尾 矿 被长 期堆 积， 不仅 浪费 了资 源 ， 占用 了大 量 的 土地 ， 也 给 周 围 环 境带来 了污 染 。因此尾 矿 的综 合 利用 已成为资 源 综 合利 用和环 境保 护 的重 要课 题 。无机矿 物 聚合 物
修 补 工程 ， 在 我 国也 是 如此 。 。 。利 用 尾矿 制 备 无 机矿 物 聚合 物 不 仅 利 用 了无 机 矿 物 聚 合 物 本 身 高 强、 耐酸 、 固化有 毒 物质 等 优 点 ， 并 且 可 以一 定 程 度 解决 尾矿 堆积 和污染 的 问题 。
Ｎ ａ Ｏ Ｈ 为分析 纯试剂 ， 固含 量不 低于 ９ ６ ％。
１ ． ２ 试 验方 法
按 拟定 的方 案称取一 定量 的尾 矿 、 煅 烧高 岭土 、 砂 子等 组分 ， 将 尾矿 、 煅 烧高 岭土 、 砂子混 合 后 ， 倒人
Ｔａ ｂ ｌ ｅ １ Ｔｈ ｅ ｍｉ ｎ ｅ ｒ ａ ｌ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｔ ａ ｉ ｌ ｉ ｎ ｇ ｓ ｃ ｏ ｎ ｔ ａ ｉ ｎ ｉ ｎｇ ｒ ａ ｒ ｅ ｅ ａ ｒ ｔ ｈ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ
曹 阳 ， 印万 忠 ， 董 帅
（ １ ． 东北大 学 资源与 土木工程 学 院 ， 辽宁 沈阳 １ １ ０ ８ １ ９ ； ２ ． 沈 阳远 大铝 业工业 工程公 司 ， 辽宁 沈阳 １ １ ０ ８ １ ９ ）
摘要 ： 利用包头生产含有稀土元素的铁尾矿作为掺合料制 备新型无机矿 物聚合物 ， 通过对其砂浆试 件各 性能测试来探 索其制备 的工艺条件 ， 结果表明 ， 当尾矿掺量为 ３ ０ ％， 水玻璃模 数为 １ ． ２ ， 水玻璃 掺量 （ 以Ｎ ａ ２ ０ 计） 为４ ． ５ ％ 时， 液固比为 ０ ． ６时试件 的强度最大抗压强度达 到 ４ ８ Ｍ Ｐ ａ ， 抗折 强度 达到 ６ ． ８ Ｍ Ｐ ａ 。 关键词 ： 稀土元素 ； 尾矿 ； 无机矿物聚合物
第 ５期
２ ０ １ ３年 ｌ Ｏ月
Ｍｕ ｌ ｔ ｉ ｐ ｕ ｒ ｐ ｏ ｓ ｅ Ｕｔ ｉ ｌ ｉ ｚ ａ ｉ ｔ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｍｉ ｎ ｅ ｒ ａ ｌ Ｒｅ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｓ
矿 产 综 合 利 用
Ｎｏ． ５ Ｏｃ ｔ ． ２ ０１ ３
含 稀 土尾 矿 制备 无 机 矿 物 聚合 物
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － ０ １ － ０ ５ ； 改 回 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ３ — ２ ９ 作者简介 ： 曹 阳（ １ ９ ８ ３ 一 ） ， 女， 博士研究生 。
第 ５期
曹 阳等 ： 含稀 土尾矿制备无机矿物聚合物
‘７ ７・
行星式 水 泥胶 砂 搅 拌 机 内搅 拌 ３ ０ ｓ 后， 加 人 事 先 配
反 应 的发生 。以下是不 同模 数水 玻璃 对 无机矿 物 聚 合 物强 度 的影 响。保 持尾 矿 的掺 量 为 ２ ０ ％， 液 固 比 为０ ． ５ ５ ， 水 玻璃 掺量 （ 以Ｎ ａ ： Ｏ计 ） 为３ ． ５ ％时 ， 试件
４ ４ ３ ３ ２ ２
制好的具有不同水玻璃模数 的碱性激发剂搅拌 ， 再 快速搅 拌 ３ ０～６ ０ ｓ后 停 止 。然 后 注 入 ４ ０ｘ ４ ０× １ ６ ０
是一类以铝硅酸盐矿物为主体原料 ， 经碱性溶液激 １ 试验原料 与试验方 法 发 形成 的 具 有 一 定 强 度 的新 型 胶 凝 材 料 ¨ 。 由于 可 以使 用粉煤 灰 、 高炉矿 渣 、 尾 矿等 工业废 弃 物为原 １ ． １ 试 验原 料与试 剂 料， 制备 过程 相对 清 洁节 能 ， 制 品应 用前 景广 阔 ， 因 含 稀土元 素 的尾 矿 样 取 自包 头 白云鄂 博 铁 尾 此无机 聚合 物材 料 已成 为 国 内外 研 究开 发 的热 矿 ， 矿样经干燥混匀 以备用 。尾矿化学成分分析见 点 Ｊ ， 用其 来全 部 或 部 分 的取 代 目前 广泛 应 用 的 表 １ ， ｘ射线衍 射分 析结果见 图 １ 。 水泥 ， 封 固有毒物 质 ， 由于其 早强 快硬 可 以用 于 陕速 表１ 含稀 土元素 的尾矿 矿物成 分分 析 结果／ ％
从 图 １可 以看 出 ， 含稀 土元 素 的尾 矿 中含 有石 英 和钆 萤石 ， 其 次是 白云石 和磁铁 矿 。 煅烧 高岭 土 的 白度 值 为 ９ ０ ％ ～９ ５ ％， 烧失量＜ ０ ． ２ ５ ％， ｐ Ｈ 值 ６— ７ ， 含 水 量 ≤０ ． ３ ％， ０ ． ０ ４ ３筛 余 ＜
（ ｍ ｍ） 的标准 试 模 内静 置 ， 达到终凝 之后抹平 。 自 然养 护一 天后 脱模 ， 编 号 并 放人 水 中养 护 至 规 定 龄
０ ． ４ ％ 。可 以为 聚合反应 提供 足够 的硅铝 质 。 水 玻璃 ： 模数为 ２ ． ８ ， Ｎ ａ ２ Ｏ含量 为 １ １ ． ６ ％， Ｓ ｉ Ｏ ２
２ ｏ／ （ 。 ）
含量 为 ３ ９ ． ８ ％。
图 １ 含稀 土铁尾 矿 的 Ｘ Ｒｒ ａ ｍ ｆ ｏ ｔ ｈ ｅ ｉ ｒ ｏ ｎ ｔ ａ ｉ ｌ ｉ ｎ ｇ ｓ
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ０ － ６ ５ ３ ２ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ５ ． ０ ２ ０
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｄ ９ ２ ６ ． ４ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ０ — ６ ５ ３ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ — ０ ０ ７ ６ — ０ ５
随着矿 产资 源的不 断开 发 ， 大量 尾 矿 被长 期堆 积， 不仅 浪费 了资 源 ， 占用 了大 量 的 土地 ， 也 给 周 围 环 境带来 了污 染 。因此尾 矿 的综 合 利用 已成为资 源 综 合利 用和环 境保 护 的重 要课 题 。无机矿 物 聚合 物
修 补 工程 ， 在 我 国也 是 如此 。 。 。利 用 尾矿 制 备 无 机矿 物 聚合 物 不 仅 利 用 了无 机 矿 物 聚 合 物 本 身 高 强、 耐酸 、 固化有 毒 物质 等 优 点 ， 并 且 可 以一 定 程 度 解决 尾矿 堆积 和污染 的 问题 。