工業(yè)廢渣在水泥生產(chǎn)中的應(yīng)用畢業(yè)論文

1、<p><b>　　畢 業(yè) 論 文</b></p><p><b>　　二〇一一年五月</b></p><p>　畢業(yè)生姓名：</p><p>　專業(yè)：材料工程技術(shù)</p><p>　學號：</p><p>　指導教師</p><p>　所屬

2、系（部）：建筑工程系</p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展和人們物質(zhì)文化的提高，自然資源已經(jīng)遠遠不能滿足需要，同時，人類的生活環(huán)境面臨巨大的挑戰(zhàn)：溫室氣體的大量排放和臭氧層的損壞引起的氣候異常變化；天然資源的大量開采造成環(huán)境破壞和資源短缺；工業(yè)廢棄物的大量排放造成大氣、河流和陸地的污染，這一系列的問題已經(jīng)威脅到人類文

3、明生活的可持續(xù)發(fā)展。節(jié)能減排，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，是我國國民經(jīng)濟發(fā)展的基本指導方針。各工業(yè)部門都應(yīng)遵循這個方針，解決可持續(xù)發(fā)展的問題。</p><p>　　水泥和混凝土是各種建筑物的基本材料，是國家建設(shè)美好家園不可缺少的材料之一。水泥工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展也必須符合節(jié)能減排的基本方針。工業(yè)廢渣是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的。現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品日益豐富多樣。從各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)和各種產(chǎn)品生產(chǎn)中排出的廢渣種類，也日益龐雜,形成一個“廢渣大家族”

4、。廢渣也是物質(zhì)。物質(zhì)不滅，把它們埋藏、填坑、填海、或者燃燒都可能造成二次污染，不是好辦法，最好的辦法就是綜合利用，我國在這方面已經(jīng)創(chuàng)造了許多成功經(jīng)驗。隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷提高和科學實驗的實踐的不斷進步，變“廢”為“寶”，已是水泥生產(chǎn)的一大趨向。</p><p>　　僅從我國建筑企業(yè)實際來看，工業(yè)廢渣與節(jié)能減排仍有較大的差距，影響著我國的可持續(xù)發(fā)展。</p><p><b>　　目

5、 錄</b></p><p><b>　　摘 要1</b></p><p><b>　　1工業(yè)廢渣2</b></p><p>　　1.1工業(yè)廢渣的來源2</p><p>　　1.2工業(yè)廢渣的分類2</p><p>　　1.3水泥工業(yè)利用工業(yè)廢渣的主要途徑

6、3</p><p>　　1.4利用工業(yè)廢渣進行水泥生產(chǎn)的重要性3</p><p>　　2混合材料的分類4</p><p>　　2.1具有潛在水硬性的混合材料4</p><p>　　2.2具有火山灰性的混合材料4</p><p>　　2.3具有水硬性的混合材料5</p><p>　　2

7、.4非活性混合材料5</p><p>　　3具有潛在水硬性的廢渣6</p><p>　　3.1?；郀t礦渣6</p><p>　　3.1.1?；郀t礦渣的概述6</p><p>　　3.1.2粒化高爐礦渣對水泥性能的影響6</p><p><b>　　3.2鐵合金渣7</b></

8、p><p>　　3.2.1鐵合金渣的概述7</p><p>　　3.2.2鐵合金渣對水泥的影響8</p><p>　　4具有火山灰活性的工業(yè)廢渣9</p><p><b>　　4.1粉煤灰9</b></p><p>　　4.1.1粉煤灰的概述9</p><p>　　4

9、.1.2粉煤灰對水泥性能的影響9</p><p><b>　　4.2煤矸石10</b></p><p>　　4.2.1煤矸石的概述10</p><p>　　4.2.2煤矸石對水泥性能的影響10</p><p><b>　　4.3鋰渣11</b></p><p>　　

10、4.3.1鋰渣的概述11</p><p>　　4.3.2鋰渣對水泥性能的影響11</p><p>　　5具有水硬性的工業(yè)廢渣―鋼渣12</p><p>　　5.1鋼渣的概述12</p><p>　　5.2鋼渣的化學及礦物組成13</p><p>　　5.3鋼渣在水泥行業(yè)中的利用13</p>&

11、lt;p>　　5.4鋼渣在水泥行業(yè)利用的瓶頸14</p><p>　　5.5鋼渣在混凝土材料上的發(fā)展15</p><p>　　6其他工業(yè)廢渣15</p><p><b>　　6.1赤泥15</b></p><p>　　6.1.1赤泥的概述15</p><p>　　6.1.2赤泥在建

12、材行業(yè)中的利用16</p><p>　　6.1.3赤泥（中鋁赤泥和焦作水泥）對水泥性能的影響16</p><p><b>　　6.2鎂渣17</b></p><p>　　6.2.1鎂渣的概述17</p><p>　　6.2.2鎂渣的化學組成及礦物組成17</p><p>　　6.2.3鎂

13、渣的放射性18</p><p>　　6.2.4鎂渣在水泥行業(yè)中的利用及存在的問題18</p><p>　　6.2.5鎂渣對水泥性能的影響18</p><p><b>　　6.3鎳渣19</b></p><p>　　6.3.1鎳渣的概述19</p><p>　　6.3.2鎳渣的化學組成及礦

14、物組成19</p><p>　　6.3.3鎳渣在水泥行業(yè)中的應(yīng)用研究20</p><p>　　6.3.4鎳渣對水泥的影響20</p><p>　　7低活性工業(yè)廢渣21</p><p>　　7.1銅渣的概述21</p><p>　　7.2銅渣用于水泥工業(yè)及建筑行業(yè)的用途和性能21</p><

15、;p>　　8特殊工業(yè)廢渣―電解錳渣22</p><p>　　8.1電解錳渣的概述22</p><p>　　8.2電解錳渣對水泥的影響22</p><p>　　9工業(yè)廢渣的綜合利用23</p><p>　　9.1煤矸石和石煤的綜合利用23</p><p>　　9.2粉煤灰及爐渣的綜合利用24</p

16、><p>　　9.3銅渣和鉛渣的綜合利用24</p><p>　　10工業(yè)廢渣在水泥生產(chǎn)利用中的瓶頸問題24</p><p>　　11工業(yè)廢渣綜合利用的意義25</p><p><b>　　結(jié) 論26</b></p><p><b>　　參考文獻27</b></

17、p><p><b>　　致 謝28</b></p><p>　　工業(yè)廢渣在水泥生產(chǎn)中的應(yīng)用</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　工業(yè)廢渣是在工業(yè)生產(chǎn)中，排放出的有毒的、易燃的、有腐蝕性的、傳染疾病的、有化學反應(yīng)性的以及其他有害的固體廢物。我國各種工業(yè)廢渣較多,結(jié)合國家的

18、各種政策和生產(chǎn)工藝要求需要,很多企業(yè)應(yīng)用了各種工業(yè)廢渣作為生產(chǎn)原料,取得了較好的經(jīng)濟效益和社會效益。</p><p>　　利用工業(yè)廢渣作為代用原料、替代燃料及混合材生產(chǎn)水泥，即處置了廢料，又節(jié)約了資源和能源。工業(yè)廢渣是作為混合材料來生產(chǎn)水泥，混合材料包括有潛在水硬性的混合材料、有火山灰性的混合材料、有水硬性的混合材料和非活性混合材料。例如：?；郀t礦渣和鐵合金渣是具有潛在水硬性的材料，粉煤灰、煤矸石和鋰渣是火山灰

19、性的混合材料，鋼渣是具有水硬性的材料。</p><p>　　水泥工業(yè)利用工業(yè)廢渣的主要途徑是用作水泥混凝土摻合料，以改善水泥混凝土的使用性能和耐久性能。工業(yè)廢渣的摻入對水泥膠砂流動度、水泥與減水劑相容性等性能具有改善作用，對干燥收縮具有降低作用，對抗凍融性的影響有所提高，對硫酸鹽侵蝕的影響有降低作用。</p><p>　　關(guān)鍵詞：工業(yè)廢渣，水泥，應(yīng)用</p><p>

