剝巖尾礦干法脫泥方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于固體廢棄物資源化利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種剝巖尾礦干法脫泥方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 混凝土工程中需要大量使用各種尺寸的碎石作為粗集料，并且要求碎石表面干 凈，無(wú)泥沙殘留。這主要是因?yàn)?，泥沙比表面積較大，混于混凝土混合料中時(shí)，容易先于碎石 骨料與混凝土中的粉料膠結(jié)材發(fā)生反應(yīng)，使得粘結(jié)相優(yōu)先生成于小的泥沙顆粒之間，消耗 了一定量膠結(jié)材，造成粘結(jié)相在大顆粒粗集料界面間的產(chǎn)生量不足，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和 工程質(zhì)量有很大影響。因此，混凝土工程中需使用較干凈的碎石，含泥量和泥塊含量需符合 GB/T14685-2011相關(guān)要求。對(duì)于含泥量和泥塊含量不達(dá)標(biāo)的碎石資源需用水洗凈并干燥后 方能使用。因此，市場(chǎng)上，干凈的碎石比粘附有泥土的碎石售價(jià)高出很多。
[0003] 近年來(lái)，隨著房地產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的持續(xù)升溫，每年需消耗大量的石料資源，嚴(yán)重破壞自然 環(huán)境，國(guó)家為保護(hù)自然環(huán)境并實(shí)行房地產(chǎn)宏觀調(diào)控，限制了對(duì)天然石料資源的開(kāi)采，目前， 大量建筑用石料需求轉(zhuǎn)向于尋求二次資源。
[0004] 剝巖尾礦是露天礦開(kāi)米過(guò)程中產(chǎn)生的一種固體廢棄物。在露天礦開(kāi)米礦石之前， 需要將覆蓋在礦石上的那層巖石（礦物含量較小的貧礦）和地表的土壤剝?nèi)?，這個(gè)過(guò)程稱(chēng) 為剝巖。大型礦山剝下來(lái)的巖石和泥土的混合物作為尾礦堆積起來(lái)，未被有效利用，常年累 月的積累后形成了幾十米高的剝巖尾礦山，可作為重要的石料二次資源?，F(xiàn)有的剝巖尾礦 開(kāi)采工藝通常直接將挖掘的剝巖尾礦進(jìn)行破碎和篩分。在破碎、篩分過(guò)程中伴隨的機(jī)械外 力的沖擊下，大部分的巖石可與泥土自然分離并分選出碎石產(chǎn)品和尾泥。但是，實(shí)踐表明， 始終有部分碎石表面黏附有少量泥土，分離不徹底，影響碎石產(chǎn)品整體含泥量。含泥量不達(dá) 標(biāo)是制約碎石產(chǎn)品售價(jià)的重要因素。
[0005] 使用大量水將碎石沖洗干凈后再出售可提高其售價(jià)，但沖洗過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量廢 水，存在外排問(wèn)題，同時(shí)，在缺少水源的開(kāi)采區(qū)域，水洗也難以進(jìn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述缺陷，提供一種剝巖尾礦干法脫泥方法，通過(guò)向剝巖 尾礦原料中加入一定量的脫泥劑再進(jìn)行破碎篩分，可在無(wú)需用水沖洗的條件下獲得優(yōu)質(zhì)的 碎石材料，含泥量滿足GB/t 14685-2011中II類(lèi)品以上要求。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所涉及的剝巖尾礦干法脫泥方法，包括如下步驟：
