尹红峰何舒婷任谢云蹇宏

Xi建筑科技大学材料科学与工程学院

我国选矿尾矿年排放量已达6亿吨，但其资源利用率只有7%左右，尾矿的性质与建筑材料的要求非常相似。因此，利用尾矿生产建筑材料是减少污染、实现零排放的最有效途径。本文研究利用梅山铁矿尾矿制备免烧砖和烧结砖，具有重要的指导意义和实用价值。固体废弃物；尾矿制砖

我国的矿石储量和开采量都很大，但是由于矿石的品位普遍较低，尤其是开采最多的铁矿石，95%以上都是贫矿，需要经过处理才能进入高炉，所以产生了大量的铁矿尾矿。我国铁矿尾矿具有数量大、粒度小、种类多、性质复杂的特点。目前，我国有数十亿吨铁矿尾矿，占金属矿山尾矿总量的近1/3。大量废弃的尾矿占用了大量的土地，污染了环境，浪费了大量的宝贵资源，并且花费了大量的资金用于尾矿库的建设。因此，研究尾矿的开发利用，充分利用这一资源，具有十分重要的意义。尾矿综合利用的原则应建立在尾矿量大、利用彻底、产品市场广、能耗低、生产工艺简单的基础上。根据铁矿尾矿的物理化学性质，利用铁矿尾矿制作各种建筑用砖是一种有效的途径。1梅山铁矿尾矿的理化性质梅山铁矿尾矿的理化性质见表1~表4。

从以上数据可以看出，梅山尾矿含铁量较高，二氧化硅和氧化铝之和低于其他尾矿，还含有较高的氧化钙和氧化镁。这样的特性决定了用于制备蒸养砖的尾矿中二氧化硅的含量较低，而在制备烧结砖时，由于建筑用砖的烧成温度接近尾矿中碳酸盐(铁白云石和方解石)的分解温度，可能存在氧化钙和氧化镁对烧结砖抗石灰爆裂性的影响。此外，尾矿的密度比建筑用的普通粘土要高，尾矿的细颗粒会对成型产生一定的影响。由于尾矿中含有一定量的粘土，具有良好的可塑性和结合性。带着这些优缺点，我们开展了蒸氧制砖和烧结砖的研究。2制砖结果及分析2.2.1免烧砖的制备及实验结果免烧砖的制备工艺流程如下:尾矿细化→配料(尾矿+粉煤灰+水泥)→混合(粉+水+高效减水剂+激发剂)→压制成型→室温自然养护24小时→80℃蒸养8小时→成品→检验。实验结果如表5所示。

从上表可以看出，当水泥含量达到10%时，抗压强度可以满足MU10建筑用砖的强度要求。2.2.2烧结砖的制备及实验结果研究了配料组成、成型压力和烧成温度对烧成制品性能的影响。成分如表6所示。实验结果如表7和表8所示。从以上结果可以看出，当尾矿利用率在80%以上时，成品的强度可以满足MU10以上等级建筑用砖的强度要求。但尾矿烧结制品的体积密度、气孔率和吸水率高于普通建筑粘土烧结砖。随着烧结温度的升高，烧结制品的抗压强度增加。在1150℃、1100℃和1000℃时，可制得强度分别高于MU30、MU15的烧结制品。通过调整烧结温度和成型压力可以达到调整烧结制品强度的目的，同时调整烧结温度和成型压力对烧结制品的强度影响较大，如表8所示。

随着烧成温度的变化，S3成品的强度与另外两组不同，另外两组的强度随着烧成温度的升高而增加。然而，当烧结温度高于1150℃时，S3的强度降低，这是由于在此温度下烧结产物中存在长裂纹，影响了抗压强度。产生裂缝的原因需要进一步研究。因为眉山位于江苏省，属于非强风化区；同时，由于该地区平均气温较高，最低温度很少低于零下10度，因此没有必要进行冰冻试验。由于原料中含有大量方解石和铁白云石，它们在低于烧制温度时会分解，游离氧化钙和氧化镁会影响烧制产品的耐石灰爆裂性。为此，对烧制的产品进行X射线衍射分析，结果如图1和图2所示。从图中可以看出，1000℃时没有方解石和铁白云石，说明分解已经发生，没有发现方镁石。氧化镁和氧化钙与二氧化硅反应生成透辉石。在1000℃下浸泡两周后，样品无变化。因此，无论从相组成还是浸泡实验来看，都说明烧成产品具有良好的抗石灰爆裂性。

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