20、;<b>　　1工業(yè)廢渣</b></p><p>　　工業(yè)廢渣是指在工業(yè)生產(chǎn)中排放出的有毒的、易燃的、有腐蝕性的、傳染疾病的、有化學反應(yīng)性的以及其他有害的固體廢物。</p><p>　　1.1工業(yè)廢渣的來源</p><p>　　工業(yè)廢渣種類繁多，數(shù)量不一，來源不一，幾乎每個生產(chǎn)部門都有各自不同的廢渣排出。但從綜合利用保護環(huán)境的重點來看，主要是冶

21、金、電力、煤炭、化工、輕工等部門，即鋼鐵廠、有色金屬冶煉廠、火電廠、煉油廠、化工廠、礦山、金屬加工廠、陶瓷廠等企業(yè)。</p><p>　　1.2工業(yè)廢渣的分類</p><p><b>　　工業(yè)廢渣可分為：</b></p><p>　?。?）有毒廢物。根據(jù)所選用的分析方法或生物監(jiān)測方法，超過所規(guī)定濃度的廢物。</p><p&g

22、t;　?。?）易燃廢物。含燃點低于60℃的液體廢棄物；在物理因素作用下，容易起火的含液體和氣體的廢棄物；在點火時劇烈燃燒，易引起火災(zāi)的和含氧化劑的廢棄物等。 </p><p>　　（3）有腐蝕性的廢物。含水廢棄物、不含水但加入等量水后浸出液的PH<3或PH>12以上的廢棄物：最低溫度為55℃時，對鋼制品的腐蝕深度大于0.64cm的廢棄物。</p><p>　?。?）能傳染疾病的

23、廢物。醫(yī)院或獸醫(yī)院未經(jīng)消毒排出的含有病原體的和含致病性生物的污泥等。</p><p>　?。?）有化學反應(yīng)性的廢物。容易引起激烈化學反應(yīng)但不爆炸的、易與水激烈反應(yīng)可形成爆炸性混合物的；與水混合時釋放有毒煙霧的；在有強烈起始源（加熱或和水作用）產(chǎn)生爆炸性或爆炸性反應(yīng)的；在常溫常壓下，可能引起爆炸性反應(yīng)或分解的。</p><p>　　1.3水泥工業(yè)利用工業(yè)廢渣的主要途徑</p>

24、<p>　　由于環(huán)保和循環(huán)利用國內(nèi)工業(yè)廢渣的雙重目的，工業(yè)廢渣的利用得到了各國政府的高度重視。利用工業(yè)廢渣的新技術(shù)、新設(shè)備、新方法、新政策相繼問世，為大量利用工業(yè)廢渣奠定了基礎(chǔ)。</p><p>　　我國一直進行工業(yè)廢渣生產(chǎn)水泥的研究和實踐，在開發(fā)和利用工業(yè)廢渣方面取得了很大的成就，水泥工業(yè)利用工業(yè)廢渣的主要途徑：</p><p>　　（1）水泥混合材料：工業(yè)廢渣用作水泥混合材料

25、是最有效利用的途徑。</p><p>　?。?）水泥調(diào)凝劑：用作水泥調(diào)凝劑的工業(yè)廢渣主要是由氣硬性的石膏系列工業(yè)廢渣組成，如磷石膏、氟石膏、鹽田石膏、環(huán)保石膏等。這些石膏通過改性后，可全部或部分代替天然石膏。</p><p>　?。?）水泥混凝土礦物摻合料：可以用作水泥混合材料的工業(yè)廢渣，都可做水泥混凝土礦物摻合料，以改善水泥混凝土的使用性能和耐久性能，這已成為當代商品混凝土、大體積混凝土

26、、高性能混凝土不可缺少的組分之一。</p><p>　?。?）水泥原燃料：可燃性的工業(yè)廢渣，如汽車輪胎、廢油、非有機物等可以用作水泥熟料燒成的燃料。含有硅、鋁、鐵、鈣等元素的城市建筑垃圾等可用作水泥的部分原料。同時，由于某些工業(yè)廢渣中存在的有色金屬、稀土元素等是水泥熟料的礦化劑和穩(wěn)定劑，已廣泛應(yīng)用于水泥熟料燒成的校正原料。</p><p>　　1.4利用工業(yè)廢渣進行水泥生產(chǎn)的重要性<

27、/p><p>　　按照目前的技術(shù)水平和水泥需求發(fā)展，我國的水泥行業(yè)必然面臨資源、能源和環(huán)境問題的嚴峻挑戰(zhàn)，將給整個社會的可持續(xù)發(fā)展帶來極不利的影響。</p><p>　　水泥是以CaO、SiO2、A12O3和Fe2O3為主要化學組成的原材料煅燒而成的人工材料，同時是以活性CaO、SiO2、A12O3和Fe2O3的水化反應(yīng)實現(xiàn)其膠凝作用。因此，從理論上講，凡是可以提供水泥組分所需CaO、SiO2

28、、A12O3和Fe2O3等氧化物的物料均可用于水泥生產(chǎn)。</p><p>　　水泥工業(yè)可以消納大量的工業(yè)廢渣，既可用作水泥熟料的原燃料，也可用作水泥混合材料，這是水泥生產(chǎn)對環(huán)境改善最突出的特點。因此，利用工業(yè)固體廢渣作為代用原料、替代燃料及混合材生產(chǎn)水泥，既處置了廢料，又節(jié)約了資源和能源，對水泥工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有深遠意義。</p><p><b>　　2混合材料的分類</

29、b></p><p>　　2.1具有潛在水硬性的混合材料</p><p>　　具有潛在水硬性的混合材料是指在有石膏存在的情況下，磨細混合材料加水拌合后，能夠在潮濕空氣中凝結(jié)硬化，并能在水中繼續(xù)硬化的材料。</p><p>　　具有潛在水硬性的混合材料的硬化機理為混合材料中活性組分在硫酸鹽的激發(fā)下，與CaSO4反應(yīng)，生成高硫型水化硫鋁酸鈣。</p>

30、<p>　　目前，具有潛在水硬性的混合材料主要包括礦渣、錳鐵渣（類屬于礦渣）、鉻鐵渣、磷渣等。除此之外，具有潛在水硬性的工業(yè)廢渣還有錳鐵合金渣、鎳鐵合金渣、化鐵鋁渣、鉛鋅渣等冶金廢渣。</p><p>　　具有潛在水硬性的材料具體有如下特點：</p><p>　　具有潛在水硬性材料的最大特點（與火山灰質(zhì)材料相比）是具有比較高的CaO含量，以滿足自身硬化所需。潛在水硬性材料的Ca

31、O含量一般在20%以上，甚至高達50%。</p><p>　　具有潛在水硬性的材料結(jié)構(gòu)多為致密的玻璃體結(jié)構(gòu)，具有易碎、難磨的特點，同時由于顆粒表面的光滑性，導致對水的含有能力下降。</p><p>　　由于潛在水硬性材料多經(jīng)過高溫煅燒，發(fā)生了液相反應(yīng)，這些材料中的MgO多呈穩(wěn)定的化合物存在（如鎂方柱石、鎂橄欖石），對水泥的安定性不會造成影響。</p><p>　　由

32、于具有潛在水硬性材料的硬化機理在于其中活性Al2O3 在堿及硫酸鹽的激發(fā)下，與Ca(OH)2及CaSO4反應(yīng)，生成水化硫鋁酸鈣。在參與水泥的水化反應(yīng)時需要大量的水，因此能夠降低水泥漿體中的游離水，降低水泥漿體的孔隙率。</p><p>　　2.2具有火山灰性的混合材料</p><p>　　火山灰質(zhì)混合材料是指磨細混合材料加水拌合后不硬化，但與石灰混合再加水拌合便能在空氣中硬化，并能在水中繼

33、續(xù)硬化的材料。</p><p>　　火山灰質(zhì)混合材料的硬化機理為火山灰質(zhì)混合材料中的活性SiO2在Ca(OH)2的激發(fā)下，反應(yīng)生成具有膠凝作用的水化硅酸鈣，使其能夠硬化，并產(chǎn)生一定的強度。</p><p>　　火山灰質(zhì)材料具有如下的特點：</p><p>　?。?）雖然火山灰質(zhì)的材料和具有潛在水硬性的材料都是以活性SiO2 、Al2O3為主，但在CaO含量上存在較大

