金矿尾矿范文（精选3篇）
金矿尾矿 第1篇
金矿尾矿SiO2含量高，FeO含量最低，有利于生产市场需求量最大的浅色微晶玻璃饰材;同时，金矿尾矿一般含有一些钠和钾，微晶玻璃饰材要求必须含有一些钠和钾，因此可以少配加化工原料。微晶玻璃板材、微晶玻璃饰材附加值高、需求量大、市场前景广阔，尾矿制成微晶玻璃是一种经济效益颇高的尾矿利用技术。
1 微晶玻璃及其产品特性
什么是微晶玻璃?微晶玻璃，又称玻璃陶瓷，是综合玻璃和陶瓷技术发展起来的一种新型材料，其理化性能集中了玻璃和陶瓷的双重优点。普通玻璃是非晶体，在玻璃中加入少量金、铂、银、铜、二氧化钛或二氧化锆之类以提供“晶核”，经热处理等即可得含微细晶粒的陶瓷状材料，即微晶玻璃[1]。
2 尾矿制微晶玻璃的工艺流程
根据尾矿物质组成和化学成分，采用国内成熟度较高的烧结法，将玻璃、陶瓷、石材工艺相结合。其工艺流程为：原料加工→配料混匀→熔制玻璃→水淬成粒→过筛→铺料装模→烧结流平→晶化成型→抛磨→切割→成品检验。熔制工艺与玻璃熔制相似;水淬、晶化是借鉴陶瓷的工艺方法;研磨抛光和切割与石材工艺相同。此法较简单，易于控制。助熔剂、着色剂、烧结剂、晶核剂等辅助化工原料，均采用化学纯试剂，直接使用。以焦家金矿尾矿为基本原料，采用烧结法生产微晶玻璃，工艺技术简单易控，中试配方的尾矿最大利用率可达60%，产品理化指标符合国家建材行业标准[1]。
3 国内外尾矿制微晶玻璃的研究现状
前苏联首先利用矿渣研制成功了微晶玻璃材料，并率先应用于建筑物的装饰。七十年代日本电气玻璃公司(CNEG)利用烧结法，实现了微晶玻璃板材的工业化生产，产品在其国内外大范围采用，微晶玻璃饰材在日本已占花岗石饰材市场的1/3，并向欧美、台湾、韩国和东南亚推销[2]。
由于微晶玻璃的特殊性能和广阔的市场前景，我国也重视到了尾矿在微晶玻璃方面的利用。早在七十年代，国内有关单位已经开始了微晶玻璃的基础研究。中国地质科学院尾矿利用技术中心于1987年率先利用铁尾矿为原料研制微晶玻璃成功，1992年又完成了用霞石正长岩生产微晶玻璃的工业试验，并通过了地矿部的科技成果鉴定，对我国尾矿微晶玻璃的发展起了促进作用。鉴于尾矿微晶玻璃不仅有利用废物的环保社会效益，且有成本低和花色品种多等优点，另外在工艺上和纯原料产品具有共性，国家科技部在“中国21世纪议程实施能力建设与可持续发展适用新技术研究”项目中列入“尾矿生产微晶玻璃工艺研究”专题研究项目，委托中国地质科学院尾矿利用技术中心承担，其攻关目标是“在我国尾矿微晶玻璃十几年试验研究基础上，攻克微晶玻璃生产中存在的气孔多、易碎裂和成品率低等生产工艺技术难关，以实现尾矿综合利用成果的推广应用”[1]。
4 尾矿制微晶玻璃的应用前景
4.1 优于一般建材的产品特性
石材市场的需求推动了石材工业的发展，但目前石材市场的发展，存在着自然资源减少、石材加工过程中产生的废石对环境造成污染或花岗石材常具有放射性等问题[2]。
微晶玻璃主要成分是SiO2、CaO、MgO、Al2O3、Na2O、K2O等，其抗压强度、抗折强度、光泽度、耐酸、碱性等性能均达到或超过高档天然花岗石材。特别是没有放射性，光泽度高于天然石材，可人工控制成人们喜好的不同颜色、没有色差，以及便于制成弧形板用于装修圆柱等等优于天然石材的性能，因而受到建筑业的青睐。微晶玻璃花岗石与天然石材理化指标对比见表1[2]：
(据袁怀雨等, 2002年)
4.2 较高的经济效益
微晶玻璃产品应用面广，市场需求大，而且价格也不错。如果将尾矿作原材料加工制造成微晶玻璃板材、微晶玻璃饰材等产品，不仅能减少尾矿二次污染和占用堆置场地，而且能取得很好的经济效益。
