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金属矿山 ›› 2020, Vol. 49 ›› Issue (10): 215-220.

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响应面法设计与优化稀土尾矿基地聚物

  

  • 出版日期:2020-10-15 发布日期:2020-11-06

  • Online:2020-10-15 Published:2020-11-06

摘要: 稀土提取过程中会产生大量的稀土尾矿,长期堆存会带来严重的环境问题。地聚物是一种新型的硅铝 酸盐无机聚合物,因其优异的性能而受到广泛关注。以稀土尾矿为原料,采用响应面法中的中心复合设计对 n(Si)︰n (Al)、碱激发剂 NaOH 溶液浓度和稀土尾矿掺入量 3 个因素进行了建模,设计和优化了稀土尾矿基地聚物原料配 比。通过方差分析对试验数据进行了统计分析,并利用曲面图研究了参数之间的相互作用及对抗压强度的影响规 律。结果表明,优化后的因素值为 n(Si)︰n(Al)=2.5、NaOH 溶液浓度为 25 mol/L、稀土尾矿掺入量为 38.22%,地聚物 试样 3 d 的抗压强度可达到 58.84 MPa。采用 XRD、XRF、FTIR、SEM 和 XPS 等分析对原料和地聚物试样进行了表 征,发现偏高岭土和硅灰作为铝硅酸盐前驱体,稀土尾矿作为骨料,通过溶解、缩聚重组和固化等地聚合反应过程 成功生成稀土尾矿基地聚物。在此过程中,稀土尾矿以凝胶包裹的形式存在,作为骨料起到骨架和填充作用增强 了地聚物的抗压强度。