一種尾礦制備活性混合材的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種尾礦制備活性混合材的方法，包括以下步驟：步驟1：將尾礦混勻，干燥后尾礦含水量控制在1％以下；步驟2：用去離子水將激發(fā)劑配置成一定溶度的溶液；所述的激發(fā)劑為聚醇胺型高分子和有機(jī)甘醇和水玻璃或硅酸鈉；聚醇胺型高分子質(zhì)量百分濃度為：5％?20％，有機(jī)甘醇質(zhì)量百分濃度為：5％?20％，水玻璃或硅酸鈉質(zhì)量百分濃度為：20％?60％；步驟3：稱量一定量的尾礦，以尾礦的質(zhì)量為基準(zhǔn)，激發(fā)劑的添加量分別為聚醇胺型高分子：0.01％?0.06％，有機(jī)甘醇：0.005％?0.02％，水玻璃或硅酸鈉：0.2％?0.5％，采用磨機(jī)粉磨尾礦，獲得尾礦活性混合材。
【專利說(shuō)明】
-種尾礦制備活性混合材的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于非金屬礦開發(fā)利用和無(wú)機(jī)非金屬材料領(lǐng)域，具體設(shè)及一種尾礦制備活 性混合材的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 尾礦是工業(yè)固體廢棄物的主要組成部分。世界各國(guó)每年采出的金屬礦、非金屬礦、 煤、粘±等高達(dá)100億tw上，排出的尾礦量約50億t，w有色金屬礦山累計(jì)堆存的尾礦為例， 美國(guó)達(dá)到80億t，前蘇聯(lián)為41億m3。目前我國(guó)發(fā)現(xiàn)的礦產(chǎn)有150多種，開發(fā)建立了8000多座礦 山，累計(jì)生產(chǎn)尾礦59.7億t，而且每年仍W3.0億t的速度在增長(zhǎng)。
[0003] 尾礦長(zhǎng)期堆放，占據(jù)了大量的農(nóng)用、林用±地，從而導(dǎo)致尾礦庫(kù)所在地區(qū)的±地資 源失衡。由于尾礦多已磨至-0.074mm，儲(chǔ)存的尾礦常位于河道、山谷、低地等地，常有滲流溢 出，未復(fù)星的尾礦庫(kù)表面的沙塵可被風(fēng)吹到庫(kù)區(qū)周圍，有時(shí)甚至形成礦塵暴，嚴(yán)重惡化周邊 地區(qū)的生活和生產(chǎn)條件。尾礦中的有關(guān)成分和殘留的選礦藥劑也會(huì)對(duì)大氣和水造成嚴(yán)重污 染，并導(dǎo)致±壤退化、植被破壞甚至直接危害人畜的生命安全?？梢娢驳V的綜合利用和環(huán)境 治理已經(jīng)迫在眉睫。
[0004] 尾礦的綜合利用途徑主要包括：1)回收尾礦中的有價(jià)組分;2)尾礦用作建筑材料 及采空區(qū)填充料;3)尾礦用作±壤改良劑及微量元素肥料;4)利用尾礦復(fù)星植被。目前，我 國(guó)尾礦綜合利用率僅為7%左右，與國(guó)外綜合利用率為60%的先進(jìn)水平相距甚遠(yuǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明針對(duì)尾礦綜合利用率不高，綜合利用工藝復(fù)雜、生產(chǎn)成本高等技術(shù)上的不 足，提出了一種W尾礦為原料，通過(guò)添加激活劑，采用機(jī)械-化學(xué)活化工藝制備了混凝±用 活性混合材，不僅提高了尾礦的附加值，還真正實(shí)現(xiàn)了尾礦的整體利用，而且開拓了尾礦的 應(yīng)用領(lǐng)域。整體制備工藝綠色環(huán)保，具有重要的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。
[0006] 為達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明提供W下技術(shù)方案：
[0007] -種尾礦制備活性混合材的方法，包括W下步驟：
[000引步驟1:將尾礦混勻，干燥后尾礦含水量控制在1 % W下；
[0009] 步驟2:用去離子水將激發(fā)劑配置成一定溶度的溶液;所述的激發(fā)劑為聚醇胺型高 分子和有機(jī)甘醇和水玻璃或娃酸鋼;聚醇胺型高分子質(zhì)量百分濃度為:5%-20%，有機(jī)甘醇 質(zhì)量百分濃度為:5%-20%，水玻璃或娃酸鋼質(zhì)量百分濃度為:20%-60% ;
[0010] 步驟3:稱量一定量的尾礦，W尾礦的質(zhì)量為基準(zhǔn)，激發(fā)劑的添加量分別為聚醇胺 型高分子:0.01%-0.06%，有機(jī)甘醇:0.005%-0.02%，水玻璃或娃酸鋼:0.2%-0.5%，采 用磨機(jī)粉磨尾礦，獲得尾礦活性混合材。
[0011] 所述的方法，步驟一中所述的一定條件下干燥為：采用熱氣流干燥，干燥溫度為 100-300 °C。
[0012] 所述的方法，步驟Ξ中，粉磨時(shí)間為:5min-60min。
[0013] 所述的方法，步驟Ξ中所述尾礦活性混合材的比表面積為:400-1200mVkg。
[0014] 根據(jù)GB/T17671 -2005《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法》（ISO法)制備水泥膠砂試塊。W水 泥315g、尾礦微細(xì)粉135g、普通河砂1350g、自來(lái)水225mL的比例制備水泥膠砂試塊。
