CSCD来源期刊
中国科技核心期刊
RCCSE中国核心学术期刊
JST China 收录期刊

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

铁尾矿、煤矸石制备高性能陶粒的工艺初探

张武举,  马雯卓,  潘建,  朱德庆,  杨聪聪,  郭正启

downloadPDF
文章导航 > 环境工程  > 2024 >  42(6): 94-102
张武举, 马雯卓, 潘建, 朱德庆, 杨聪聪, 郭正启. 铁尾矿、煤矸石制备高性能陶粒的工艺初探[J]. 环境工程, 2024, 42(6): 94-102. doi: 10.13205/j.hjgc.202406011
引用本文: 张武举, 马雯卓, 潘建, 朱德庆, 杨聪聪, 郭正启. 铁尾矿、煤矸石制备高性能陶粒的工艺初探[J]. 环境工程, 2024, 42(6): 94-102. doi: 10.13205/j.hjgc.202406011
shu
ZHANG Wuju, MA Wenzhuo, PAN Jian, ZHU Deqing, YANG Congcong, GUO Zhengqi. PRELIMINARY STUDY ON PREPARATION PROCESS OF HIGH-PERFORMANCE CERAMSITE FROM IRON ORE TAILINGS AND COAL GANGUE[J]. ENVIRONMENTAL ENGINEERING , 2024, 42(6): 94-102. doi: 10.13205/j.hjgc.202406011
Citation: ZHANG Wuju, MA Wenzhuo, PAN Jian, ZHU Deqing, YANG Congcong, GUO Zhengqi. PRELIMINARY STUDY ON PREPARATION PROCESS OF HIGH-PERFORMANCE CERAMSITE FROM IRON ORE TAILINGS AND COAL GANGUE[J]. ENVIRONMENTAL ENGINEERING , 2024, 42(6): 94-102. doi: 10.13205/j.hjgc.202406011
shu

铁尾矿、煤矸石制备高性能陶粒的工艺初探

doi: 10.13205/j.hjgc.202406011

  • 1. 中南大学 资源加工与生物工程学院, 长沙 410083;

  • 2. 安徽淮海新材料有限责任公司, 安徽 淮北 235047;

  • 3. 中南大学 低碳与氢冶金研究中心, 长沙 410083

基金项目: 

湖南省重点研发计划项目(2022SK2075)

详细信息
    作者简介:

    张武举(1977-),男,高级工程师,主要研究方向为固废资源化利用。hhxclgs@163.com

    通讯作者:

    马雯卓(1997-),女,博士生,主要研究方向为固废资源化利用。wenzhuoma@csu.edu.cn

    潘建(1977-),男,教授,主要研究方向为固废资源化利用。pjcsu@csu.edu.cn

PRELIMINARY STUDY ON PREPARATION PROCESS OF HIGH-PERFORMANCE CERAMSITE FROM IRON ORE TAILINGS AND COAL GANGUE

  • 1. School of Minerals Processing and Bioengineering, Central South University, Changsha 410083, China;

  • 2. Anhui Huaihai New Material Co., Ltd., Huaibei 235047, China;

  • 3. Low Carbon and Hydrogen Metallurgy Research Center, Central South University, Changsha 410083, China

