張發(fā)海

（江蘇安全技術(shù)職業(yè)學(xué)院，江蘇 徐州221011）

注重鐵尾礦的機(jī)械力化學(xué)活化及制備高強(qiáng)結(jié)構(gòu)材料的深入探討，有利于保持鐵尾礦良好的活性，確保高強(qiáng)結(jié)構(gòu)材料實(shí)踐應(yīng)用中能夠達(dá)到預(yù)期效果，進(jìn)而促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。因此，需要根據(jù)實(shí)際情況，了解鐵尾礦自身的性質(zhì)，進(jìn)而在其活性增強(qiáng)的過(guò)程中引入機(jī)械化學(xué)活化方法，確保其在實(shí)踐應(yīng)用中反應(yīng)活性的效果良好性。在此基礎(chǔ)上，加強(qiáng)基于鐵尾礦為主要原料的高強(qiáng)結(jié)構(gòu)材料分析，以便提升鐵尾礦的潛在應(yīng)用價(jià)值。

1 加強(qiáng)鐵尾礦機(jī)械力化學(xué)活化及制備高強(qiáng)結(jié)構(gòu)研究的必要性分析

我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的不斷加快及選礦技術(shù)水平的日益提升，使得鐵尾礦的產(chǎn)量逐漸增加。實(shí)踐過(guò)程中因鐵尾礦堆存量的增多，使得其對(duì)周圍的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量造成了不利的影響，會(huì)引發(fā)較為嚴(yán)重的污染問(wèn)題。針對(duì)這種情況，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)鐵尾礦的高效利用，確保尾礦作為二次能源的應(yīng)用效果良好性，并提高其發(fā)展過(guò)程中的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，應(yīng)充分地考慮鐵尾礦活性較低的特性。因此，需要加強(qiáng)機(jī)械力化學(xué)活化方式使用，使得鐵尾礦在作為膠凝材料大摻量使用中能夠達(dá)到預(yù)期效果，并實(shí)現(xiàn)尾礦作為二次資源的有效使用。

在建筑領(lǐng)域發(fā)展中，為了確保建筑物有著良好的安全性能，應(yīng)加強(qiáng)高強(qiáng)結(jié)構(gòu)材料使用。在此期間，合理運(yùn)用鐵尾礦中提取到的金屬與非金屬元素，并注重高強(qiáng)結(jié)構(gòu)材料制備中鐵尾礦的應(yīng)用分析，有利于得到性能可靠的建筑材料，給予建筑物結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性增強(qiáng)必要的支持。

2 實(shí)踐過(guò)程中的實(shí)驗(yàn)分析

2.1 鐵尾礦的性質(zhì)

在鐵尾礦機(jī)械力化學(xué)活化及高強(qiáng)結(jié)構(gòu)材料制備研究中，需要了解其性質(zhì)。具體包括：

（1）鐵尾礦礦物組成成分較多，像角閃石、石英等，隸屬于這種礦物的組成部分范疇。使勁過(guò)程中若鐵尾礦中的二氧化硅以非活性硅的石英形式存在，則可將其視為高硅型鐵尾礦；

（2）鐵尾礦大多以磁鐵礦形式存在，且其中所包含的部分金屬若存在形式為氧化物，則這些金屬的穩(wěn)定性較強(qiáng)。某地區(qū)鐵礦物部分成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)如表1所示。

表1 某地區(qū)鐵礦物部分成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%）

2.2 實(shí)踐中的實(shí)驗(yàn)方法

實(shí)驗(yàn)中為了獲取到所需的鐵尾礦，需要在0.08 mm方孔篩的作用下進(jìn)行篩分處理，將得到的鐵尾礦視為骨料，滿足實(shí)驗(yàn)需求。操作過(guò)程中開(kāi)展鐵尾礦粒度分析工作時(shí)，應(yīng)對(duì)其-0.08mm的粒級(jí)尾礦進(jìn)行分析考慮，且在球磨機(jī)的支持下進(jìn)行磨料處理。在此期間，為了實(shí)機(jī)械力化學(xué)效應(yīng)對(duì)鐵尾礦活性影響的深入分析，應(yīng)加強(qiáng)電子顯微鏡使用，并在紅外光譜與X射線的共同支持下，分析鐵尾礦為主要原料的水泥混合材反應(yīng)活性。同時(shí)，在實(shí)現(xiàn)鐵尾礦作用下高強(qiáng)結(jié)構(gòu)材料制備的過(guò)程中，應(yīng)充分考慮活性粉末混凝土原理，確保整個(gè)實(shí)驗(yàn)工作開(kāi)展有效性。

3 實(shí)踐中實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

3.1 粉磨時(shí)間不同時(shí)的鐵尾礦粒度分布及電子顯微鏡分析

在進(jìn)行粉磨時(shí)間不同時(shí)的鐵尾礦粒度分布分析時(shí)，需要在信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的支持下，獲取相應(yīng)的鐵尾礦粒度分布圖（如圖1所示），進(jìn)而可得到：

圖1 粉磨時(shí)間不同時(shí)的鐵尾礦粒度分布圖

（1）方孔篩的作用下對(duì)鐵尾礦進(jìn)行篩分處理時(shí)，由于其中大于0.08 mm的鐵尾礦顆粒被篩選出來(lái)，使得+0.08 mm的鐵尾礦粒級(jí)小于-0.08 mm鐵尾礦中的部分顆粒[1]；

