【摘 要】
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大量的钨尾矿长期堆存不仅造成资源浪费还污染周围环境。为解决上述问题,实现钨尾矿减量化、资源化和规模化利用,选用黑白钨重选尾矿为研究对象,将钨尾矿活化作为掺合料取代部分水泥。本文采用机械活化和机械-化学复合活化两种工艺对尾矿进行活化,研究了活化剂种类和掺量对钨尾矿混凝土掺合料物理性能及结构的影响规律;探索了矿渣-钨尾矿混合掺合料的最佳活化工艺,阐述了活化剂活化机理。主要结论如下:(1)机械活化和机械
【基金项目】
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国家重点研发计划(2018YFC1903403)钨尾矿源头减量与梯级利用关键技术与示范应用验证;
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大量的钨尾矿长期堆存不仅造成资源浪费还污染周围环境。为解决上述问题,实现钨尾矿减量化、资源化和规模化利用,选用黑白钨重选尾矿为研究对象,将钨尾矿活化作为掺合料取代部分水泥。本文采用机械活化和机械-化学复合活化两种工艺对尾矿进行活化,研究了活化剂种类和掺量对钨尾矿混凝土掺合料物理性能及结构的影响规律;探索了矿渣-钨尾矿混合掺合料的最佳活化工艺,阐述了活化剂活化机理。主要结论如下:(1)机械活化和机械-化学复合活化工艺能够显著激发钨尾矿潜在活性。钨尾矿活性随着粉磨时间的增加逐渐提高后趋于平缓,粉磨时间为60min时,28d龄期抗压强度达到31.22MPa,活性指数63.48%;机械-化学复合活化能够进一步将钨尾矿活性提升,单一活化剂中H2药剂掺量为0.03%时活化效果最佳,复合活化剂中H2与H6质量比为1:1、总掺量为0.03%时能对钨尾矿起到显著的活化效果,试块3d、7d及28d活性指数均达到了70%以上,28d抗压强度提升了8.48%,活性指数为71.96%。(2)矿渣的掺入能够显著提高试块后期强度。矿渣占比为20%以内时,胶砂试块抗压强度大幅度增长,钨尾矿与矿渣配比为4:1时,试块抗压强度提升幅度最佳。H2药剂能够显著提高混合掺合料活性,28d抗压强度达到44.04MPa,活性指数为80.94%,达到了42.5水泥强度指标。响应曲面试验表明:三个因素影响胶砂试块前期强度顺序为粉磨时间>H1≥H2,交互作用影响不显著;影响胶砂试块后期强度顺序为H1>粉磨时间>H2,H1和H2交互作用影响显著;最佳活化工艺条件为粉磨时间为104.42min,H1药剂掺量为0.022%,H2药剂掺量为0.022%,预测值活性指数为81.59%,实际值与预测值相近,结果可靠。(3)H1与H2复合药剂的掺入对钨尾矿具有一定的活化作用,使得尾矿试块水化加快,浆体密实度增加,抗压性能增加,7d、28d活性指数分别提升13.54%和3.92%;药剂能加速矿渣试块前期水化,但会减缓后期水化进程,试块3d和7d抗压强度增加,活性指数分别提升8.71%和12.14%,后期强度活性指数降低6.95%;药剂的活化效果和矿渣与钨尾矿的协同作用,使其3d和7d活性指数大幅度提升,但试块的早期水化消耗大量矿渣生成Ca(OH)2抑制C3S、C2S水化,使得后期强度提升较小。
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