目前，国内外生产微晶玻璃板材均多纯化工原料，若以尾矿等固体废料为主要原料，则能节约原料费用，降低成本[3]。微晶玻璃板材在国际市场上不同品牌的价格达100～200美元/m3。微晶玻璃饰材的装饰效果达到高档石材的水平，而价格为450元/m2左右，低于高档石材。2002年部分高档天然石材市场参考价格见小表2[2]：
(据袁怀雨等, 2002年)
4.3 市场前景
微晶玻璃是国际上70年代迅速发展起来的多晶新型材料，具有玻璃和陶瓷的优点，兼有常规材料不能达到的物理性能，并扩展了玻璃制造工艺的应用范围，代表一种不同于陶瓷的制造工艺，是玻璃和陶瓷性能的独特结合。它具有很好的耐高温性和很宽的膨胀系数调节范围、高化学稳定性、高机械强度、良好的电绝缘性能和介电击穿强度等特性，对工业部门和专门工程应用具有吸引力。其实际和潜在的用途为：高级建筑材料、化工大型器皿内衬、输送泥浆用泵、阀门和管道、热液输送管道、高温热交换器用材料、耐火砖接缝密封剂、特殊用途轴承等高温耐磨材料;还可和铜、镍、低碳钢焊接后制成电力、微电子和真空管件以及制作印刷电路、高容量电容器和光电材料、飞机和宇宙飞船的热保护层等高功能材料。目前已有2000多种上市，发展前景良好[2]。
在我国微晶玻璃的优越性能已被人们所认识，市场刚刚兴起。九十年代国内诞生了天津标准国际建材有限公司、广东茂名中辰建材有限公司等一批投资上亿元的大型专业化微晶玻璃生产企业，短短几年时间，国内一些重点建筑物使用面积已超过几十万平方米，上亿元的销售收入显示了巨大的市场前景。进入九十年代，随着全球性环保意识的增强，花岗石、大理石等天然石材的开采量日趋下降，微晶玻璃板材以其具有天然石材不可比拟的装饰效果和更优良的理化性能，没有放射性，价格又低于高档石材，成为一种能代替天然石材的高档建筑装饰材料。微晶玻璃饰材已逐渐被人们所认识和接受，用微晶玻璃替代部分天然石材已是大势所趋，市场前景广阔。据中国建材商务网资料，2000年我国微晶玻璃饰材的总产量仅为80万平方米，如按2010年国内微晶玻璃饰材仅占花岗石饰材市场的1/10，即将达585万平方米。现在我国申奥已成功，据奥申委工作人员透露，运动场馆及奥运村将需要高档装饰石材50～60万平方米，肯定将促进微晶玻璃饰材市场的持续扩大[2]。
5 结语
利用尾矿(工业固体废渣)作为主要原料之一生产微晶玻璃饰材的优点在于：享受国家免征增值税和5年免征所得税的优惠政策;降低原料成本，从而增强产品竞争力，可获得显著经济效益;还能减少尾矿(工业固体废渣)堆存量，有利于保护生态环境，取得良好的环境和社会效益[4]。
应用金矿尾矿制成微晶玻璃材料符合国家可持续发展的政策要求，不仅回收利用了资源，具有很好的经济效益，而且也保护了环境。但在实际应用上，仍存在一些问题：
⑴我国金矿尾矿中尚含有较高品位的Au，如笔者研究发现河台金矿尾矿Au的含量就高于0.5g/t，国外经验显示，高于0.5g/t的Au具有经济回收价值。因此，若高品位尾矿直接加工制造成建材产品有点舍本逐末，应先加以回收Au及其它有经济价值成分，然后再制成建材产品;
⑵因金矿床地质成因、矿石、脉石的不同，尾矿成分有所差别，在加工制造成微晶玻璃材料应用方面，需要有针对性的实验室试验和试产;
⑶应在充分调研市场需求的基础上，针对不同的客户要求，对产品的性能、参数进行改进，产品细分，达到产销对路。
参考文献
[1]刘瑄, 曲鸿鲁.用金矿尾矿生产微晶玻璃研究[J].非金属矿, 2007, 30 (1) :35
[2]袁怀雨, 李庆华, 刘保顺.尾矿微晶玻璃建筑装饰材料[J].新材料产业, 2002, 11:51
[3]冯肇伍.金精矿氰化尾渣回收铜的研究与实践[J].有色金属 (选矿部分) , 2001, 1:17～19
金矿尾矿 第2篇
