D0I:10.13374/i.issnl00103x.2010.04.016 第32卷第4期 北京科技大学学报 Vo132N94 2010年4月 Journal ofUniversity of Science and Technobgy Bejjing APr 2010 铁尾矿的机械力化学活化及制备高强结构材料 郑永超》倪文D徐丽2)李德忠D 杨菁华1D 1)北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京1000832)中国电力科学研究院北京102401 摘要以北京密云铁矿尾和矿为原料采用机械力化学方法对其进行活化，并采用粒度分析、X射线衍射(RD)、扫描电子显 微镜(S田M)及红外光谱(R)分析机械力化学效应对尾矿活性的影响.以铁尾矿为主要原料制备出抗压强度达到89MP尾 矿总体掺量达到7%的尾矿高强结构材料. 关键词铁尾矿；机械力化学：反应活性；结构材料 分类号TB321X756 M echanochem ical activation of iron ore tailings and preparation of h gh-strength con struction mater ja]s ZHENG Yong_chao).NIWe),XU LP.LIDe hong),YANG Jing hua) 1)K ey Laboraony of the Mnisty of Education ofChna rH hEfficientM ining ad Sfety ofMelM nes Universit of Scence and Technopgy Bei jing Beijig 100083 China 2)China E ectric Power Research Institute Beijing 102401 Chna ABSTRACT M iyun iron ore tilngs in Beijing were activated by a mechanochemical metha The influence of mechanochem cal effect on he activaton of the iron ore tailngs was analyzed by means of gran size analys is X-ray diffraction(XRD)scanning elec tron microscope SEM)and n frared nd ation (R)technopgies The iron ore tailings as rav materalswere used o produce high strength constructpn matrals It is shown that the cm pressive strength of the produced constructipn maerials n which the overll content of the ion ore ilings is70%can reach up to 89MPa KEY WORDS iron ore tailng mechanochemistry reaction activation constructionm aterals 随着中国钢铁工业的发展和选矿技术水平的提 矿制备符合要求的蒸压砖，陈家珑等9用尾矿砂代 高，铁尾矿的产出量逐年增加.据测算，我国矿山铁 替部分天然砂配制了28d强度达到63.4MP的商 矿尾矿累计堆存量达26亿多吨.尾矿堆存占用 品混凝土等.但是，目前铁尾矿利用还存在着综合 大量土地，对大气、水和土壤造成严重污染，对矿区 利用率低、高附加值产品少和缺乏市场竞争力等 和周边生态环境造成威胁.随着矿产资源日趋减 问题9 少，尾矿作为二次资源受到越来越多的重视心.目 铁尾矿活性一般较低要作为胶凝材料大掺量 前，我国尾矿利用的途径主要是从尾矿中回收有价 使用，必须先对其进行活化.机械力化学效应7可 金属与非金属元素、尾矿制作建筑材料、磁化尾矿作 使物料反应活化能降低.机械力不仅使颗粒粒度缩 土壤改良剂以及尾矿整体利用回填采空区等几个方 小、比表面积增大，且随着大量新表面的产生，表面 面。在尾矿制作建筑材料方面的研究，谢朝学等1 自由能增加，反应活性随之增强.本文以北京密云 用掺量达30%~40%的铁尾矿制备混凝土小型空 巨各庄铁矿尾矿为对象，研究了机械力化学效应对 心砌块，张锦瑞等用占原料配比50%以上的铁尾 铁尾矿反应活性的影响，并制备出了以尾矿为主要 收稿日期：2009-06一01 基金项目：国家科技支撑计划资助项目(N92006BAC213) 作者简介：郑永超(198-，男.博士研究生：倪文(196一，男.