釩尾礦泡沫混凝土的制備及性能研究

王長龍 霍澤坤 葉鵬飛 張凱帆 趙振紅 林 庚

（1.河北工程大學(xué)土木工程學(xué)院，河北 邯鄲 056038；2.陜西省尾礦資源綜合利用重點實驗室，陜西 商洛 726000；3.天津舜能世嘉環(huán)?？萍加邢薰荆旖?300380；4.河北工程大學(xué)審計處，河北 邯鄲 056038；5.西安科技大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院，陜西 西安 710054）

石煤提釩尾渣是石煤經(jīng)破碎、焙燒、浸出等工藝，提取金屬釩后產(chǎn)生的尾渣，其主要化學(xué)成分為SiO2，同時還有少量 Al2O3［1-2］。利用石煤每生產(chǎn) 1 t的V2O5將產(chǎn)生150 t尾礦，大量的尾渣堆積給許多國家?guī)砹私?jīng)濟、環(huán)境和健康等方面的問題［3-4］。尾礦的回收利用是改善環(huán)境、提高經(jīng)濟效益的有效途徑［5］。研究表明［6-7］，高硅尾礦經(jīng)過超細(xì)粉磨后會與Ca（OH）2和其他堿性化合物發(fā)生反應(yīng)，其中活性SiO2和Al2O3與 Ca（OH）2、CaSO4反應(yīng)生成硅酸鈣、鋁酸鈣或硫鋁酸鈣。因此，釩尾礦可用作硅質(zhì)材料生產(chǎn)建筑材料［8-10］。

傳統(tǒng)的泡沫混凝土是將膠凝材料、礦物摻合料、外加劑、發(fā)泡劑和穩(wěn)泡劑按一定的配合比制備成的一種多空輕質(zhì)混凝土［11］。它具有自重小、流動性好、密度范圍廣及保溫性能好等特點［12-14］，可替代傳統(tǒng)的黏土磚，是一種節(jié)能環(huán)保的材料［15-18］。隨著環(huán)保行業(yè)的發(fā)展，礦渣、粉煤灰、偏高嶺土、鋼渣、脫硫石膏等固體廢棄物被作為原料制備泡沫混凝土，但實踐過程中存在固體廢棄物利用率低，制備的泡沫混凝土強度較低，缺少廢棄物在體系中的水化機理研究等問題，且未見以釩尾礦為主要原料制備泡沫混凝土的研究［19-24］。本研究選用釩尾礦為主要原料制備泡沫混凝土，采用粒度分析法、強度測試法、XRD、SEM等測試手段，研究了釩尾礦制備泡沫混凝土的最優(yōu)細(xì)度和摻量，并對釩尾礦泡沫混凝土的水化產(chǎn)物及微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，為釩尾礦的資源化利用提供理論支撐。……