34、的差異，不像具有潛在水硬性的材料那樣，具有火山灰性的材料的CaO含量較低，多在5%以下。</p><p>　?。?）火山灰質(zhì)材料的結(jié)構(gòu)特點具有多孔性，具有巨大的內(nèi)比表面積，尤其是天然一類的?；鹕交屹|(zhì)材料一般都具有強大的需水性。而具有良好的保水性能。</p><p>　　（3）由于火山灰質(zhì)材料的硬化機理在于其中的活性SiO2在Ca(OH)2的作用下發(fā)生反應(yīng)，形成水化硅酸鈣，其中的水來自Ca(

35、OH)2，而非游離水，所以火山灰質(zhì)材料不會降低水泥漿體的總孔隙率，但能減少毛細孔含量。</p><p>　　2.3具有水硬性的混合材料</p><p>　　具有潛在水硬性的混合材料和火山灰質(zhì)混合材料是一種具有活性物質(zhì)，但必須有外界物質(zhì)的激發(fā)才能硬化的材料。除了這兩種活性材料外，還有一種活性材料，即水硬性混合材料。</p><p>　　水硬性混合材料與他們不同之處在于

36、，水硬性混合材料不用外界物質(zhì)的激發(fā)，憑借本身的具有水硬性礦物的水化就能硬化。</p><p>　　水硬性材料的代表為鋼渣，鋼渣中含有與水泥熟料性質(zhì)相似的C3S、C2S等水硬性礦物，因此能夠自硬化。但由于鋼渣中的C3S、C2S含量低，所以僅具有較低的水硬性。</p><p>　　2.4非活性混合材料</p><p>　　非活性混合材料與活性混合材料的不同點是不含有或含

37、有少量活性組分。在現(xiàn)行的GB 175《通用硅酸鹽水泥》中，允許使用的非活性混合材料為質(zhì)量系數(shù)小于1.2的礦渣、抗壓強度比小于65%的火山灰質(zhì)材料、強度活性指數(shù)小于70%的粉煤灰以及石灰石和砂巖。由于這些材料對強度的影響比較大，所以允許使用的最大量僅為8%。</p><p>　　非活性混合材料在水泥中的使用，主要利用了物料易磨性不同的特點，來改善水泥的顆粒組成，使其起到微粉填充效應(yīng)和微集料作用，從而改善水泥的使用性

38、能和力學性能。但對于礦渣、火山灰材料、粉煤灰這些材料，有時由于活性低被判定為非活性材料，但仍有微弱的活性，產(chǎn)生少量的水化反應(yīng)。這種填充材料表面的水化有利于改善過渡帶的性質(zhì)，改善水泥的抗折性能。銅渣等低活性廢渣用作混凝土骨料正是利用了這一特點，來提高混凝土的抗折強度。</p><p>　　3具有潛在水硬性的廢渣</p><p><b>　　3.1?；郀t礦渣</b>&l

39、t;/p><p>　　3.1.1?；郀t礦渣的概述</p><p>　　粒化高爐礦渣是指在高爐冶煉生鐵時，所得以硅酸鹽與硅鋁酸鹽為主要成分的熔融物，經(jīng)淬冷成粒后，即為?；郀t礦渣（以下簡稱礦渣），是生產(chǎn)水泥的一種原材料。</p><p>　　作為水泥混合材料的粒化高爐礦渣是指冶煉鑄造生鐵、煉鋼生鐵和個別特種生鐵（如錳鐵）的礦渣，不包括鋼渣、化爐礦渣及其他冶金渣（如赤泥、

40、銅渣等）。隨著礦渣處理技術(shù)的進步以及礦渣利用研究的深入，礦渣的利用率非常高，已從廢渣名錄中去除。</p><p>　　礦渣的化學成分以CaO、SiO2、A12O3、MgO、Fe2O3等組成的玻璃態(tài)鋁硅酸鹽，玻璃體的含量一般在85％以上，為礦渣活性的主要來源。礦渣中只含有少量的晶體礦物，其中主要有：鋁方柱石、鈣長石、硅酸二鈣、硅酸一鈣；氧化鎂多時，還有鎂方柱石、鎂橄欖石等。</p><p>

41、　　3.1.2?；郀t礦渣對水泥性能的影響</p><p>　　過去建筑業(yè)過度重視混凝土的強度而忽視了耐久性，一些混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了早期破壞，需要大量資金維修，混凝土的耐久性問題越來越受到人們的關(guān)注。隨著混凝土技術(shù)的發(fā)展，20世紀80年代末90年代初出現(xiàn)一種新型高科技混凝土—高性能混凝土。它是在大幅度提高普通混凝土性能的基礎(chǔ)上，采用現(xiàn)代混凝土技術(shù)生產(chǎn)的混凝土，它以耐久性作為主要設(shè)計指標。高性能混凝土的配制特點是低水

42、膠比，選用優(yōu)質(zhì)原料，并除水泥、集料、水之外，必須摻加數(shù)量足夠的礦物細摻料和高效外加劑。常用礦物細摻料主要有粉煤灰、礦渣粉和硅灰等。其中，礦渣粉因價格較低，能顯著地改善混凝土的耐久性和工作性，成為高性能混凝土最主要的礦物細摻料之一。</p><p>　　礦渣最重要的應(yīng)用是等量代替混凝土中的水泥進行混凝土生產(chǎn)。它不僅可用于配制普通混凝土，而且還是高性能混凝土中必不可少的最常用礦物細摻料之一。高性能混凝土是經(jīng)過漫長時間

43、的發(fā)展，在長期研究和實踐中創(chuàng)造的至今最完善的混凝土。它具有高耐久性、工作性、各種良好的力學性能、適用性、體積穩(wěn)定性以及經(jīng)濟合理性。十多年來，它已在很多重要的工程中得到成功的應(yīng)用，正在逐漸取代近百年來常用的普通混凝土，并在絕大多數(shù)的各類建筑物中使用。高性能混凝土是21世紀的混凝土，是近期混凝土技術(shù)發(fā)展的主要方向。在混凝土中摻加適量的礦渣粉，能顯著的改善新拌混凝土的工作性和硬化混凝土的耐久性。改善新拌混凝土工作性主要表現(xiàn)在可以降低水化熱峰值

44、，延遲水化熱峰值出現(xiàn)時間，從而減少溫差裂縫的產(chǎn)生；提高新拌混凝土的和易性、可泵性；減少坍落度的經(jīng)時損失；并具有一定的減水作用。改善硬化混凝土的耐久性主要表現(xiàn)在提高密實度，改善內(nèi)部結(jié)構(gòu)；提高抗?jié)B性、抗凍性、抗腐蝕能力，抑制堿—集料反應(yīng)，提高了后期強度，從而增強了耐久性。</p><p>　　耐久性是目前混凝土各項性能中最重要的指標之一。混凝土中使用礦渣粉會給混凝土生產(chǎn)企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟效益。混凝土中礦渣粉可等量代替

45、20%～70%的水泥，在粉煤灰、礦渣粉雙摻時礦渣粉依然可等量代替30%～40%的水泥。在混凝土中使用礦渣粉最重要的是具有較大的節(jié)能和環(huán)境保護效益。礦渣粉可以改善混凝土的耐久性和工作性，是一種性能優(yōu)良的礦物細摻料。使用礦渣粉能產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟效益，顯著的節(jié)能和環(huán)保效益，符合我國經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。礦渣粉具有十分誘人的發(fā)展應(yīng)用前景。但礦渣粉具有潛在的水硬性，應(yīng)當嚴格控制產(chǎn)品水分。</p><p><b>　

46、　3.2鐵合金渣</b></p><p>　　3.2.1鐵合金渣的概述</p><p>　　鐵合金渣的分類按照冶煉工藝，可分為火法冶煉渣和濕法冶煉渣；按照鐵合金品種，可分為錳系鐵合金渣、鉻鐵渣、硅鐵渣、磷鐵渣等。鐵合金渣中以錳系鐵合金渣所占比例最大，尤其是高爐錳鐵渣。中國每年產(chǎn)生的各種鐵合金渣100萬t以上，錳系鐵合金渣占75%以上。</p><p>　

