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铁矿尾矿是指铁选厂在特定的经济技术条件下,把铁矿石磨细之后选择其中的有用组分后所排出的废弃物。目前对于尾矿的处理方法大体上分为尾矿充填和尾矿库堆存这两种方式。随着尾矿的排出量日益增大,后者的比例越来越大。尾矿在始排出时呈淤泥状,这样就易形成泥石流等自然灾害,极具安全隐患。除此之外,尾矿中含有大量的选矿药剂,渗透到地下,对环境和地下水也会造成很大的污染。如何将尾矿安全堆存,不会形成安全隐患,也不会对环境和水体造成污染,并且可以有效地利用废弃物,是我们目前亟待解决的重要问题。本课题主要从三阶段来进行研究,第一阶段是研究铁尾矿的固化工艺,以提高尾矿的强度,降低尾矿的流动性,解决尾矿堆存中溃坝问题和充填中的强度问题。试验中通过单掺32.5水泥和复掺32.5水泥和煤矸石来固化矿粉末,最终以固化后的抗折抗压强度的对比来确定固化最佳配方。第二阶段是研究铁尾矿的发泡工艺,使固化后的铁尾矿具有透水的功能,以便使尾矿堆存库具有排水能力,避免尾矿库水压过大造成垮库的问题。试验分别采用了物理发泡法和化学发泡的方法来发泡,化学发泡法即直接将H2O2加入,实验结果以泡孔的均匀性和孔径大小,以及发泡后试件的抗折抗压强度来作为指标,从而确定添加剂PVA、Na2SO4、H2O2的最佳用量;第三阶段是铁尾矿发泡后试件的渗水系数研究,通过测量不同配方的试件的渗水系数,以及对强度密度等的综合考虑,确定本课题最终的最佳配方。尾矿固化试验表明,单掺水泥固化铁尾矿时,会随着水泥量的增大使得试件的抗折抗压强度都增大,但是20%水泥的加入量即可满足强度要求,复掺煤矸石和水泥固化最佳配比为水泥:煤矸石=2:1。尾矿发泡试验表明,化学发泡法比物理发泡法更适合用于尾矿的渗水研究。稳泡剂PVA的最佳用量为0.5%,在此用量下气泡数量大且均匀。早强剂Na2SO4的加入量为1%时强度提高很大,比不加早强剂的7天抗压强度提高了115.8%。发泡剂H2O2的最佳用量为10%,尾矿发泡后的试件气泡大小适中,且分布均匀。渗水系数试验表明,试件的强度越大,渗水系数越小。试验验证了发泡试验的最佳配方为本课题的最佳配比,在此配方下,试件的孔径大而且泡孔分布均匀,渗水系数达到3.72×10-2cm/s。