    摘要
  • 摘要: 以铁尾矿、煤矸石作为原料,借鉴钢铁冶金中铁矿球团造块的方法和装备来制备高强轻质陶粒。考察了造球参数对陶粒坯体性能的影响,以及焙烧制度对陶粒性能的影响,并探究了陶粒的物相组成、结构与其性能的构效关系,以实现陶粒性能调控。结果表明:基于Riley化学成分三相图计算出45%铁尾矿与55%煤矸石的配料结构,在原料粒度为-0.074 mm占比60%、造球时间8 min、生坯含水率10.5%的条件下制备生坯,生坯干燥后在1175 ℃温度下焙烧25 min制得陶粒,其堆积密度、表观密度、1 h吸水率和筒压强度分别为859 kg/m3、1705 kg/m3、8.0%和6.7 MPa,满足高强轻质陶粒各项指标要求。陶粒的主要物相为石英、长石和赤铁矿,可为陶粒提供强度;陶粒中发达的孔洞有利于降低堆积密度、表观密度,但陶粒外层孔洞过度发达,易对筒压强度产生不利影响。
    Abstract: In this study, iron ore tailings and coal gangue were used as raw materials to prepare high-strength and lightweight ceramsite by referring to the methods and equipment of iron ore pelletization in ferrous metallurgy. The influence of pelleting parameters on the properties of the pellet, and the influence of roasting parameters on the properties of ceramsite were investigated, and the structure-function relationship among the phase composition, structure, and performance of the ceramsite was explored. The results showed that the composition structure of 45% iron ore tailings and 55% coal gangue was calculated based on Riley’s three-phase diagram, and the green pellet was prepared under the conditions of 60% of particle size below 0.074 mm, 8 min pelletizing duration, and 10.5% moisture. After drying, the dried pellet was roasted at 1175 ℃ for 25 min to prepare ceramsite. The bulk density, apparent density, 1 h water absorption, and cylinder compressive strength was 859 kg/m3, 1705 kg/m3, 8.0%, and 6.7 MPa, which meet the requirements of various indexes of high-strength and light-weight ceramsite. The main phases of the ceramsite are quartz, feldspar, and hematite, which can provide strength for ceramsite. The well-developed pores in the ceramsite are beneficial to reducing bulk density, and apparent density, but the over-developed pores of the outer layer harm the cylinder compression strength.
    • HTML全文
    • 参考文献(25)
  • [1] 杨亚东, 刘新亮, 张冰, 等. 铁尾矿资源综合利用现状研究[J]. 化工矿物与加工, 2021,50(1):28-32.
    [2] 陈虎, 沈卫国, 单来, 等. 国内外铁尾矿排放及综合利用状况探讨[J]. 混凝土, 2012(2):88-92.
    [3] 刘鹏, 刘磊, 田馨, 等. 我国铁尾矿工艺矿物学特性及其资源化技术研究进展[J]. 矿产保护与利用, 2022,42(3):169-178.
    [4] 曾鹏, 谢海云, 晋艳玲, 等. 我国煤矸石的特性及其提取氧化铝研究进展[J]. 矿产保护与利用, 2022,42(6):21-29.
    [5] 李惠娴, 李寿德, 杨寰宇, 等. 同心聚力共谋行业绿色发展(一)——2021年陶粒产业调研报告[J]. 砖瓦, 2021(10):44-48.
    [6] 李惠娴, 李寿德, 杨寰宇, 等. 同心聚力共谋行业绿色发展(二)——2021年陶粒产业调研报告[J]. 砖瓦, 2021(12):51-56.
    [7] LI X, WANG P, QIN J, et al. Mechanical properties of sintered ceramsite from iron ore tailings affected by two-region structure[J]. Construction and Building Materials, 2020,240:1179191-1179198.
    [8] LIU Y, DU F, YUAN L, et al. Production of lightweight ceramisite from iron ore tailings and its performance investigation in a biological aerated filter (BAF) reactor[J]. Journal of Hazardous Materials, 2010,178(1/2/3):999-1006.
    [9] 王德民, 胡百昌, 储腾跃, 等. 低硅铁尾矿制备建筑陶粒及其性能研究[J]. 新型建筑材料, 2016,43(2):36-38.
    [10] 王德民, 雷国元, 宋均平, 等. 低硅铁尾矿陶粒的制备与应用[J]. 金属矿山, 2013(9):163-166.
    [11] 吴鸿斌. 利用粉煤灰和煤矸石制备轻质高强工业废渣轻集料的研究[D]. 包头:内蒙古科技大学, 2020.
    [12] 杨艳茹, 麻永林, 王军. 粉煤灰-煤矸石质多孔陶粒的制备研究[J]. 矿冶工程, 2018,38(5):96-99.
    [13] 杨艳茹, 麻永林, 王杰, 等. 煤矸石掺量对粉煤灰多孔陶粒的性能影响[J]. 内蒙古科技大学学报, 2017,36(2):187-190.
    [14] 刘润华, 许珠信, 刘畅, 等. 尾矿资源现状及综合利用技术的进展[J]. 黄金, 2011,32(11):66-69.
    [15] 贾敏. 煤矸石综合利用研究进展[J]. 矿产保护与利用, 2019,39(4):46-52.
    [16] 潘建,朱德庆,郭正启,等. 一种铁尾矿、煤矸石球团法协同制备高强轻集料的方法:202210582345.7[P].2023-07-14.
    [17] RILEY C M. Relation of chemical properties to the bloating of clays[J]. Journal of the American Ceramic Society, 1951,34(4):121-128.
    [18] 朱熠鑫,叶珍,任凌伟,等.城市生活垃圾焚烧飞灰协同建筑弃土烧制陶粒试验探究[J/OL].环境工程. https://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2097.X.20230411.1337.010.html.
    [19] 姜涛. 铁矿造块学[M]. 长沙:中南大学出版社, 2015.
    [20] 春铁军. 含铁回收料球团金属化烧结新工艺研究[D]. 长沙:中南大学, 2014.
    [21] 杨传猛. 铁尾矿制备烧结砖和陶粒的研究[D]. 南京: 南京理工大学, 2015.
    [22] 息雪立. 利用铁矿山废弃物制备陶粒的研究[D]. 唐山:河北联合大学, 2012.
    [23] REN Y, REN Q, HUO Z, et al. Preparation of glass shell fly ash-clay based lightweigh aggregate with low water absorption by using sodium carbonate solution as binder[J]. Materials Chemistry and Physics, 2020,256:1236061-1236068.
    [24] 任允芙, 陈兆喜. 冶金工艺矿物学[M]. 北京: 冶金工业出版社, 1996.
    [25] MI H, YI L, WU Q, et al. Preparation of high-strength ceramsite from red mud, fly ash, and bentonite[J]. Ceramics International, 2021,47(13):18218-18229.
    • 相关文章
    • 施引文献
  • 资源附件(0)
  • 加载中
WeChat 点击查看大图
计量
  • 文章访问数:  39
  • HTML全文浏览量:  8
  • PDF下载量:  4
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2023-05-25
  • 网络出版日期:  2024-07-11

目录

    /

    返回文章
    返回

    期刊在线

    作者中心

    友情链接

    版权所有 ©《工业建筑》杂志社有限公司 京ICP备11033253号-1

    本系统由北京仁和汇智信息技术有限公司 设计开发   百度统计