47、　消除鐵合金冶煉過程中排出的渣的污染，使其中的有價組分得到綜合利用。鐵合金產(chǎn)品種類很多，工藝各不相同。同一種產(chǎn)品，由于原料和冶煉工藝不同，所產(chǎn)生的鐵合金渣的成分也不一樣。露天堆置鐵合金渣時，占用大量土地，污染環(huán)境，如不采取有效措施則會造成嚴重的危害。合理地處理和利用鐵合金渣，對保護環(huán)境、回收礦物資源具有重要意義。</p><p>　　3.2.2鐵合金渣對水泥的影響</p><p>　　鐵合

48、金渣的處理要首先考慮綜合利用。暫時不能利用的，可采用堆棄處理，但對于有毒的鉻浸出渣和釩鐵浸出渣需進行無害化處理，或在堆場采取防滲、防流失措施。在綜合利用方面，因鐵合金渣中含有鉻、錳、鉬、鈦等價值較高的金屬，所以首先考慮從中回收有價金屬，其次可考慮用作建筑材料、生產(chǎn)鑄石制品和生產(chǎn)農(nóng)肥：</p><p>　?。?）回收金屬。鉬鐵渣中含有0.3%～0.8%的鉬。采用磁選法可得到含4%～6%的鉬精礦，回收利用；碳素鉻鐵渣

49、中含有約7%的碳素鉻鐵，可用跳汰法回收。</p><p>　?。?）作建筑材料。高爐錳鐵渣、電爐錳鐵渣、碳素錳鐵渣和硅錳合金渣可水淬處理成粒狀礦渣。粒狀礦渣可以作為水泥摻加料用來生產(chǎn)礦渣水泥；也可以配以石灰、石膏后經(jīng)輪碾、混合、成型、養(yǎng)護等工藝制取礦渣磚；金屬鉻渣可作高級耐火混凝土骨料，用鉻渣骨料和低鈣鋁酸鹽水泥配制的耐火混凝土，耐火度高達1800℃，荷重軟化點為1650℃，高溫下仍有很高的抗壓強度，特別適用于形

50、狀復雜的高溫承載部分。采用鋁熱法冶煉鈦鐵、鉻鐵時產(chǎn)生的爐渣中氧化鋁含量很高，也可作為耐火混凝土骨料使用。</p><p>　?。?）生產(chǎn)鑄石制品。用熱熔硅錳渣可直接澆鑄鑄石制品；用硅錳渣或鉬鐵渣經(jīng)摻入附加料并加熱熔化后，可制造具有耐磨、耐酸堿等特性的耐酸鑄石。</p><p>　?。?）作農(nóng)肥。磷鐵合金生產(chǎn)中排出的磷泥渣可回收工業(yè)磷酸，并利用磷酸渣制造磷肥；精煉鉻鐵渣可用于改良酸性土壤，作

51、鈣肥使用。某些鐵合金渣中含有多種植物生長所需的微量元素，如在水稻田中施用硅錳渣，有促熟增產(chǎn)作用，減輕稻瘟病，有利于防止倒伏。</p><p>　　4具有火山灰活性的工業(yè)廢渣</p><p><b>　　4.1粉煤灰</b></p><p>　　4.1.1粉煤灰的概述</p><p>　　粉煤灰又稱飛灰，它是燃煤電場中細磨

52、煤粉在室燃爐中燃燒后，經(jīng)鍋爐吸塵器所捕集的煙氣中的微細粉塵，隨我國工業(yè)的發(fā)展，粉煤灰的排量逐年增加。</p><p>　　粉煤灰是典型的人工火山灰質(zhì)材料，在煤粉燃燒后的灰分在高溫的作用下，熔融收縮，大部分形成結(jié)構(gòu)致密的玻璃珠，對于水泥的需水量和流動性能不同于一般的火山灰質(zhì)材料。</p><p>　　粉煤灰的綜合利用率逐年提高，但利用效率不高。近年來我國粉煤灰綜合利用取得了較大成效，但大量的

53、只是利用原灰作充土回填、代替粘土和砂石作土建原材料，部分用于制造磚、砌塊和板材等墻體材料，或用于水泥作混合材，以及用于混凝土作摻和料。更高級資源化利用產(chǎn)品不多，資源利用率高而利用效率不高。</p><p>　　4.1.2粉煤灰對水泥性能的影響</p><p>　　粉煤灰對水泥凝結(jié)時間的影響，粉煤灰摻量小于15%時，隨摻量增加，凝結(jié)時間緩慢延長；當摻量大于20%后，凝結(jié)時間顯著延長。<

54、/p><p>　　粉煤灰對水泥強度的影響，當摻量小于15%時，強度變化不大；摻量大于20%后，強度隨摻量的增加下降迅速。</p><p>　　粉煤灰對水泥脆性系數(shù)的影響，粉煤灰摻量小于15%時，脆性系數(shù)變化不大，隨摻量增加緩慢提高；當摻量大于20%后，脆性系數(shù)隨摻量的增加迅速提高。</p><p>　　粉煤灰對水泥膠砂干燥收縮的影響，當摻量小于20%時，干縮隨摻量的增加

55、而減小，當摻量大于40%后，干縮又隨摻量的增加而增大。</p><p>　　粉煤灰對水泥抗碳化性能的影響，粉煤灰摻量小于15%時，變化不大，摻量大于20%后，碳化深度急劇增加。</p><p><b>　　4.2煤矸石</b></p><p>　　4.2.1煤矸石的概述</p><p>　　煤矸石是與煤層伴生的礦物，是在

56、煤炭開采和洗選過程中被分離出來的廢棄巖石。煤矸石是我國目前排放、堆存量最大的工業(yè)廢渣之一。</p><p>　　煤矸石的堆積日益增多，不僅占用大量土地，而且還將造成環(huán)境污染。例如，雨天對煤矸石的沖刷，將會造成河流淤泥的積存和硫分對水質(zhì)的酸化污染，煤矸石內(nèi)部熱量聚集，溫度升高達到燃點會引起煤矸石的自燃。當煤矸石當中的FeS2含量較高時，還將產(chǎn)生SO2污染空氣。</p><p>　　煤矸石實際

57、上是含碳物與巖石的混合物，大部分結(jié)構(gòu)致密，呈黑色，其主要化學成分一般以氧化物為主，煤矸石的礦相是由粘土礦物、石英、方解石、硫鐵礦及碳質(zhì)組成。自燃或經(jīng)人工燃燒的煤矸石呈淺紅色，結(jié)構(gòu)疏松。</p><p>　　4.2.2煤矸石對水泥性能的影響</p><p>　　煤矸石對凈漿流動性與流動性的損失，摻量小于15%時，流動性變化不大，摻量大于20%后，流動性變化加劇。對于流動性損失而言。煤矸石小于

58、15%為正損失，當摻量大于20%時損失減小。</p><p>　　煤矸石對水泥砂干燥收縮的影響，當摻量小于20%時，干縮隨摻量的增加而減小，摻量大于20%后，干縮又隨摻量增加而增大。</p><p>　　煤矸石對水泥凝結(jié)時間的影響，煤矸石摻量小于15%時，凝結(jié)時間隨摻量增加緩慢延長，當摻量大于20%后，凝結(jié)時間顯著延長。</p><p>　　煤矸石對水泥強度的影響，

59、摻量小于5%時，強度變化不大，當摻量為5%和20%之間時，強度隨摻量增加下降迅速，摻量大于20%后，強度隨摻量的增加下降又趨于平緩。</p><p>　　煤矸石隨水泥脆性系數(shù)的影響，當煤矸石摻量小于15%時。脆性系數(shù)變化不大，隨摻量的增加緩慢提高，當摻量大于20%后，脆性系數(shù)隨摻量的增加迅速提高，但到40%后又趨于平緩。</p><p>　　煤矸石對水泥抗凍融性的影響，當煤矸石摻量小于15

