金矿矿渣在水泥生产中的应用及重金属固定化

摘要

我国目前金属矿山尾矿的堆存量已达50多亿吨，还以每年6亿吨的速度迅速增长。其中每年黄金尾矿排放量大2450万吨。这些堆存的尾矿储存着大量的资源，如果不加以利用，不仅造成资源的浪费，还会占用大量的土地、污染环境、造成危险。近年来，国内外对于尾矿的利用进行了许多研究，也取得了不少成果。
　　本文通过实验室模拟水泥生产过程煅烧矿渣水泥，对煅烧后矿渣水泥熟料中游离氧化钙含量和凝胶性能进行测定，并对水泥熟料及其水化产物进行物相组成和微观结构分析，并将测定结果与普通水泥比较，验证金矿尾矿生产水泥的可能性。并对其煅烧生成的水泥的重金属溶出及固定化进行了研究，探讨金矿矿渣用于水泥生产的安全性，研究结果如下:
　　1、黄金尾矿在1350℃的温度下煅烧生产的水泥熟料，结构及水化产物和普通水泥相似，游离氧化钙含量较低，其早期强度稍弱于普通水泥，但其后期强度增长快，最终强度高于普通水泥。
　　2、水泥对重金属的固化率很高，对实验条件下所有重金属的固化率均大于97％。侵蚀性环境对其影响不大，细孔径混凝土更有利于重金属的固化。
　　3、水泥中重金属元素含量较高时，铅、锌、铬会改变水泥的主要水化产物组成及晶格结构，通过形成沉淀物被固定。镍、钴、镉对水泥的水化产物基本没有影响，主要通过水化产物的吸附和水泥的封闭作用得到固定。
　　4、金矿矿渣作为原料生产水泥，结构和力学性能满足水泥要求，矿渣中的重金属几乎全部被固定，不会对周围环境造成影响。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 本研究的目的意义内容

1．1．1 选题背景

1．1．2 研究目的和意义

1．1．3 研究内容

1．1．4 拟解决的关键问题

1．2 国内外文献综述

1．2．1 我国矿山固体废弃物的综合利用的现状和危害

1．2．2 金矿尾矿利用方法

1．2．3 高贝利特水泥概述及研究进展

1．2．4 重金属的危害及其水泥固定化

第二章 实验材料和方法

2．1 实验材料

2．2．实验方法

2．2．1 矿渣水泥煅烧实验

2．2．2 重金属浸出实验

2．3 测试方法

第三章 黄金尾矿生产水泥熟料研究

3．1 高贝利特水泥熟料的制备和表征

3．1．1 高贝利特水泥熟料的制备

3．1．2 水泥熟料的表征

3．2 高贝利特水泥的水化反应和胶凝性能

3．2．1 高贝利特水泥水化产物的表征

3．2．2 高贝利特水泥胶凝性能

3．3 小结

第四章 金矿矿渣水泥中重金属溶出规律

4．1 实验设计

4．1．1 实验材料

4．1．2 原料配比

4．1．3 混凝土试块的制备

4．1．4 重金属离子浸出方法

4．2 重金属元素在水泥混凝土中的浸出性研究

4．2．1 重金属浸出浓度

4．2．2 侵蚀性溶液对重金属元素溶出量的影响

4．2．3 混凝土孔结构对重金属溶出量的影响

4．3 重金属元素的固化率

4．4 重金属元素的固化机理研究

4．4．1 铅元素

4．4．2 锌元素

4．4．3 铬元素

4．4．4 镍元素

4．4．5 钴元素

4．4．6 镉元素

4．5 本章小结

第五章 结论

参考文献

攻读硕士期间发表的学术论文

致谢