[0008] 1)根據(jù)前期剝巖尾礦開(kāi)采加工過(guò)程中尾端產(chǎn)生的碎石總量和尾泥總量，估算本次 開(kāi)挖尾礦區(qū)域的泥土總量，按開(kāi)挖尾礦區(qū)域泥土總量的5. 0%~20. 0%向開(kāi)挖尾礦區(qū)域加 入脫泥劑；
[0009] 2)開(kāi)挖尾礦區(qū)域，并將開(kāi)挖的尾礦與脫泥劑混合均勻；
[0010] 3)將混合好的挖出尾礦在常溫下靜置4~18h，使脫泥劑與挖出尾礦中的泥土顆 粒充分反應(yīng)；
[0011] 4)待靜置時(shí)間充足后，將挖出尾礦裝入破碎機(jī)中進(jìn)行破碎；
[0012] 5)破碎后的碎石和泥土的混合物進(jìn)入振動(dòng)網(wǎng)篩，直徑〈5. Omm的部分作為尾泥收 集，直徑>5. Omm的部分進(jìn)一步根據(jù)需求多級(jí)篩選得到各個(gè)尺寸且泥土脫除干凈的碎石材 料。
[0013] 進(jìn)一步地，所述脫泥劑的配方為生石灰或消化石灰中的一種，或?yàn)樯液拖?化石灰兩種任意比例組合的混合物；所述脫泥劑成分的重量含量特征為：氧化鈣CaO% 彡80. 0% ;所述脫泥劑的粒度特征為：200目以下顆粒的總質(zhì)量彡80. 0%。
[0014] 進(jìn)一步地，所述步驟1)中，前期剝巖尾礦中的尾泥總量不大于尾泥和碎石質(zhì)量總 和的百分之二十五。
[0015] 進(jìn)一步地，所述步驟1)中，前期剝巖尾礦中尾泥的自然含水率多5.0%。
[0016] 進(jìn)一步地，所述步驟1)中，脫泥劑的加入量為開(kāi)挖尾礦區(qū)域中泥土總量的 10. 0%~15. 0%。
[0017] 進(jìn)一步地，所述步驟3)中，常溫下靜置時(shí)間為6~8小時(shí)。
[0018] 干法脫泥技術(shù)的原理是利用脫泥劑對(duì)土壤的固化作用，在土壤顆粒之間產(chǎn)生水化 硅酸鹽類(lèi)粘結(jié)相，強(qiáng)化了巖石表面泥土層的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，使得巖石在破碎和篩分過(guò)程中泥土 固結(jié)體易與巖石本體分離。土壤與石頭界面主要是物理吸附相互作用，無(wú)化學(xué)結(jié)合，將其結(jié) 合力記為O 1，同時(shí)將巖石表面泥土層土壤顆粒之間的結(jié)合力記為〇2。如圖1所示，在不 加入脫泥劑的情況下，土壤顆粒之間的結(jié)合力也以物理吸附作用為主，則〇:與σ 2相當(dāng)， O1^ 〇 2。在外力沖擊過(guò)程中，表面泥土層自身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與界面處相當(dāng)，斷裂可發(fā)生在整個(gè) 結(jié)構(gòu)體的任何位置，泥土層碎片化，造成泥土與巖石分離不完全。如圖2所示，加入脫泥劑 后，土壤顆粒之間產(chǎn)生粘結(jié)相，σ 2轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)結(jié)合力，且〇 〇 2。在外力沖擊過(guò)程中由 于土壤與巖石界面處是整個(gè)材料結(jié)合力最小的地方，界面處最容易發(fā)生斷裂，使得粘附在 巖石表面的土壤整塊脫落，土壤與巖石分離較為完全。
[0019] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0020] 1、本發(fā)明將土壤固化的原理應(yīng)用于剝巖尾礦開(kāi)采加工，通過(guò)添加脫泥劑可顯著改 善碎石廣品外觀品貌，大幅減少泥土殘留，且含泥量指標(biāo)彳兩足GB/t 14685-2011中II類(lèi)品 以上要求。實(shí)驗(yàn)室模擬實(shí)驗(yàn)研宄表明，以天然土壤樣本為研宄對(duì)象，添加泥土總質(zhì)量10. 0% 的脫泥劑與不添加脫泥劑的情況進(jìn)行相比，在靜置時(shí)間均為12小時(shí)，沖擊高度和次數(shù)相同 的情況下，平均殘泥率由2. 65%降低到1. 04%，而脫泥合格品率由30. 0%提高到82. 7%。