60、%時?？箖鋈谛跃徛陆?，大于20%后，抗凍融性迅速下降。</p><p>　　煤矸石對水泥抗硫酸鹽侵蝕的影響，當煤矸石摻量小于20%時，隨煤矸石摻量的增加水泥抗硫酸鹽侵蝕能力迅速下降，當摻量大于20%后，抗硫酸鹽侵蝕能力迅速提高。但總體來說煤矸石的使用提高了水泥的抗硫酸鹽侵蝕能力。</p><p>　　煤矸石對水泥抗碳化性能的影響，當煤矸石摻量小于15%時，隨摻量的增加碳化深度有所增加，摻

61、量大于20%后碳化深度急劇增加。</p><p><b>　　4.3鋰渣</b></p><p>　　4.3.1鋰渣的概述</p><p>　　鋰渣：硫酸鋰渣簡稱鋰渣，是硫酸法生產(chǎn)碳酸鋰過程中產(chǎn)生的廢渣，即生產(chǎn)碳酸鋰過程中，碳酸鋰熟料經(jīng)過過濾洗滌后排出的殘渣。鋰渣外觀呈土色，無水硬性，在自然干燥條件下含有一定水分，烘干后呈粉末狀，顆粒較小，是一

62、種具有較大內(nèi)表面積的多孔結(jié)構(gòu)，多半呈玻璃狀。鋰渣的多孔結(jié)構(gòu)，使其對水有較大的吸附能力。</p><p>　　鋰渣主要由塊狀及棒狀顆粒組成，并在大顆粒表面附著更小的塊狀顆粒，這些主要是由不規(guī)則晶體及微晶體組成。鋰渣是一種高活性的火山灰質(zhì)材料，其活性主要來自無定形的硅、鋁，同時顆粒細小的化學硫酸鈣也為強度的發(fā)揮起到一定的作用。</p><p>　　4.3.2鋰渣對水泥性能的影響</p&g

63、t;<p>　　在鋰渣對水泥混凝土性能上，利用鋰渣制備的水泥具有水化熱低、保水性好的特點。同時，鋰渣對提高混凝土強度起到明顯的作用，采用鋰渣和其他工業(yè)廢渣復合配置的混凝土流動性大，塌落度損失小?；炷恋目箖鲂院?，在機理上，鋰鹽渣能夠明顯改善摻合料漿體的界面結(jié)構(gòu)，這是該復合摻合料活性提高的重要原因。</p><p>　　鋰渣對水泥凝結(jié)時間的影響，凝結(jié)時間隨鋰渣摻量的增加而延長，但延長的幅度不大。如果考

64、慮鋰渣摻量對標準稠度的影響，可以說鋰渣對凝結(jié)時間的影響很小。</p><p>　　鋰渣對水泥膠砂流動度的影響，隨著鋰渣摻量的增加，水泥的膠砂流動度反而提高，即使摻30%鋰渣的流動度比摻20%的有所降低，但仍高于空白水泥的流動度。其原因可能在于細小的鋰渣在水泥膠砂中起到潤滑劑的作用。</p><p>　　鋰渣對水泥與減水劑的影響，隨著鋰渣摻量的增加，漿體的流動性能逐漸降低，但初始流動性降低的

65、幅度沒有60min降低的多，摻量30%的鋰渣的水泥漿體60min后基本不能順從的留下，其原因在于鋰渣本身所具有的巨大內(nèi)表面積對減水劑的大量吸附，降低液相和水泥顆粒表面減水劑的量所造成。</p><p>　　對水泥膠砂干燥收縮的影響，隨著鋰渣摻量的增加，水泥砂漿的干縮總體呈現(xiàn)降低的趨勢，但在28d的干縮率卻呈現(xiàn)增加的現(xiàn)象。</p><p>　　對水泥抗凍融循環(huán)性能的影響，鋰渣的摻入提高了制成

66、水泥的抗凍融性能，以摻量20%為最佳，即使摻量達到30%時，其強度基本也沒有損失，表明鋰渣在抗凍融性能上優(yōu)于其他火山灰質(zhì)材料。其原因是由于鋰渣的高活性，使硬化水泥漿體中的空隙減少。</p><p>　　鋰渣對硫酸鹽抗硫酸侵蝕的影響，水泥中摻加鋰渣后，硫酸鹽液氧養(yǎng)護90d的強度有所提高而沒有下降，表明鋰渣的使用具有顯著的改善水泥抗硫酸鹽侵蝕的效果。</p><p>　　鋰渣對水泥力學性能的影

67、響，在早期，水泥的強度隨鋰渣摻量的增加而降低，但到后期，此現(xiàn)象基本消除，摻加鋰渣的水泥的強度基本和空白水泥相平，到90d時，甚至超過空白水泥。表明適量的使用鋰渣具有改善硬化水泥漿體孔結(jié)構(gòu)的作用，使其更加密實。</p><p>　　5具有水硬性的工業(yè)廢渣―鋼渣</p><p><b>　　5.1鋼渣的概述</b></p><p>　　鋼渣是在煉鋼

68、過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物。中國的產(chǎn)量連續(xù)9年世界第一，在鋼鐵工業(yè)的飛速發(fā)展的背后，鋼渣的產(chǎn)量也是絕對不可能輕視的。隨著我國鋼產(chǎn)量的快速增長，冶金廢渣的排放量也隨之快速增長。2007年冶金各類企業(yè)固體廢棄物年產(chǎn)生量約5億多t，綜合利用率為66%。鋼渣呈黑色，外觀結(jié)塊的水泥熟料，其中夾帶部分鐵粒，硬度大，密度為1700~2000kg/m³。</p><p>　　5.2鋼渣的化學及礦物組成</p>&

69、lt;p>　　鋼渣的主要化學成分有：CaO、SiO2、 FeO、Al2O3、MgO等，成分組成基本穩(wěn)定。</p><p>　　鋼渣的主要礦物組成為橄欖石，硅酸二鈣，硅酸三鈣，鐵酸二鈣，與礦渣相似，除此以外，還有部分氟磷灰石，和游離氧化鈣，同時，隨著堿度的不同，鋼渣中的主要礦物相有所差異。</p><p>　　根據(jù)鐵渣的堿度的不同，可以將鐵渣分為低堿度、中堿度、和高堿度鋼渣。目前鋼渣的

70、利用以中高堿度鋼渣為主。</p><p>　　5.3鋼渣在水泥行業(yè)中的利用</p><p>　　我國的鋼渣的利用途徑有作燒結(jié)礦原料、道路材、回填材料、鋼渣水泥和用于混凝土中的鋼渣粉、地面磚和建筑用墻材料等。其中，在水泥行業(yè)，我國鋼渣的主要利用途徑為生產(chǎn)鋼渣水泥。目前我國鋼渣水泥年產(chǎn)量約為5000萬t，在工業(yè)建筑，民用建筑，道路工程，機場道面，橋梁，大型水庫等大體積混凝土工程中普遍應(yīng)已有多年

71、的歷史。</p><p>　　我國20世紀60年代就開始了鋼渣水泥的研制和生產(chǎn)，1982年中國推出了鋼渣礦渣水泥品種，生產(chǎn)使用至今已有20多年的歷史</p><p>　　鋼渣作水泥基材料的摻合料，一般采用機械活化和化學活化兩種方式。利用機械方法提高鋼渣的細度，增大鋼渣中礦物與水的接觸面積，提高礦物與水的作用力，使其鋼渣結(jié)構(gòu)結(jié)晶度下降而減少晶體的結(jié)合鍵，從而使水分子容易進入礦物內(nèi)部，加速水化

72、作用。在化學活化上，一般加入石膏或是其他堿性激發(fā)劑。據(jù)研究，利用燒石膏作為激發(fā)劑，提高鋼渣水泥早期強度明顯，水化28d時，鋼渣水泥中有害粗大孔數(shù)量減少，使微細孔分布更趨合理，孔結(jié)構(gòu)性能改善，使其抗?jié)B性，抗侵蝕性提高。</p><p>　　當鋼渣比表面積達到了100m2/kg時，具有非常高的活性，可作為一種高活性摻合料來使用。對鋼渣作水泥摻合料進行研究得出：摻較細鋼渣的水泥抗壓強度大，因而較大的比表面積增加了水化速

