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利用金尾矿制备烧结普通砖的试验研究

作　者: 杨永刚
导　师: 朱申红；李秋义
学　校: 青岛理工大学
专　业: 环境工程
关键词: 金尾矿烧结砖压制成型法效益分析
分类号: X751
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

我国是一个矿业大国,矿业固体废料的积存量和年排放量十分巨大,截止2007年,全国尾矿堆积总量达到80.46亿吨。2007年仅一年的时间,全国尾矿排放量近10亿吨。大量的尾矿堆存带来了资源、环境、土地与安全等诸多的问题。综合利用尾矿不仅可以提高资源的综合利用率,减少土地的占用,保护环境,也可以从根本上消除尾矿库安全隐患。本论文选取沂南金矿金龙矿区尾矿为研究对象,采用压制成型法来制备烧结砖,主要探讨了细尾矿-粘土、细尾矿、细-中尾矿三种体系。主要的研究内容有:①原材料基本性质的研究:原料的化学组成;原料的矿物组成;原料的颗粒级配等。②成型条件的探索:包括不同尾矿掺量的混合料的塑性指数、成型压力以及成型水分。③干燥制度的探索:自然干燥、人工干燥与坯体含水率的关系、人工干燥中不同干燥温度与坯体含水率的关系④烧成制度的探索:包括烧成速度、烧成温度、保温时间、烧结范围等,不同烧成温度下制品的X衍射分析。⑤细尾矿与粘土配合比试验研究;100%细尾矿砖的试验研究;细尾矿与中尾矿配合比试验研究⑥对该项目进行工程应用设想及效益分析,分析其成本及利润等经济指标。研究结果表明:①最佳的工艺制度如下:成型压力为15MPa,成型水分为9%,干燥后坯体含水率为1%,烧结温度为1050℃,保温时间为60min,焙烧范围1020~1080℃。②在最佳工艺制度下,对细尾矿与粘土的配合比的研究表明:可以用100%的细尾矿烧结出满足MU10标准的砖制品;且石灰爆裂和泛霜均合格,冻融结果:强度损失率3.8%,质量损失率0.9%;砖制品颜色为浅黄色。对细尾矿与中尾矿的配合比的研究表明:中尾矿的取代量可以达到25%,且石灰爆裂和泛霜均合格;冻融试验结果:抗压强度损失率3.2%,质量损失率0.5%;砖制品颜色为浅黄色。③对标准砖生产线工程应用及效益分析表明:年产6000万块标准总投资为700万,每单块砖的成本为0.113元,年利润822万元,一年内即可收回成本。利用尾矿可制备出MU10且符合要求的烧结砖,该产品在节省土地的同时也消耗了大量废弃物,符合国家的环保和可持续发展战略要求,经济和社会效益显著。

全文目录

摘要  7-8
Abstract  8-10
第1章绪论  10-21
  1.1 概述  10-11
  1.2 国内外尾矿建材的发展现状与趋势  11-17
    1.2.1 国外尾矿利用研究现状  12-13
    1.2.2 国内尾矿利用研究现状  13-17
  1.3 烧结砖发展及应用  17-19
  1.4 本文的选题背景和主要研究内容  19-21
第2章原材料及处理  21-29
  2.1 原材料的基本性质  21-27
    2.1.1 尾矿  21-26
    2.1.2 粘土  26-27
  2.2 原材料的预处理  27-29
第3章成型与干燥工艺制度的试验研究  29-38
  3.1 成型制度的试验研究  29-33
    3.1.1 成型方法  29-30
    3.1.2 泥料的塑性指数  30-31
    3.1.3 成型压力的确定  31-32
    3.1.4 成型水分的确定  32-33
  3.2 干燥制度的试验研究  33-37
    3.2.1 干燥简介  33-34
    3.2.2 坯体含水率  34-35
    3.2.3 干燥制度  35-37
  3.3 小结  37-38
第4章焙烧工艺制度的试验研究  38-47
  4.1 焙烧简介  38
  4.2 焙烧制度  38-44
    4.2.1 焙烧速度  39-40
    4.2.2 焙烧温度  40-42
    4.2.3 保温时间  42-43
    4.2.4 焙烧范围  43
    4.2.5 焙烧曲线  43-44
  4.3 烧结砖中矿物相的研究  44-46
  4.4 小结  46-47
第5章高掺量金尾矿烧结砖的试验研究  47-54
  5.1 细尾矿与粘土配合比试验研究  47-48
  5.2 100%细尾矿砖的试验研究  48-52
    5.2.1 抗风化性能  48
    5.2.2 石灰爆裂  48-49
    5.2.3 泛霜  49-51
    5.2.4 颜色  51-52
  5.3 细尾矿与中尾矿配合比试验研究  52-53
  5.4 小结  53-54
第6章标准砖生产线初步设想及效益分析  54-61
  6.1 产品方案  54
  6.2 质量标准  54-55
    6.2.1 强度  54
    6.2.2 石灰爆裂  54-55
    6.2.3 泛霜  55
  6.3 原材料  55-56
    6.3.1 原材料要求  55
    6.3.2 原材料配比  55
    6.3.3 原材料消耗量  55
    6.3.4 原材料储存期  55-56
  6.4 工作制度  56
  6.5 生产工艺流程  56-57
  6.6 工艺过程简述  57-58
  6.7 主要工艺设备清单  58
  6.8 主要技术经济指标  58-59
  6.9 成本核算及效益分析  59-60
    6.9.1 成本核算  59
    6.9.2 效益分析  59-60
  6.10 小结  60-61
第7章结论与建议  61-63
  7.1 结论  61-62
  7.2 建议  62-63
参考文献  63-66
攻读硕士学位期间发表的学术论文  66-67
致谢  67

利用金尾矿制备烧结普通砖的试验研究

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