1 华南理工大学材料科学与工程学院, 广州 510641
2 广东广业云硫矿业有限公司, 云浮 527300
云浮硫铁矿尾矿堆存量巨大, 影响周边环境且浪费资源。本文探讨将尾矿用作辅助性胶凝材料的可行性, 以期实现尾矿的高消纳量利用, 分析了尾矿的矿物与化学组成以及硫的赋存状态及含量, 研究了尾矿用作辅助性胶凝材料的性能和含有的石膏、黄铁矿的演变及其对性能的影响。结果表明: 云浮硫铁矿尾矿属于高硫型尾矿, 尾矿中的硫以黄铁矿(FeS2)、磁黄铁矿(Fe1-xS)、石膏三种矿物形态存在; 在硬化水泥浆体中, 尾矿中的FeS2在180 d龄期时氧化程度仍很低; 石膏在28 d龄期时大部分已反应生成钙矾石(AFt), 是影响性能的主要因素; 掺30%(质量分数)硫铁矿尾矿的水泥胶砂28 d活性指数最高可达74%, 但相较于3 d和7 d, 28 d活性指数不增长甚至下降, 180 d龄期抗压强度出现倒缩; 将尾矿同时用作水泥混合材和调凝剂可能是一种更好的利用方式。
云浮硫铁矿尾矿 辅助性胶凝材料 硫赋存状态 硫含量 FeS2氧化 AFt膨胀 Yunfu pyrite tailing auxiliary cementitious material occurrence state of sulfur content of sulfur oxidation of FeS2 expansion of ettringite
采用X射线衍射(XRD)技术和电子探针微区分析(EPMA)技术针对中药炉甘石煅制前后锌、 铅元素的赋存形态及分布特征进行了研究, 探明了煅制对炉甘石中锌、 铅元素赋存状态及分布的改变, 为后续水飞减除铅元素的机理研究提供了理论依据。 测试结果显示: 21批次炉甘石(生品)中的锌元素以主矿物水锌矿[Zn5(CO3)2(OH)6]和杂质矿物异极矿[Zn4(OH)2(H2O)(Si2O7)]为主要赋存形态, 偶见菱锌矿(ZnCO3); 炉甘石(生品)的背散射电子图谱及元素分布数据显示: Zn和Pb元素同时分布的区域为水锌矿, Zn和Si元素同时分布的区域为异极矿, Ca和Mg元素同时分布的区域为白云石, Ca元素单独分布区域为方解石。 在炉甘石(生品)中, Pb主要分布于水锌矿中且分布相对均匀, Pb元素的分布与水锌矿中的Zn元素密切相关。 大量水锌矿的微区点位的电子探针定量分析结果显示: 各不同点位中的ZnO/PbO含量的比值趋于定值, Pb在水锌矿中呈统计式均匀分布, 说明Pb在水锌矿中主要以类质同象混入物的形式存在。 但是炉甘石(生品)中的异极矿、 方解石及白云石等杂质矿物中铅元素含量极低甚至检测不到。 炉甘石煅烧后水锌矿晶格中的Zn和Pb分别生成了ZnO和PbO。 Zn元素在炉甘石煅制品中主要以氧化锌(ZnO)形式存在, 少部分以杂质矿物硅酸锌(Zn2SiO4)形式存在, 呈较连续状态分布。 Pb元素在炉甘石煅制品中主要以氧化铅(PbO)的形式存在, 呈星点状分布, 与Zn元素的分布未呈现相关性, 说明Pb在炉甘石煅制品中是以独立矿物形式存在的。 煅烧破坏了水锌矿的晶格结构, 在改变锌、 铅化合物形态的同时, 更改变了锌、 铅的分布特征, 打破了炉甘石中锌、 铅的共生状态, 使水飞减除铅元素成为可能。
炉甘石 煅制 X射线衍射 电子探针 铅 锌 赋存状态 分布特征 Calamine Calcination X-ray diffraction (XRD) Electron probe X-ray microanalysis (EPMA) The lead element The zinc element occurrence form Distribution characteristics 光谱学与光谱分析
2019, 39(7): 2278