河南金渠金矿位于小秦岭东段的灵宝市境内,日处理原矿量750t,生产工艺由建矿初期的“混汞+浮选”逐步改造成为“尼尔森重选+浮选+金精矿氰化”选冶联合流程。金矿已生产20年,取得了较好的技术指标和经济效益。2000年以来,通过对不同时期尾矿物质组成进行综合分析和研究,发现早期的浮选尾矿、后期金精矿氰化锌粉置换尾渣和现生产的浮选尾矿都有很高的再利用价值。早期的浮选尾矿大约150万t(堆存于老尾矿库),其中金品位平均1.2g/t,银品位20g/t,含金大约1.8t,银约30t;现生产的浮选尾矿和氰渣也是一种潜在资源,现行的生产金实际回收率为86.96%,金回收率处于较低水平。研究合理的工艺流程综合回收尾矿中的有价元素,可以合理利用矿产资源,增加企业收入,并为现生产工艺流程改进创造必要的条件。
2 现浮选尾矿中金的二次回收
2.1 生产现状
2.1.1 原矿性质
金渠金矿矿床主要为多金属中硫化物含金石英脉金矿石,其次是蚀变岩构造岩。矿石中主要金属矿物有黄铁矿、自然金、银金矿、方铅矿,少量黄铜矿、碲铅矿、碲银金矿、碲鉍矿及很少见到的闪锌矿、白钨矿、铜蓝,个别地方有褐铁矿;脉石矿物主要是石英,其次是斜长石、绢云母、黑云母、钾长石、角闪石、铁白云石。
从原矿石金矿物特征看,主要金矿物是自然金,以粗粒为主,大部分是粒间金,与黄铁矿紧密伴生。其次的金矿物是银金矿和碲金矿及碲金银矿[1]。
2.1.2 现生产工艺流程
应用“尼尔森重选+浮选”工艺基本适应金渠金矿的矿石性质。“二段一闭路”碎矿流程,产品粒度为10mm以下,经螺旋分级机和球磨机组成的一段闭路磨矿,细度为-0.074mm占65%以上,尼尔森重选置于磨矿循环,回收了矿石中的粗粒金,重砂品位达10%直接冶炼。浮选采用“一粗二精三扫”流程,药剂是1 1号油和异戊基黄药,有时根据需要加入纯碱和丁氨黑药,浮选金精矿经过滤后作为氰化生产原料,尾矿通过渣浆泵送入新尾矿库。
2.1.3 尾矿性质
尾矿中金的赋存状态研究表明,金主要流失于脉石连生体和包裹体。矿石随中段和矿脉的不同有一定变化,为了有针对性地调整选矿药剂,提高选别回收率,采用按中段分选的生产方式。对生产尾矿进行筛分分析和化学分析时,各中段矿石在不同粒级含金、粒级产率有较大的差异,金分布率差别很大。试样含金在0.45～0.65g/t,筛析结果表明尾矿粒度较粗,-74μm含量小于50%;-105～+74μm产率及相应分布率较大。
2.1.4 现生产中存在的主要问题
①尼尔森重选用于磨矿循环内,设备处理能力显得不足,在重砂品位较高的同时回收率不到18%,和原来汞板回收率45%以上相差较大,制约了选矿总回收率的提高。②由于矿石性质原因,金—碲—银矿石中的金呈微细粒浸染,金极易随着碲、银的流失而损失;部分包裹(尤其是被石英包裹部分),若不细磨,则难以充分单体解离。由于上述原因,使得金回收率在91%左右,尾矿品位呈偏高趋势。
2.2 尾矿中金的回收工艺
由于金具有密度大,可浮性好,又可与氰化物生成可溶性络合物等物理化学特性,因此,重选、浮选、氰化都是回收金的重要方法。浮选尾矿中金含量低,直接氰化成本较高,故采用重选法富集尾矿中的金后再氰化处理是切实可行的途径。
对重选+浮选+氰化联合流程进行了试验研究。用一台旧Φ300mm旋流器在现场试验,调试正常后,取重砂分别进行池浸和再磨后炭浆浸出试验,试验结果见表1。
根据试验结果,经论证采用旋流器重选,重砂直接池浸的生产工艺,浮选尾矿通过泵给入旋流器机组,溢流返回泵池送入新尾矿库;沉砂堆存后,装运到另外一个地方池浸,浸液用活性炭吸附,浸渣堆存在沟壑里。
