本文首先利用多种分析手段,从电解锰渣建筑材料资源化利用角度对其基本性质进行了初步分析,重点对电解锰渣中的硫进行了探讨,在此基础上将其用于类硫铝酸盐水泥的制备,对所制备的胶凝材料的新拌浆体和硬化体性能进行了初步研究,并对水泥的烧制过程中硫的分解及固化特性给以了重点关注。研究结果表明:(1)电解锰渣是一种含硫质量百分比达20%(以SO3记)的铝硅酸类矿物,石英、莫来石、赤铁矿是其中硅、铝、铁元素存在的主要矿相,矿物的结晶形态良好,电解锰渣中硫并非完全以单一二水石膏形态存在,溶解度较大的硫酸盐含量可达总硫酸盐含量的25%左右,其中硫酸盐溶出表现为可溶性硫酸盐的溶解特性;颗粒细小(约80%以上颗粒小于100μm)的特征使其在用于水泥配料时无需进行粉磨,仅需较小能量大散;(2)通过合理配料,可以用电解锰渣制备出以无水硫铝酸钙、硅酸二钙、硬石膏为主要矿相的类硫铝酸盐水泥,无水硫铝酸钙矿相的形成与外掺铝质组分与否有直接关系;(3)不同生料配比进行水泥烧制时,熟料烧成温度的选择受材料配比影响较大,1200℃左右的烧成温度下保温30min可得到强度较高的熟料;(4)纯电解锰渣在高于1000℃条件下烧制时,其硫酸盐分解率达到90%以上;当用电解锰渣烧制水泥熟料时,石灰石的加入、体系中固硫矿相的形成,使得熟料烧制过程中的硫酸盐分解率下降明显,硫的分解率降至50%以下;(5)类硫铝酸盐水泥熟料碱度随物料配比中碱度系数变化而变化,所得熟料早期碱度比普通硅酸盐水泥约小2,而熟料后期碱度有所增加,最高可达13.5;(6)熟料凝结时间与生料配比关系密切,当其配比碱度系数小于0.66或大于0.77时,水泥初凝时间分别为近1h或小于20min;熟料的烧成温度及其配制成水泥时石膏的掺量需根据实际物料的配比进行;经合理配料烧制后,能制备出电解锰渣掺量为40%、28d强度达到50MPa的胶凝材料;电解锰渣烧制的熟料中存留的游离氧化钙对水泥的膨胀作用影响明显。电解锰渣类硫铝酸盐水泥烧制的初步研究结果表明,电解锰渣在较大掺量、较低烧成温度下,可得到强度较高的类硫铝酸盐水泥材料,是一种变废为宝的重要利用方式。
1 绪论 10-21
    1.1 电解锰生产过程及电解锰渣的来源 11-12
    1.2 电解锰渣的危害 12-13
    1.3 电解锰渣性质研究及资源化利用状况 13-14
    1.4 电解锰渣可能的建材资源化途径分析 14-19
        1.4.1 工业废弃物用于水泥烧制 15-16
        1.4.2 电解锰渣烧制硫铝酸盐水泥的可行性分析 16-19
    1.5 论文研究目的及意义 19
        1.5.1 论文研究目的 19
        1.5.2 论文的意义 19
    1.6 论文的主要研究内容 19-21
2 原材料及试验方法 21-25
    2.1 原材料 21
        2.1.1 电解锰渣 21
        2.1.2 石灰石 21
        2.1.3 高岭土 21
    2.2 试验方法 21-25
        2.2.1 基本物化性质分析 21-23
        2.2.2 微观分析 23
        2.2.3 胶凝材料烧制及其性能测定 23-25
3 电解锰渣用于建筑材料的基本性质研究 25-33
    3.1 基本形态 25-26
    3.2 基本组成 26-29
        3.2.1 X 射线衍射（XRD） 26-27
        3.2.2 热重－差式量热分析（TG-DSC） 27-29
        3.2.3 化学成分分析 29
    3.3 电解锰渣建材资源化时主要物理性能指标分析 29-30
    3.4 硫的分析 30-32
    3.5 本章小结 32-33
4 电解锰渣类硫铝酸盐水泥的配料与烧制 33-45
    4.1 普通硫铝酸盐水泥的烧成及水化理论 34-37
        4.1.1 配料计算 34-36
        4.1.2 影响水泥配料的率值 36-37
    4.2 水泥生料配制 37-38
    4.3 熟料衍射分析 38-44
        4.3.1 生料配比对熟料矿物组成的影响 38-40
        4.3.2 烧成温度对熟料矿物组成的影响 40-44
    4.4 本章小结 44-45
5 水泥烧成过程研究 45-56
    5.1 水泥易烧性 46-50
        5.1.1 生料配比 46-47
        5.1.2 烧成温度 47-48
        5.1.3 保温时间 48-49
        5.1.4 生料细度 49-50
    5.2 熟料烧制过程中硫的研究 50-55
        5.2.1 硫酸盐的分解 52-53
        5.2.2 电解锰渣熟料的固硫特性 53-55
    5.3 本章小结 55-56
6 电解锰渣类硫铝酸盐水泥的性能 56-67
    6.1 熟料基本性质 56-58
        6.1.1 水泥配比 56
        6.1.2 熟料组成与理论计算对比 56
        6.1.3 碱度 56-57
        6.1.4 水泥碱度测定 57-58
    6.2 宏观性能 58-66
        6.2.1 凝结时间 58-59
        6.2.2 力学性能 59-64
        6.2.3 膨胀性 64-66
    6.3 本章小结 66-67
7 结论与展望 67-69
    7.1 结论 67
    7.2 展望 67-69