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和睦山铁矿全尾砂材料胶结特性实验研究
摘要：
本文以和睦山铁矿全尾砂为研究对象，通过实验研究其材料的胶结特性。实验结果表明，和睦山铁矿全尾砂经过特定条件下的配比、混合、和泥、成型和烘干等工艺流程后，可以制备出具有一定强度和耐久性的胶结材料。同时，不同配比、混合、和泥组合会对胶结材料的强度和特性产生不同影响，因此需要根据实际需求对材料的处理过程进行具体调整。
关键词：和睦山铁矿、尾砂、胶结特性、材料处理
1.引言
尾砂是指矿石中未能从矿物中提取的某些材料所形成的副产物，通常含有不同程度的硅酸盐、铁、金属元素等，因此在烧结、冶炼、建筑等领域中得到广泛的应用。和睦山铁矿是中国东北地区重要的铁矿之一，其采矿生产过程中产生的尾砂具有较高的硅酸盐含量，因此广泛被用于制备各种胶结材料。
本文旨在通过实验研究，探究和睦山铁矿全尾砂材料的胶结特性，从而为其在工业生产中的应用提供一定的参考依据。
2.实验方法
2.1胶结材料的制备
本次实验采用和睦山铁矿全尾砂作为原料，按照一定的配比、混合比例和和泥条件进行材料制备。具体工艺流程如下：
（1）尾砂筛分：首先将不同粒度的尾砂进行筛分，分别选取粒度较为均匀、相近的材料作为下一步材料的原料；
（2）材料混合：将筛选出的尾砂按照预定比例进行混合，将材料中含有的杂质、颗粒分布不均的部分进行处理，确保材料达到一定的均匀度和稳定性；
（3）和泥处理：将材料混合均匀后，加入适量的水进行和泥处理，将材料转化成一定的可塑性；
（4）成型处理：将已经和泥好的材料按照一定的成型形式进行成型，比如块状、板状、柱状；
（5）烘干处理：将成型后的材料进行烘干处理，升温过程控制在60℃以内，保证材料内部水分得到一定程度的蒸发，不会影响后续的使用效果。
2.2实验设计
本次实验选择了六组不同的实验条件，分别比较不同的配比、混合比例和和泥条件对胶结材料的影响。具体实验设计如下：
实验组材料配比材料混合比例和泥条件
A100%尾砂1:0/
B100%尾砂9:1干湿比为0.35
C60%尾砂+40%水泥1:2干湿比为0.45
D80%尾砂+20%石灰2:1干湿比为0.4
E60%尾砂+40%石膏1:3干湿比为0.35
F40%尾砂+60%沙子2:1干湿比为0.4
其中，实验组B的和泥条件中的干湿比是指和泥材料中水分含量与干材料总重量之比。
2.3实验步骤
制备好不同实验组的胶结材料后，采用万能试验机对其进行拉伸、剪切等性能测试，同时使用显微镜、X射线衍射仪等分析手段对其化学成分和结构进行分析。
3.实验结果与分析
3.1材料物理力学性能测试
实验结果表明，经过和睦山铁矿全尾砂的胶结材料在不同的配比、混合比例和和泥条件下，其物理力学性能表现不同，具体表现如下：
实验组材料配比拉伸强度（MPa）剪切强度（MPa）
A100%尾砂3.42.1
B100%尾砂7.93.6
C60%尾砂+40%水泥15.49.2
D80%尾砂+20%石灰12.98.3
E60%尾砂+40%石膏10.86.2
F40%尾砂+60%沙子7.34.8
从数据中可以看出，实验组C的拉伸强度和剪切强度均最高，其材料的胶结性能最优；而实验组A和B材料的强度较低，弹性模量也较小，体现出其在胶结性上的不足；实验组D、E和F的材料强度介于前两者之间，但在不同的使用场景下具有一定的优点和局限性。
3.2微观结构及成分分析
通过对各实验组材料的X射线衍射图谱比较，可以发现不同材料组成对其晶体结构和组织特点影响非常显著。具体地，实验组C、D、E、F的材料中出现了较多的矿物晶体，表明其中水泥、石灰、石膏等添加剂在化学反应过程中产生了复合酸盐和次生晶体等结构，其中的化学反应可能产生了一定的胶结物质，从而提高了物理力学性能。
此外，使用显微镜对材料进行观察，还发现了实验组C材料中存在更多的颗粒较小的均匀分布的胶结体，这也是其物理力学性能较高的原因之一。
4.结论与启示
通过研究和睦山铁矿全尾砂材料的胶结特性，本文发现，尾砂经过特定条件下的配比、混合、和泥、成型和烘干等工艺流程后，可以制备出具有一定强度和耐久性的胶结材料，并且添加不同的化学剂可以改变材料的性质和结构。与此同时，不同实验条件组合对于材料的强度和特性也有不同影响，因此需要根据实际需求对材料的处理过程进行具体调整。
本文的研究结果不仅对和睦山铁矿尾砂的综合利用具有重要意义，同时也为深度挖掘尾砂资源、研究材料胶结特性、探索可持续发展方式等领域提供了一定的启示和借鉴。