73、度，在混凝土中摻加磨細鋼渣粉具有良好的后期安定性，磨細鋼渣粉由于粉磨到了一定的細度，游離的CaO 和MgO被活化，在水泥水化早期就參與反應(yīng)，不會造成混凝土的破壞。通過機械磨粉，并在一定的激發(fā)劑作用下，能充分發(fā)揮鋼渣的活性。</p><p>　　5.4鋼渣在水泥行業(yè)利用的瓶頸</p><p>　　就目前鋼渣的綜合利用情況來看，鋼渣的利用率遠不如粉煤灰和礦渣，其原因大致可以歸納為以下3點：&l

74、t;/p><p>　?。?）鋼渣的易磨性很差。對水泥鋼渣、礦渣凝膠材料的強度性能有明顯改善作用。在相同粉磨時間下鋼渣的比表面積較熟料和礦渣高，應(yīng)該說他們的易磨性好，但實際上，只是在相對的易磨性試驗中以表面積衡量時才顯得易磨。</p><p>　　（2）鋼渣的早期活性很低，鋼渣中含有具有水硬膠凝性的礦物硅酸二鈣，硅酸三鈣，盡管從水泥礦物學的角度看，C3S能對早期強度起主要作用，但是由于鋼渣經(jīng)過高

75、溫熔融形成“死燒”， C3S的水化活性要在相當長的時間內(nèi)才能發(fā)揮出來，再加上C2S只能對后期強度做出貢獻，所以在無適合激發(fā)劑的情況下，鋼渣早期的水化活性很低。</p><p>　?。?）鋼渣的安定性不良，鋼渣中的CaO和MgO很高，CaO水化生成Ca(OH)2，MgO水化生成Mg(OH)2，所以若不消除CaO和MgO帶來的安定性問題，鋼渣制品，特別是在使用的中后期，很容易出現(xiàn)膨脹開裂的現(xiàn)象。目前快速解決鋼渣的安定

76、性問題的方法一般是粉磨，只有當鋼渣被粉磨到一定的細度時，其中的CaO和MgO才能被活化，在鋼渣制品硬化之前提前水化，但是由于鋼渣的易磨性很差，細磨鋼渣需要較高的電耗，磨機的磨損率也將增大，所以僅用機械方式將鋼渣粉磨至較大細度以提高其活性。實際上，鋼渣處理與應(yīng)用的關(guān)鍵，后期主要表現(xiàn)為膨化與粉化。</p><p>　　游離氧化鈣的水化是鋼渣膨脹的重要原因，對此國內(nèi)外一致公認，鋼渣中含有相當量的游離氧化鈣。氧化鈣水化生

77、成氫氧化鈣，體積產(chǎn)生膨脹，從而鋼渣膨脹的產(chǎn)生不僅與游離CaO水化生成的Ca(OH)2有關(guān)，而且與自身變化有關(guān)，在游離CaO水化初期，生成的多為無定形或者小晶體的Ca(OH)2，無定形或是是小晶體的Ca(OH)2再結(jié)晶并長大，其體積繼續(xù)增大，從而引起漿體體積的持續(xù)膨脹。</p><p>　　5.5鋼渣在混凝土材料上的發(fā)展</p><p>　　由于鋼渣的這些特性，其利用率相對較低，應(yīng)用范圍也較

78、窄，目前就建材行業(yè)而言，鋼渣主要應(yīng)用于路基墊層材料。這是由于鋼渣具有容重大、表面粗糙不容易滑移、耐侵蝕的特點。鋼渣另一個突出特點是在水泥和混凝土中加入鋼渣，能明顯提高他們的抗折強度，而在道路混凝土相關(guān)標準中，抗折強度是衡量道路混凝土性能優(yōu)劣的主要指標之一，所以將鋼渣作為優(yōu)良的耐磨道路專用材料具有較好的發(fā)展前景。另外鋼渣混凝土具有良好的抗化學腐蝕的能力。</p><p><b>　　6其他工業(yè)廢渣<

79、/b></p><p><b>　　6.1赤泥</b></p><p>　　6.1.1赤泥的概述</p><p>　　赤泥是生產(chǎn)氧化鋁過程中排出的不溶性工業(yè)廢渣，由于鋁土礦的鐵含量較高，殘渣外觀往往像紅色的泥土，故名“赤泥”。赤泥屬有害固體廢棄物、呈漿狀、顆粒細小。</p><p>　　赤泥具有膠結(jié)的孔架狀結(jié)構(gòu)，主

80、要由結(jié)構(gòu)—凝結(jié)體、結(jié)構(gòu)—膠結(jié)體、結(jié)構(gòu)—團聚體3級組成。三者之間形成了凝聚體空隙、集粒體空隙、團聚體空隙。這使赤泥具有較大的比表面積，而且以大小相差懸殊、變化幅度大為其明顯特征。</p><p>　　（1）赤泥的化學組成</p><p>　　在化學組成上，由于燒結(jié)法和聯(lián)合法處理的是難溶的高鋁、高硅、彽鐵的一水硬鋁石型、高嶺石型鋁土礦，產(chǎn)生的赤泥中CaO含量高，堿、氧化鎂以及氧化鋁含量較低。在

81、不同地區(qū)、單位和國家的赤泥在化學組成上存在一定的差異，但基本都以SiO2、Al2O3、CaO、Fe2O3為主。</p><p>　?。?）赤泥的礦物組成</p><p>　　在礦物組成上，燒結(jié)法和聯(lián)合法赤泥因為添加碳酸鈣和經(jīng)過高溫煅燒，所以里面含有一些礦相，具有一定的水硬性和一些無定形鋁硅酸鹽物質(zhì)，在硫酸鹽的作用下比較容易被激發(fā)，所以也具有一定的潛在水硬性。水泥中用的赤泥多為燒結(jié)法赤泥。&

82、lt;/p><p>　　6.1.2赤泥在建材行業(yè)中的利用</p><p>　　多年來，我國對赤泥開展了許多綜合利用研究，探索出了一些技術(shù)可行、效益較好的利用途徑。目前，赤泥在水泥行業(yè)中的應(yīng)用主要是用作粘土質(zhì)原料。利用赤泥配料生產(chǎn)的水泥具有如下特點：</p><p><b>　?。?）抗折強度高；</b></p><p>　

83、　（2）早期抗壓強度高；</p><p>　　（3）抗硫酸鹽侵蝕性能好等。</p><p>　　為了解決赤泥高堿問題，由山東鋁業(yè)公司承擔的國家“八五”科技攻關(guān)項目“常壓氧化鈣脫堿與低堿赤泥生產(chǎn)高標號水泥的研究”和“低濃度堿液膜法分離回收堿技術(shù)”，實驗取得的成果包括：</p><p>　　（1）可提高赤泥配比，赤泥配料由15%提高到45%。</p>&l

84、t;p>　?。?）降低水泥熟料煤耗及原料磨細電耗。</p><p>　?。?）節(jié)約水泥生產(chǎn)原料石灰石、砂巖、鐵粉的消耗。</p><p>　?。?）提高水泥熟料質(zhì)量，可以提高水泥一個強度等級，且避免了高堿水泥對工程的隱患。</p><p>　　可從廢液中回收堿中試結(jié)果，每頓氧化鋁可回收堿粉36kg，從而降低氧化鋁生產(chǎn)消耗，解決含堿廢水對生態(tài)環(huán)境的污染，創(chuàng)造了氧

85、化鋁生產(chǎn)赤泥廢液零排放的良性模式。除此之外，利用赤泥為主要原料可生產(chǎn)多種磚，如免蒸養(yǎng)磚、粉煤灰磚、黑色顆粒料裝飾磚、陶瓷釉面磚等。將赤泥與少量的石灰和粉煤灰以適當?shù)谋壤苽涞男滦统嗄嘧鞯缆坊鶎硬牧?，完全符合國家標準，有較好的凍穩(wěn)定性和干縮、溫塑性。</p><p>　　6.1.3赤泥（中鋁赤泥和焦作水泥）對水泥性能的影響</p><p>　　對水泥標準稠度的影響，中鋁赤泥對水泥標準稠度幾乎