（2）由于鐵尾礦中的各成分復(fù)雜，且其中硬度較高的成分為石英，使得不同粉磨時(shí)間處理下的鐵尾礦物料分布存在一定的差異性。相對(duì)而言，經(jīng)過(guò)40 min粉磨時(shí)間處理后的鐵尾礦，其顆粒尺寸下降明顯。此時(shí)，若繼續(xù)延長(zhǎng)粉磨時(shí)間，將會(huì)得到顆粒粒度為15μm的鐵尾礦，且此時(shí)所花費(fèi)的粉磨時(shí)間達(dá)到了80min，鐵尾礦顆粒的弱鍵發(fā)生了斷裂。當(dāng)對(duì)鐵尾礦顆粒繼續(xù)進(jìn)行粉磨處理時(shí)，受到高能鍵存在的影響，使得其粉磨效果并不明顯；

（3）在電子顯微鏡的作用下對(duì)經(jīng)過(guò)粉磨處理后的鐵尾礦顆粒進(jìn)行觀察分析，能夠觀察到數(shù)量較多的亞微米及納米級(jí)鐵尾礦顆粒，且這些顆粒表面趨于球形。

3.2 粉磨時(shí)間不同時(shí)對(duì)鐵尾礦的X射線衍射分析

實(shí)驗(yàn)人員在鐵尾礦的機(jī)械力化學(xué)活化分析中，需要結(jié)合實(shí)際情況，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與信息技術(shù)的配合作用下，得到鐵尾礦的X射線衍射譜圖，進(jìn)而了解粉磨時(shí)間不同時(shí)該譜圖的變化情況。具體表現(xiàn)為[2]：

（1）隨著粉磨時(shí)間的延長(zhǎng)，鐵尾礦中不同礦物成分的衍射峰值會(huì)下降，主要在于：機(jī)械化學(xué)效應(yīng)下鐵尾礦中的原子間距發(fā)生了一定的變化，使得與之相關(guān)的晶格能量增加；

（2）由于不同的粉磨時(shí)間對(duì)鐵尾礦產(chǎn)生的作用有所差別，使得機(jī)械力化學(xué)作用下的鐵尾礦晶格系數(shù)發(fā)生變化，最終出現(xiàn)了無(wú)序結(jié)構(gòu)；

（3）隨著X射線衍射峰強(qiáng)度的加深，使得鐵尾礦既有的晶體有序結(jié)構(gòu)被破壞，從而加深了其無(wú)定形程度。

3.3 粉磨時(shí)間不同時(shí)對(duì)鐵尾礦紅外光譜及強(qiáng)度的分析

在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與信息技術(shù)的支持下，獲取有關(guān)鐵尾礦的紅外光譜圖，進(jìn)而考慮鐵尾礦顆粒不同粉磨時(shí)間作用下對(duì)其紅外光譜圖所造成的影響。具體表現(xiàn)為：

（1）在鐵尾礦所有礦物成分中，隨著粉磨時(shí)間的延長(zhǎng)，鐵尾礦中的石英譜帶將會(huì)成為最強(qiáng)吸收區(qū)，即機(jī)械力化學(xué)效應(yīng)下鐵尾礦的活化程度加深；

（2）粉磨時(shí)間的不同，會(huì)導(dǎo)致鐵尾礦中Si-O化學(xué)鍵出現(xiàn)斷裂與重組現(xiàn)象，進(jìn)而使其顆粒細(xì)化，實(shí)現(xiàn)鐵尾礦的活化處理。

實(shí)際操作中通過(guò)對(duì)鐵尾礦顆粒粉磨時(shí)間的合理設(shè)置，考慮其用作水泥混合料的強(qiáng)度大小，以便提高鐵尾礦的利用效率。在此期間，需要制備鐵尾礦為主要原料的膠砂試塊，對(duì)不同粉磨時(shí)間下的膠砂試塊強(qiáng)度進(jìn)行分析[3]。實(shí)踐中應(yīng)加強(qiáng)粉磨時(shí)間控制，以便使鐵尾礦為主要原料的相關(guān)材料有著良好的抗壓強(qiáng)度。同時(shí)，應(yīng)落實(shí)好這類材料實(shí)踐應(yīng)用中的養(yǎng)護(hù)管理工作，使得鐵尾礦為原料的材料強(qiáng)度得以不斷提高。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在改善鐵尾礦活性的過(guò)程中，機(jī)械力化學(xué)作用的充分發(fā)揮，能夠達(dá)到鐵尾礦反應(yīng)活性增強(qiáng)的目的，豐富其活化處理方法。因此，未來(lái)有關(guān)鐵尾礦研究工作落實(shí)的過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)其活化要求，給予與之相關(guān)的機(jī)械力化學(xué)效應(yīng)足夠的重視，從而為鐵尾礦的有效使用提供保障。與此同時(shí)，在制備高強(qiáng)結(jié)構(gòu)材料的過(guò)程中，應(yīng)充分地考慮鐵尾礦的實(shí)際作用，從而為這類材料的有效制備提供參考依據(jù)，并使高強(qiáng)結(jié)構(gòu)材料在長(zhǎng)期的實(shí)踐過(guò)程中所需的制備方式得以不斷優(yōu)化。

[1]張衛(wèi)衛(wèi).利用鐵尾礦制備免燒磚的工藝與機(jī)理研究[D].北京：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)，2015.

[2]黃勇剛.我國(guó)鐵尾礦資源的利用現(xiàn)狀及展望[J].資源與產(chǎn)業(yè)，2013（03）：654-655.

[3]吳 輝，李 媛.鐵尾礦加氣混凝土的制備和性能[J].材料研究學(xué)報(bào)，2013（02）：224-225.

[4]施慶安，郁志忠.鐵尾礦的處理及其資源化利用[J].粉煤灰綜合利用，2012（06）：96-97.