2010年4月工程开始实施,因为重砂是粗粒级,淋水效果较好,这样既可节省喷淋周期,又可以避免含泥物对含金液的吸附造成金的机械损失。一年来的经济效益分析:一年尾矿量为22万t,重砂占尾矿总量的52%,一吨重砂产金0.3～0.4g,金价为295元/g;设备维修、人工工资、装运费用约17元/t,池浸成本费用25元/t;若再扣除未考虑的其它费用16.5元/t,一年的利润约为340万元。
2.3 对现生产流程的改造建议
依据多年来的探索试验成果和实际生产经验,对现生产流程提出以下改造建议。
(1)强化重选法回收粗粒金,提高重选回收率。在球磨循环内增加跳汰机,最好是目前普遍使用的锯齿波梯形跳汰机,代替尼尔森作为粗选,用摇床或尼尔森作为精选,精尾直接氰化;这样同时达到提高重砂品位和重选回收率的目的,弥补现流程的缺陷。
(2)工艺流程改为“快速浮选—浮尾氰化”[2]。金渠金矿矿石点多矿石复杂,有些矿区矿石常规氰化也能获得较为理想的提金指标,但氰化钠消耗稍高,主要是由于氰化过程中铜的溶解,从而影响金的浸出。该流程的特点是利用快速浮选的原理,在瞬时间选别出高品位金精矿,同时尾矿中铜含量控制在0.03%以下,不影响氰化程度,达到氰原预先脱铜的目的,然后再进行氰化。
(3)加强碲的回收。从地质资料来看,矿区多含碲,且金、碲、银结合。浮选时用碳酸钠作调整剂,在pH=7.5～8的条件下用二号油或其它起泡剂可浮选金的碲化物,可以回收浸染在其中的金。
3 综合回收氰渣中金铜硫
金渠金矿1995建成了与600t/d浮选工艺相配套的金精矿直氰工艺,日处理金精矿70t,入选品位50g/t左右,采用传统的CCD工艺流程:一次闭路磨矿、两浸两洗、贵液锌粉置换、含氰污水酸化法处理。氰化渣中尚含有可回收的金、银、铜、硫等有价元素。为使这部分有价元素得到有效回收,充分利用矿产资源,1998年始进行了系统的氰渣浮选试验研究。
3.1 氰渣性质
浮选金精矿的多元素分析结果为:Au 53.89g/t、Ag 115.12g/t、Cu 0.83%、As 0.16%、C 0.48%、Pb 0.35%、S 22.03%、Sb 0.03%、Te 0.05%、TFe 33.80%;主要矿物是黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、石英;常规情况下金的直接氰化浸出率应该较为理想,但实际只有92.10%,分析其原因是金矿物主要以次显微金存在,是典型的金碲银矿,其中银>碲>金[1]。通过改善细磨、高碱浸碲和大量充气,金回收率提高到96.85%。由此可见,流失于氰渣中的金主要是以极细状态浸染于银、碲之中而不被浸出。
氰渣矿样中金赋存结果测定表明:氰化尾渣中的金多以包裹(主要是黄铁矿的形式)存在,约占71.73%;尚有约9.33%暴露金,这部分金可能由于表面受污染等原因在氰化过程中未能得到浸出;表面钝化金占8.47%;另外在硅酸盐等脉石矿物包裹金约占10.47%。
化验分析氰尾含金1.7g/t、银31g/t、铜0.6%、硫20%,这些都是可综合回收的有价元素。在以金为主要回收对象进行技术研究时发现,氰渣经焙烧后,品位提高0.3～0.5g/t,原因是这部分金含碳和或以包裹或浸染的形式存在。
在试验过程中比较氰渣与一般浮选物料性质主要有几个特点。①渣的粒度微细,-37μm占95%以上,方铅矿、闪锌矿等金属矿物都不同程度地产生了过粉碎现象。②成分复杂,在氰渣液相中,含有氰根、游离CaO、Cu、Ag、Pb、Zn等金属离子;固相主要的金属矿物有黄铁矿、方铅矿、闪锌矿,少量黄铜矿和斑铜矿等,这些矿物氧化后有部分生成褐铁矿、黄钾铁钒、白铅矿;脉石矿物有石英、长石、绢云母、方解石、绿泥石、炭质物等,矿物相互之间关系比较复杂。③有用矿物经氰化钠长时间作用,一部分可溶的硫化物及氧化物已溶解,矿物表面性质受氰化钠长时间浸蚀已发生很大变化。矿物之间可浮性差异明显减少。④为适应含碲金精矿高碱浸出的需要,每吨金精矿须添加白灰50kg,这对矿浆体系产生较为明显影响。由于以上原因,氰渣浮选难度较大,浮选技术指标比较低。