86、沒有影響，而隨著焦作赤泥用量的增加，標準稠度用水量呈現(xiàn)增加趨勢。</p><p>　　對水泥凝結(jié)時間的影響，兩者對凝結(jié)時間的影響也不一樣。隨著中鋁赤泥用量的增加，凝結(jié)時間呈現(xiàn)延長趨勢；而隨著焦作赤泥的用量的增加，凝結(jié)時間反而出現(xiàn)縮短的現(xiàn)象。</p><p>　　對水泥膠砂流動度的影響，兩種赤泥對膠砂流動度的影響規(guī)律一致，即都隨赤泥用量的增加而下降，只不過用焦作赤泥的下降幅度而已。</

87、p><p>　　對水泥與減水劑相容性的影響，兩者表現(xiàn)出了一定的相似性，即摻量大于5%后隨摻量的增加水泥漿體的流動性變差、經(jīng)時損失率增加。不同的是中鋁赤泥表現(xiàn)為一定的改善作用。</p><p>　　對水泥膠砂干燥收縮的影響，在早期，赤泥摻量小于15%時，具有降低干縮的作用。但在后期，水泥膠砂的干縮率隨著赤泥摻量的增加而增大。</p><p>　　對水泥抗凍融性能的影響，兩

88、者多表現(xiàn)出改善水泥抗凍融性能的現(xiàn)象。</p><p>　　對水泥抗硫酸鹽侵蝕的影響，兩種赤泥的作用效果截然相反，中鋁赤泥劣化水泥的抗硫酸鹽侵蝕能力，而焦作水泥則改善水泥的抗硫酸鹽侵蝕能力。</p><p>　　對力學性能的影響，在少量摻量赤泥時，赤泥具有提高水泥早期強度的作用，原因是由于赤泥中含有的堿以及赤泥的填充作用所致。但摻量增加后則追尋混合材的一般規(guī)律，即隨混合材摻量的增加強度下降。

89、同時，使用赤泥后沒有出現(xiàn)因堿含量增大而出現(xiàn)的強度倒縮。在適量使用赤泥時，不會由于赤泥的堿含量高而出現(xiàn)對水泥長期強度造成危害的情況發(fā)生。</p><p><b>　　6.2鎂渣</b></p><p>　　6.2.1鎂渣的概述</p><p>　　鎂渣是金屬鎂廠煉鎂是排出的一種工業(yè)廢渣。鎂渣大部分顆粒細小，呈灰色粉末狀，在干燥的情況下，具有一定流

90、動性，易飛揚污染環(huán)境和大氣，遇水后凝結(jié)成塊，具有一定強度。</p><p>　　6.2.2鎂渣的化學組成及礦物組成</p><p>　　鎂渣的化學成分主要為CaO、SiO2，其次為MgO和Fe2O3，但由于產(chǎn)地不同及工藝的差異，導致鎂渣的化學成分變化比較大。由于鎂渣的的主要礦物組成為C3S，所以鎂渣多為具有潛在水硬性的材料，同時具有一定的活性。</p><p>　　

91、6.2.3鎂渣的放射性</p><p>　　2000年，中國建筑材料科學研究總院在對山西聞喜鎂渣進行研究時對其放射性測定方法(GB6566-2001)表示，其內(nèi)外照射指數(shù)應(yīng)小于0.1。安微鎂渣的放射性測試結(jié)果顯示安微鎂渣沒有放射性物質(zhì)存在。表明鎂渣的放射性物質(zhì)含量很低，對人體不會造成傷害。</p><p>　　6.2.4鎂渣在水泥行業(yè)中的利用及存在的問題</p><p&

92、gt;　　鎂渣具有一定的活性，能夠取代部分礦渣、粉煤灰用于水泥生產(chǎn)，但鎂渣中的方鎂石有引起水泥安定性不良的可能性，因于原國家建材局2000年發(fā)出《關(guān)于規(guī)范使用金屬鎂渣生產(chǎn)水泥的通知》，要求禁止使用金屬鎂渣作混合材生產(chǎn)水泥，當用于生產(chǎn)復合硅酸鹽水泥時，必須按照GB 12958《復合硅酸鹽水泥》附錄A《啟用新開辟的混合材料的規(guī)定》中的程序，由國家級水泥質(zhì)檢機構(gòu)進行充分試驗和鑒定，并對啟用的鎂渣制定相應(yīng)的技術(shù)標準，經(jīng)省市建材主管部門批準方可生

93、產(chǎn)，同時要確保出廠水泥安定性合格，否則禁止生產(chǎn)和使用。此類水泥產(chǎn)品銷售時，各生產(chǎn)企業(yè)要向客戶說明，并跟蹤使用情況，定期向行業(yè)主管部門報告。各級建材主管部門要嚴格管理，對違反強制性標準的行為要協(xié)商有關(guān)部門予以嚴厲查處。因此，對于鎂渣在水泥中的應(yīng)用，應(yīng)經(jīng)過大量的試驗研究，并制定相應(yīng)的標準和應(yīng)用規(guī)范，規(guī)范鎂渣的應(yīng)用。</p><p>　　6.2.5鎂渣對水泥性能的影響</p><p>　　對水泥

94、標準稠度的影響，鎂渣摻量在15%以內(nèi)時，對水泥的標準稠度基本沒有影響；大于15%后，標準稠度隨鎂渣摻量的增加成對數(shù)增加。而安徽鎂渣的摻量無論多大，對標準稠度用水量的影響基本在同一水平，與摻量的多少無關(guān)。</p><p>　　對水泥凝結(jié)時間的影響，鎂渣在摻量小于30%時，凝結(jié)時間基本隨摻量的增加而延長，但大于30%后，表現(xiàn)為穩(wěn)定或略有縮短。而鎂渣對凝結(jié)時間的影響基本為線性關(guān)系，即隨著鎂渣摻量的增加而線性延長。<

95、;/p><p>　　對水泥膠砂流動度的影響，隨摻量的增加，水泥膠砂流動度基本呈線性降低。</p><p>　　對水泥與減水劑相容性的影響，兩種鎂渣表現(xiàn)，唐山鎂渣只有對經(jīng)時損失有利，卻降低了水泥漿體的流動性，而安徽鎂渣則對漿體的流動性和經(jīng)時損失的影響遠遠小于唐山鎂渣。</p><p>　　對水泥膠砂干燥收縮的影響，鎂渣的用量小于20%時，降低了水泥膠砂的干燥收縮，但用量在

96、20%～30%時卻使水泥膠砂的干燥收縮有所增加，然后又降低水泥膠砂的干燥收縮，但總體降低水泥膠砂的干燥收縮，利于水泥膠砂的體積穩(wěn)定性。</p><p>　　對水泥抗凍融性能的影響，在摻量40%以前，鎂渣的使用不惡化水泥的抗凍融性能，但摻量大于40%后，兩個鎂渣樣品對性能的影響不同，唐山鎂渣具有明顯改善作用，而安徽鎂渣具有惡化作用。</p><p>　　對水泥抗硫酸鹽侵蝕的影響，當鎂渣的用量

97、小于15%時，兩個鎂渣都使水泥的抗硫酸鹽侵蝕能力有所下降；當鎂渣的用量大于15%后，唐山鎂渣提高了水泥的抗硫酸鹽侵蝕能力，而安徽鎂渣則在摻量大于40%后，使水泥的抗硫酸鹽侵蝕能力下降。</p><p>　　對水泥性能的影響，鎂渣的使用沒有對水泥的后期強度發(fā)展成負面影響，甚至后期強度發(fā)展強勁。</p><p><b>　　6.3鎳渣</b></p><

98、;p>　　6.3.1鎳渣的概述</p><p>　　鎳渣是在冶煉金屬鎳過程中排放的一種工業(yè)廢渣，即在冶煉過程中所形成的以FeO2、SiO2為主要成分的熔融物經(jīng)水淬后形成的?；癄t渣。</p><p>　　6.3.2鎳渣的化學組成及礦物組成</p><p>　　鎳渣的化學成分與高爐礦渣類似，但在含量上有較大的差異，并且隨鎳冶煉方法和礦石來源的不同而不同。鎳渣的礦物

