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摘要
我国钨钼矿产资源丰富,但钨钼资源的大规模开发留下了大量的尾矿,占用土地,危害环境。河南夜长坪钨钼矿床位于河南省卢氏县境内,每年选矿产生的大量尾矿都堆存放置未进行处理,随着国家对环保规范要求,合理利用和资源化处理该矿区尾矿是急需解决的问题。深入研究了河南夜长坪钨钼尾矿,对尾矿的矿物组成和赋存状态进行了工艺矿物学表征,同时根据其尾矿特性,进行尾矿表面改性,并将其作为填充料,填充到丁苯橡胶的实验。矿物学研究表明,尾矿主要由硅酸盐和碳酸盐矿物组成,包括蛇纹石、石英、云母、滑石、透闪石、白云石、方解石等,含量分别为59%和30%。SiO2、CaO和MgO占尾矿总量的87.55%。尾矿粒度为0.5～300μm,其中粒径<100μm的约占80.14%。在研磨转速和时间分别为2000 r/min和5 h的条件下,尾矿的平均粒径可达到5μm。用硅烷偶联剂KH550、十二烷基苯磺酸钠和硬脂酸对尾矿粉体表面湿法改性后,接触角提高,疏水性增强。最佳改性条件为:改性剂用量为2%,改性时间为5 h,改性温度为80℃,矿浆浓度为20%。通过硅烷偶联剂KH550改性的尾矿粉体填充效果最佳,尾矿粉体用量为50份时,丁苯橡胶的拉伸强度、扯断伸长率、断裂力达到最大,分别为13.96 MPa、541.68%和167.52 N,与白炭黑的补强效果相当。尾矿粒径越小,橡胶的拉伸强度越大。成果具有潜在的应用前景和可观的经济效益。
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单位北京科技大学; 中国地质大学（北京）; 数理学院; 新金属材料国家重点实验室