3.2 氰化尾矿浮选的试验研究
从氰渣性质中金的赋存状态来看,可浸金和钝化金占17.80%,这部分金可以通过浮选得到较好回收;在高氰根浓度黄铜矿受抑制的前提下进行浮选,可以实现金铜的有效分离。
通过研究和现场实际相结合,提出两套浮选回收方案。方案一为氰化尾矿直接浮选金。浮精、浮尾压滤的滤液返回生产流程再使用,尾矿压滤后清水调浆选铜,铜尾选硫。方案二为氰化尾矿压滤后螺旋给矿清水调浆,优先选金,尾矿选铜,铜尾选硫。经过多次试验,两方案比较情况见表2。
通过工艺探索,结合实际确定采用方案二作为氰渣浮选流程。
3.3 氰渣浮选实践及改进
在试验研究的基础上,建成氰渣浮选厂。生产过程为:二次浸出的氰尾,经厢式压滤机压滤后,泵入缓冲浓密机,均匀给入调浆槽,选金后尾矿选铜,铜尾选硫。2006年5月的生产指标见表3。对浮选精矿化验,金品位近50g/t,精矿中的碳化验结果为含碳在20%左右。常用的方法是将氰渣中的炭泥用浮选法除去丢弃,以免加入浮选药剂被炭吸附,影响后边的浮选[2]。经研究确定将流程改进为氰化尾矿经过旋流器脱炭、脱泥和富集后,再进行选金、铜和硫。一是脱除了炭的影响,氰渣品位提高0.3%;二是保证选金时的高氰抑铜,有效地进行金铜分选。三是解决了泥化对浮选的影响。
氰渣浮选项目实施效益达到300万元以上。
4 利用早期浮选尾矿综合回收金银硫
建矿初期金矿石主要是含黄铁矿石英脉类型原生矿,金嵌布较细,采用混汞—浮选工艺流程时,为满足混汞作业回收大部分粗粒金的需要,浮选作业浓度低,波动大,对细粒级载金物回收效果差。1995年开始,金精矿氰化尾渣也堆存于老尾矿库,使得尾矿性质更加复杂。
尾矿中金的赋存状态研究表明,金主要流失于脉石连生和包裹体,浸染于银碲,随载体矿物流失。通过钻探取样,尾矿平均金品位1.2g/t,银品位20g/t,有很高的再利用价值。
4.1 淋浸法处理尾矿试验研究
在实验室试验基础上,参考其他矿山尾矿处理方法,进行半工业试验研究,在尾矿库建造淋浸仓,三面混凝土封闭,地面硬化带坡度,开放一面进矿后钢板封严,进行喷淋浸出,半工业试验结果为金回收率接近65%。存在的问题是细泥对淋浸产生较大影响;不经磨矿回收率不高,造成资源的又一次浪费。
4.2 全泥氰化工艺试验研究及生产流程的确定
根据尾矿性质特点,结合矿山实际,2009年进行了浮选尾矿全泥氰化工艺小型试验研究,结果为:浸原品位1.35g/t,银品位21.73g/t,浸渣金品位0.18g/t,银品位5.68g/t,金的浸出率86.67%,银浸出率73.86%。技术条件为磨矿细度-0.074mm占93%,浸出浓度40%。
依据尾矿性质特点,拟定浮选尾矿全泥氰化炭浆提金工艺流程,见图1。
按图1工艺流程图建设的全泥氰化2000t/d的全泥氰化—浮选选硫选矿厂通过论证,正在建设中。
5 结语
(1)金渠金矿在尾矿综合回收利用方面所采取的措施是成功的。现生产的浮选尾矿,通过重选、浮选、氰化联合选矿工艺流程,对浮选尾矿进行了充分回收;氰渣浮选成功地解决了炭泥影响和金铜分离难的问题,取得较好的经济效益;尾矿全泥氰化炭浆吸附工艺,对尾矿中的有价组分进行综合回收利用,对同类型黄金矿山具有推广应用价值。
(2)金渠金矿在试验研究方面比较重视生产试验,试验结果接近实际,可为改造决策提供依据。
(3)矿区矿石中钨资源,除309脉含合乎一般工业品位要求的钨外,大多不具备开采价值;但钨会随着重选时金的富集而富集,望能引起研究者注意。
参考文献
[1]焦瑞琦等.金渠金矿提高氰化回收率的研究与应用[J].中国矿山工程,2007,(2).