99、組成以玻璃相為主，同時含有一定的鐵鎂橄欖石、鐵橄欖石和少量的SiO2。MgO共融于其他礦物中，沒有單獨結(jié)晶的方鎂石存在。同時，由于鎳渣的高鐵、高硅特性，形成的熔融相是以FeO2 、SiO2為主，與普通的高爐礦渣、磷渣、鋼渣和粉煤灰等的玻璃相組成有所不同。</p><p>　　6.3.3鎳渣在水泥行業(yè)中的應(yīng)用研究</p><p>　　鎳渣與其他活性混合材復合材料摻加生產(chǎn)水泥，效果優(yōu)于單獨使用

100、鎳渣。利用鎳渣生產(chǎn)復合硅酸鹽水泥，鎳渣在其中的摻量達到15%～50%，礦渣摻量為10%～20%，石灰石為8%～10%，其余為硅酸鹽水泥熟料。共同磨至比表面積為400～500m²/kg，可以生產(chǎn)GB 12958《復合硅酸鹽水泥》中規(guī)定32.5、42.5和52.5號復合硅酸鹽水泥。鎳渣具有非常好的活性，與礦渣非常接近，略優(yōu)于鋼渣，屬于活性混合材。</p><p>　　6.3.4鎳渣對水泥的影響</p&

101、gt;<p>　　對水泥標準稠度的影響，水泥標準稠度用水量基本隨鎳渣摻量的增大而減小，表明鎳渣的使用能夠降低水泥的標準稠度需水量。其主要原因為鎳渣的微粉填充和粗粉的微集料作用，水泥顆粒的緊密填充能夠大幅度降低水泥的需水量。</p><p>　　對水泥凝結(jié)時間的影響，鎳渣的使用延長了水泥的凝結(jié)時間，且用量越大水泥凝結(jié)時間越長。</p><p>　　對水泥膠砂流動度的影響，膠砂流

102、動度基本隨鎳渣摻量的增大而提高，表明鎳渣的使用有利于水泥和混凝土流動性的提高。</p><p>　　對水泥與減水劑相容性的影響，鎳渣具有改善水泥與減水劑相容性的作用，無論是水泥漿體的流動性能，還是經(jīng)時損失，隨著用量的增加，改善作用越顯著。</p><p>　　對水泥膠砂干燥收縮的影響，鎳渣的使用降低了水泥膠砂的干燥收縮，利于硬化水泥漿體的體積安定性，在鎳渣摻量為5%～30%區(qū)間內(nèi)，水泥的干

103、縮并沒有隨鎳渣摻量的增加而降低，而是基本保持在同一水平，特別是30%摻量的28d干縮率還有所增加，此時的某些水化反應(yīng)減少了漿體中的水量。根據(jù)水泥的水化，在相同的溫濕度條件下造成水泥漿體水分降低的主要原因為硅酸鹽礦物水化形成硅酸鈣以及鋁酸鹽礦物水化形成鈣礬石，在這兩個原因中，隨著鎳渣摻量的增加看，水泥中的硅酸鹽礦物減少，對水泥干縮的影響相反；因此，鋁酸鹽礦物水化形成鈣礬石成為主要的影響因素。根據(jù)鎳渣的化學組成，其特點為高鐵、低鋁，引起其本

104、身的鋁就不足以明顯影響干縮結(jié)果。導致結(jié)果的原因為鎳渣中以玻璃態(tài)存在的鐵。在水泥水化過程中，氧化鐵基本起著與氧化鋁相同的作用，也就是在水化產(chǎn)物中鐵置換部分鋁，形成水化硫鋁酸鈣和水化硫鐵酸鈣的固溶物，或者水化鋁酸鈣和水化鐵酸鈣的固溶體。這種水化反應(yīng)需要結(jié)合大量的水，增大水泥漿體的化學收縮和自收縮。而在鎳渣摻量少時，氧化鐵的這種作用不能顯著發(fā)揮，所以干縮呈現(xiàn)降低的趨勢；而在摻量大時，由于鎳渣的活性沒有被充分激發(fā)，水化量少，也表現(xiàn)出</p

105、><p>　　對水泥抗凍融性能的影響，鎳渣的使用有利于水泥抗凍融性能的改善。</p><p>　　對水泥抗硫酸鹽侵蝕的影響，鎳渣用量在小于30%時，降低了水泥抗硫酸鹽侵蝕的能力，但鎳渣的用量達到50%，又提高了水泥的抗硫酸鹽侵蝕能力。</p><p>　　對水泥力學性能的影響，雖然鎳渣具有一定的活性，但鎳渣的使用對強度發(fā)展的副作用比較大，同時，鎳渣對早、后期的強度具有相

106、同的作用效果，沒有提高水泥后期的強度。</p><p><b>　　7低活性工業(yè)廢渣</b></p><p><b>　　7.1銅渣的概述</b></p><p>　　銅渣是在金屬銅冶煉過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣。銅渣中微量的有毒元素、毒性有機物、放射性物質(zhì)經(jīng)鑒定不具有浸出毒性、腐蝕性、放射性，是一般工業(yè)固體廢物。</p&

107、gt;<p>　　銅渣作礦化劑生產(chǎn)水泥有如下好處：由于爐渣呈顆粒狀和針狀松散，這對提高磨機的產(chǎn)量有利；銅渣的加入能使反應(yīng)帶液相提前，降低煅燒溫度50～60℃，因而能減少燃料消耗；銅渣的加入降低了游離氧化鈣的含量，不影響水泥熟料的質(zhì)量，因而可提高水泥熟料標號40～50號；銅渣代替鐵粉降低原料成本，增加經(jīng)濟效益。</p><p>　　7.2銅渣用于水泥工業(yè)及建筑行業(yè)的用途和性能</p>&

108、lt;p>　　代替砂配制混凝土和砂漿，銅渣混凝土力學性能之間的關(guān)系和普通混凝土力學之間的關(guān)系基本一致，銅渣碎石混凝土比銅渣卵石混凝土力學性能為優(yōu)，力學性能也隨銅渣混凝土標號增加而成比例提高；</p><p>　　修筑鐵路、公路路基，利用煉銅爐渣作鐵路、公路路基，必須摻配一定的凝結(jié)材料，如石灰、石灰渣等，不能單獨使用。</p><p>　　在水泥生產(chǎn)中的應(yīng)用，以煉銅渣為主要原料，摻加少

109、量激發(fā)劑（石膏和水泥熟料）和其他材料磨細而成。具有后期強度高、水化熱低、收縮率小、抗凍性能好等特點。</p><p>　　利用銅渣代替砂石用于混凝土的生產(chǎn)具有一定的優(yōu)勢，這是因為：</p><p>　?。?）銅渣的致密、堅硬結(jié)構(gòu)和耐磨的特性；</p><p>　　（2）雖然銅渣的火山灰性能比較低，但高于天然砂石，因此能改善骨料和漿體之間的過渡帶，提高水泥的性能，特別

110、是抗折強度。</p><p>　　8特殊工業(yè)廢渣―電解錳渣</p><p>　　8.1電解錳渣的概述</p><p>　　電解錳渣屬于一種特殊的工業(yè)廢渣，它即不屬于混合材，也不屬于工業(yè)副產(chǎn)石膏，但兩者又有兼顧。由于電解錳渣的排量較大，而且顆粒細小，經(jīng)過處理后即可以作為低品位副產(chǎn)石膏，也可以作為非活性混合材料用于水泥的生產(chǎn)。電解錳渣是碳酸錳礦粉中加入硫酸溶液生產(chǎn)金屬錳

111、和二氧化錳過程中排放的工業(yè)廢渣。</p><p>　　電解錳渣原渣為顆粒細小的泥糊狀粉體物質(zhì)，含水量高，電解錳渣的化學組成以SiO2、Al2O3、SO3為主，同時因工藝原因存在一定的MnO，在礦物組成上，電解錳渣基本以粘土質(zhì)材料為主。電解錳渣成分復雜，不僅含有機質(zhì)和氮、磷、鉀等元素，還含有鋅、鉛、銅、砷等危險廢物，因此，電解錳生產(chǎn)企業(yè)需征用大量專業(yè)場地存放，既增加了企業(yè)工地征用和場地處理的費用，增加成本，又大量消