教授博士生导师Emnw@c5used山m第 32卷 第 4期 2010年 4月 北 京 科 技 大 学 学 报 JournalofUniversityofScienceandTechnologyBeijing Vol.32 No.4 Apr.2010 铁尾矿的机械力化学活化及制备高强结构材料 郑永超 1) 倪 文 1) 徐 丽 2) 李德忠 1) 杨菁华 1) 1)北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室, 北京 100083 2)中国电力科学研究院, 北京 102401 摘 要 以北京密云铁矿尾矿为原料, 采用机械力化学方法对其进行活化 , 并采用粒度分析、X射线衍射(XRD)、扫描电子显 微镜(SEM)及红外光谱(IR)分析机械力化学效应对尾矿活性的影响.以铁尾矿为主要原料制备出抗压强度达到 89 MPa、尾 矿总体掺量达到 70%的尾矿高强结构材料. 关键词 铁尾矿;机械力化学;反应活性;结构材料 分类号 TB321;X756 Mechanochemicalactivationofironoretailingsandpreparationofhigh-strength constructionmaterials ZHENGYong-chao1), NIWen1), XULi2), LIDe-zhong1), YANGJing-hua1) 1)KeyLaboratoryoftheMinistryofEducationofChinaforHigh-EfficientMiningandSafetyofMetalMines, UniversityofScienceandTechnologyBei￾jing, Beijing100083, China 2)ChinaElectricPowerResearchInstitute, Beijing102401, China ABSTRACT MiyunironoretailingsinBeijingwereactivatedbyamechanochemicalmethod.Theinfluenceofmechanochemical effectontheactivationoftheironoretailingswasanalyzedbymeansofgrainsizeanalysis, X-raydiffraction(XRD), scanningelec￾tronmicroscope(SEM)andinfraredradiation(IR)technologies.Theironoretailingsasrawmaterialswereusedtoproducehigh￾strengthconstructionmaterials.Itisshownthatthecompressivestrengthoftheproducedconstructionmaterialsinwhichtheoverall contentoftheironoretailingsis70% canreachupto89MPa. KEYWORDS ironoretailing;mechanochemistry;reactionactivation;constructionmaterials 收稿日期:2009--06--01 基金项目:国家科技支撑计划资助项目(No.2006BAC21B03) 作者简介:郑永超(1978— ), 男, 博士研究生;倪 文(1961— ), 男, 教授, 博士生导师, E-mail:niwen@ces.ustb.edu.cn 随着中国钢铁工业的发展和选矿技术水平的提 高 ,铁尾矿的产出量逐年增加.据测算, 我国矿山铁 矿尾矿累计堆存量达 26 亿多吨 [ 1] .尾矿堆存占用 大量土地,对大气 、水和土壤造成严重污染 , 对矿区 和周边生态环境造成威胁 .随着矿产资源日趋减 少 ,尾矿作为二次资源受到越来越多的重视 [ 2] .目 前 ,我国尾矿利用的途径主要是从尾矿中回收有价 金属与非金属元素、尾矿制作建筑材料、磁化尾矿作 土壤改良剂以及尾矿整体利用回填采空区等几个方 面 .在尾矿制作建筑材料方面的研究 ,谢朝学等 [ 3] 用掺量达 30% ～ 40%的铁尾矿制备混凝土小型空 心砌块 ,张锦瑞等 [ 4]用占原料配比 50%以上的铁尾 矿制备符合要求的蒸压砖 , 陈家珑等 [ 5] 用尾矿砂代 替部分天然砂配制了 28 d强度达到 63.4 MPa的商 品混凝土等.但是, 目前铁尾矿利用还存在着综合 利用率低、高附加值产品少和缺乏市场竞争力等 问题 [ 6] . 铁尾矿活性一般较低, 要作为胶凝材料大掺量 使用 ,必须先对其进行活化.机械力化学效应 [ 7--8] 可 使物料反应活化能降低 .机械力不仅使颗粒粒度缩 小、比表面积增大, 且随着大量新表面的产生, 表面 自由能增加, 反应活性随之增强 .本文以北京密云 巨各庄铁矿尾矿为对象, 研究了机械力化学效应对 铁尾矿反应活性的影响, 并制备出了以尾矿为主要 DOI :10.13374/j .issn1001 -053x.2010.04.016