[2]河南省黄金学会.首届学术年会论文集[C].郑州:河南省黄金学会,1992.
[3]中国黄金生产实用技术编委会.中国黄金实用技术[M].北京:冶金工业出版社,1998.
金矿尾矿 第3篇
目前,黄金矿山尾矿多采用库存方式处理。随着黄金开发规模的扩大和开采历史的延长,尾矿堆积量逐年增加,不仅占用大量的土地,而且造成库区周围环境污染。因此,对金矿尾矿的综合利用,已成为各黄金矿山资源综合利用和环境保护的重要课题之一。黄金矿山尾矿的综合利用主要包括两方面:一是回收,即将尾矿作为二次资源再选,综合回收有用矿物;二是利用,即将尾矿作为相近的非金属矿产直接加以利用。矿山应根据实际情况,选择其一,优先发展,或两者结合开发,实现金矿尾矿的资源化[1]。
2 试验原料
原料:采用山东某金矿的自然粒级的尾矿。取回的金矿尾矿于阴凉处自然晾干,然后混匀、缩分、取分析样,其余置干燥处以备试验用。该金矿尾矿的矿物组成、化学成分及颗粒级配见表1、2、3。
生产尾矿砖类产品,主要是自然粒级的尾矿砂
直接与碱性激发剂混合,依靠化学反应实现结合,在化学成分上无特殊的要求,但是为满足产品标准,尾矿中石英含量不宜低于30%,碳酸盐、有机物等非活性杂质含量最好不高于2%~3%[2]。
石灰:采用市售生石灰,磨细至200目筛余<15%,有效CaO>80%,消化时间为3~4min,消化温度90℃,属快速消化石灰。石灰在蒸压砖中的主要作用为:有效氧化钙与硅质材料发生反应生成含水硅酸盐凝胶及结晶连生体,从而胶结未反应完全的尾矿颗粒。
石膏:采用市售普通石膏。石膏可以减少制品收缩量,当尾矿中含有Al2O3时,加入适量的石膏,可以提高制品的强度。
3 试验方法
(1)坯料制备。
首先将生石灰与石膏分别粉磨至0.074mm筛余15%左右,然后与尾矿混合加水用搅拌机进行搅拌,静置消化2h左右,进行二次搅拌并加水。通过探索试验,生石灰比例在5%~10%时掺加12%左右的水;生石灰增加到15%~20%时加入14%~15%左右的水。
(2)确定钙硅配比。
为了使蒸压砖具备较高的强度和良好的耐久性,要求制品中尽可能多的形成水化硅酸钙矿物或凝胶,但又不致含有过多的剩余氢氧化钙。因此,必须确定最佳钙硅配比。通过试验证明,尾矿制作蒸压建筑材料中,石灰、石膏确实存在最佳掺量,并且与尾矿的级配有很大的关系。一般来说[2],尾矿颗粒越细,蒸压砖达到最高强度的石灰掺量越高,之后强度会随着石灰掺量的增加而降低。如果砖的标号并不要求很高,通常石灰的用量在8%~12%、石膏用量在1%~3%即可。
(3)确定成型压力。
成型压力对压制产品的性能有较大的影响,确定产品最适宜的成型压力,将提高制品的性能。
(4)确定蒸压制度。
建立科学合理的蒸压养护制度,既能强化蒸压砖的水化反应,又能有效避免在蒸压养护过程中出现的不利水热反应或有损于养护效果和制品质量的情况。高压蒸汽养护过程包括四个阶段,即蒸前静停、升温阶段、恒温阶段和降温阶段。
(5)综合条件试验。
通过上述试验研究,确定最佳工艺条件,进行综合条件的全流程试验。
4 试验结果与讨论
4.1 配合比的确定
(1)石灰最佳掺量的确定
原料配比方案、试验条件和蒸压后抗压强度测试结果如表4所示。
由表4可看出,同一蒸压制度下,蒸压砖的平均抗压强度随着石灰掺量的增加先增大后减小,石灰掺量20%时,抗压强度最大;石灰掺量继续增加,抗压强度反而减小。这是由于掺入过多的石灰,有剩余的氢氧化钙所致。因此,确定石灰最佳掺量为20%。
(2)石膏最佳掺量的确定