[0021] 2、本發(fā)明所涉及方法為干法工藝，可大量減少碎石沖洗用水，節(jié)約水資源，具有明 顯的環(huán)境效益和社會(huì)效益，對(duì)水資源缺乏的干旱地區(qū)尤為顯著。
【附圖說(shuō)明】
[0022] 圖1~圖2為本發(fā)明剝巖尾礦干法脫泥方法原理示意圖；
[0023] 圖3為本發(fā)明剝巖尾礦干法脫泥方法的流程圖；
[0024] 圖4為剝巖尾礦照片圖；
[0025] 圖5為圖4采用本發(fā)明剝巖尾礦干法脫泥方法去除泥土篩分后的碎石照片圖；
[0026] 圖6~圖13為實(shí)施例中脫泥劑摻入量對(duì)碎石殘泥率分布的影響；
[0027] 圖14為實(shí)施例中不同脫泥劑摻入量下的平均碎石殘泥率和脫泥合格品率曲線 圖；
[0028] 圖15~圖22為實(shí)施例中脫泥劑反應(yīng)時(shí)間對(duì)碎石殘泥率分布的影響；
[0029] 圖23為實(shí)施例中不同反應(yīng)時(shí)間下的平均碎石殘泥率和脫泥合格品率曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，便于更清楚地了解本 發(fā)明，但它們不對(duì)本發(fā)明構(gòu)成限定。
[0031] 圖3為本發(fā)明剝巖尾礦干法脫泥方法的流程圖。
[0032] 實(shí)施例1
[0033] 前期剝巖尾礦開(kāi)采加工過(guò)程中尾端產(chǎn)生的碎石總量和尾泥總量約為8 :1 (含土量 11. 1% )，估算本次開(kāi)挖尾礦區(qū)域（30mX20mX Im)泥土和碎石總量約為900噸，其中泥土總 量約為100噸，按開(kāi)挖尾礦區(qū)域泥土總量10%的比例加入總量為10噸的脫泥劑；
[0034] 使用挖掘機(jī)在本次開(kāi)挖尾礦區(qū)域中心位置先挖開(kāi)一個(gè)3mX3mX Im的大坑，將10 噸脫泥劑加入其中，再使用鏟車(chē)和挖掘機(jī)配合將本次開(kāi)挖尾礦區(qū)域的尾礦反復(fù)多次堆起再 攤平，直至脫泥劑與開(kāi)挖的尾礦混合均勻；
[0035] 將混合好的挖出尾礦在常溫下靜置6小時(shí)，使脫泥劑與挖出尾礦中的泥土顆粒充 分反應(yīng)；
[0036] 靜置時(shí)間充足后，使用挖掘機(jī)將挖出尾礦裝入破碎機(jī)中進(jìn)行破碎；
[0037] 破碎后的碎石和泥土的混合物通過(guò)皮帶進(jìn)入振動(dòng)網(wǎng)篩，直徑〈5. Omm的部分作為 尾泥收集，直徑>5. Omm的部分進(jìn)一步根據(jù)需求多級(jí)篩選得到各個(gè)尺寸且泥沙脫除干凈的 碎石材料。
[0038] 按照GB/T14685-2011中所述方法對(duì)本次生產(chǎn)碎石的含泥量進(jìn)行取樣測(cè)試，含泥 量為0. 48%，泥塊含量為0. 0%，滿足I類(lèi)品要求。
[0039] 實(shí)施例2
[0040] 前期剝巖尾礦開(kāi)采加工過(guò)程中尾端產(chǎn)生的碎石總量和尾泥總量約為6 :1 (含土量 14. 3% )，估算本次開(kāi)挖尾礦區(qū)域（30mX30mX Im)泥土和碎石總量約為1350噸，其中泥土 總量約為193噸，按開(kāi)挖尾礦區(qū)域泥土總量15%的比例加入總量為29噸的脫泥劑；<