原料配比方案、试验条件及蒸压后的抗压强度检测结果如表5所示。
注:蒸压制度为升温2h、恒温6h、自然降温3h,成型压力为25MPa。
注:蒸压制度为升温2h、恒温6h、自然降温3h,成型压力为25MPa。
从表5看出,随石膏掺量的增加,蒸压砖的抗压强度也逐渐增加,但增加的幅度逐渐减小。试验中蒸压砖平均抗压强度均达到MU15级砖的要求,考虑成本问题及充分利用尾矿的原则,确定石膏的掺量为2%。
4.2 最佳成型压力的确定
原料配比方案、不同成型压力及其性能检测结果见表6。
由表6看出,随着成型压力的增大,制品的抗压强度也随着增大,但增长幅度越来越小,当压力为20~25MPa时,制品抗压强度能够满足MU15级用砖要求。考虑到成型压力的增高,一方面带来投资成本以及动力消耗的增加,另一方面易造成试块分层,影响最终强度,因此确定最佳成型压力为25MPa。
注:蒸压制度为升温2h,恒温6h,自然降温3h。
4.3 蒸压制度的确定
选择石灰掺量为20%、石膏掺量为2%、成型压力为25MPa,固定静停时间为12h、升温时间为2h,采用自然降温(3h左右),考察不同蒸压强度、不同恒温时间对制品抗压强度的影响,其结果见表7。
由表7看出:D7即蒸压强度为1.2MPa、恒温时间为8h时,制品的平均抗压强度最高。当最高蒸汽压力为0.8MPa时,制品的平均抗压强度随恒温时间的增加而增大,但强度都较低。当最高蒸汽压力为1.2MPa和1.6MPa时,制品平均抗压强度均先增大后减小,恒温6h比恒温9h制品强度都偏高,说明较高压力下长时间的恒温会导致制品强度降低。相同的恒温时间下,如恒温时间为4h时,制品的平均抗压强度随最高蒸汽压力的增大而增加,而恒温时间增加到6h、8h、9h后制品的平均抗压强度均随最高蒸汽压力的增大先增加后减小,同样说明较高压力下长时间的恒温会导致制品强度降低。
综合考虑蒸压周期、运行成本、蒸压效果等因素,最终选择的最佳蒸压制度为:最高蒸汽压力为1.2MPa,升温2h,恒温6h,自然降温3h左右。
4.4 综合条件试验
根据上述试验结果选取最佳条件,进行了尾矿制作蒸压砖的综合条件试验,并参照GB11945-1999《蒸压灰砂砖》标准进行了检验,其综合试验方案及抗压强度检测结果见表8。
从表8看出,蒸压砖的抗压强度达到国家标准规定的MU15级砖的要求,密度为1900~2000kg/m3,比粉煤灰蒸压砖的密度(1700~1900kg/m3)及烧结粘土砖的密度(1600~1800kg/m3)要大,但比普通蒸压灰砂砖的密度(2100kg/m3左右)要小一些。说明利用矿山尾矿制作蒸压砖是可行的,达到了预期目的。
5 结 语
1.将自然粒级的尾矿与石灰、石膏按一定配比混合后,采用高温蒸压养护的工艺,可制备出MU15级砖,其密度为1900~2000kg/m3。
2.利用金矿尾矿制作蒸压砖墙体材料是可行的。该产品属低能耗、环保型新型墙材,具有节能、节土的优点,符合我国走可持续发展道路的政策。
3.该工艺固体废弃物掺量较大,实现了尾矿的资源化。
摘要：随着矿产资源的不断开发,大量的尾矿被长期堆积,既浪费资源,又带来严重的环境问题。为此,作者对应用金矿尾矿制作蒸压砖的可行性进行了试验研究。结果表明,制得蒸压砖的密度为19002000kg/m3,抗压强度达到国家标准规定的MU15级砖的要求,实现了尾矿的资源化。
关键词：矿产资源,金矿尾矿,蒸压砖,资源化
参考文献
[1]王伟之,张锦瑞,周汾生.黄金矿山尾矿的综合利用[J].黄金,2004,25(7).