[0015] 測(cè)定不同齡期膠砂試塊的抗壓強(qiáng)度，計(jì)算膠砂試塊的活性指數(shù)。
[0016] 計(jì)算公式如下：
[0017] 出 8=(R/R0)X100
[0018] 式中：出8是活性指數(shù)，單位是％ ;R是試驗(yàn)?zāi)z砂28天的抗壓強(qiáng)度，單位是MPa;R〇是對(duì) 比膠砂28天抗壓強(qiáng)度，單位是MPa;計(jì)算精度保留至0.1 %。
[0019] 本發(fā)明的有益效果在于：1)本發(fā)明W尾礦為原料，通過(guò)添加激活劑，采用機(jī)械-化 學(xué)活化工藝制備了混凝±用活性混合材，制備工藝簡(jiǎn)單易行，綠色環(huán)保，環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效 益顯著，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn);2)本發(fā)明采用機(jī)械-化學(xué)活化工藝直接把尾礦制備成活性 混合材，制備工序耗時(shí)短，最快條件下十幾分鐘就可制備成活度指數(shù)不同的活性混合材，能 耗較低;3)采用本發(fā)明方法制備的尾礦活性混合材表面積大，活性高，直接可代替礦渣或粉 煤灰等活性材料應(yīng)用于混凝±生產(chǎn);4)本發(fā)明僅使用尾礦為原料，尾礦活性混合材在混凝 ±中的利用率最高可達(dá)30%，可實(shí)現(xiàn)尾礦的整體利用。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1本發(fā)明技術(shù)工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面結(jié)合本發(fā)明的實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述和說(shuō)明，但本發(fā)明的內(nèi) 容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。
[0022] 實(shí)施例1
[0023] 將尾礦與激發(fā)劑按照重量百分比計(jì)，稱量3.化g的尾礦；W尾礦的質(zhì)量為基準(zhǔn)，加 入0.015%的聚醇胺型高分子、0.2%的水玻璃和0.005%的有機(jī)甘醇，激發(fā)劑均W水溶液形 式加入。采用磨機(jī)粉磨尾礦，粉磨時(shí)間為20min，獲得尾礦活性混合材。
[0024] 所用水泥為P. 052.5普通娃酸鹽水泥，比表面積為357m2/Kg。
[0025] 按照重量百分比計(jì)，將尾礦微細(xì)粉按30%與P.052.5水泥配比均勻。根據(jù)GB/ T17671-2005《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法KIS0法）制備水泥膠砂試塊，根據(jù)GB/T12957-2005 《用于水泥混合材的工業(yè)廢渣活性試驗(yàn)方法》得出尾礦用作水泥活性混合材不同條件下活 性試驗(yàn)結(jié)果。試驗(yàn)結(jié)果見表1。
[0026] 表1尾礦用作水泥混合材活性試驗(yàn)結(jié)果
[0027]
[002引
[0029] 實(shí)施例2
[0030] 1.將尾礦與激發(fā)劑按照重量百分比計(jì)，稱量3.化g的尾礦；W尾礦的質(zhì)量為基準(zhǔn)， 加入0.02%的聚醇胺型高分子、0.4%的水玻璃和0.02%的有機(jī)甘醇。采用磨機(jī)粉磨尾礦， 粉磨時(shí)間為50min，獲得尾礦活性混合材。
[0031] 2.所用水泥為P. 052.5普通娃酸鹽水泥，比表面積為357m2/Kg。
[0032] 3.按照重量百分比計(jì)，將尾礦微細(xì)粉按30%與P.052.5水泥配比均勻。根據(jù)GB/ T17671-2005《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法KIS0法）制備水泥膠砂試塊，根據(jù)GB/T12957-2005 《用于水泥混合材的工業(yè)廢渣活性試驗(yàn)方法》得出尾礦用作水泥活性混合材不同條件下活 性試驗(yàn)結(jié)果。試驗(yàn)結(jié)果見表2。
[0033] 表2尾礦用作水泥混合材活性試驗(yàn)結(jié)果
[0034]
[0035] 實(shí)施例3
[0036] 1.將尾礦與激發(fā)劑按照重量百分比計(jì)，稱量3.化g的尾礦；W尾礦的質(zhì)量為基準(zhǔn)， 加入0.03%的聚醇胺型高分子、0.3%的水玻璃和0.01 %的有機(jī)甘醇。采用磨機(jī)粉磨尾礦， 粉磨時(shí)間為30min，獲得尾礦活性混合材。
[0037] 2.所用水泥為P. 052.5普通娃酸鹽水泥，比表面積為357m2/Kg。
[003引 3.按照重量百分比計(jì)，將尾礦微細(xì)粉按30%與P.052.5水泥配比均勻。根據(jù)GB/ T17671-2005《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法KIS0法）制備水泥膠砂試塊，根據(jù)GB/T12957-2005 《用于水泥混合材的工業(yè)廢渣活性試驗(yàn)方法》得出尾礦用作水泥活性混合材不同條件下活 性試驗(yàn)結(jié)果。試驗(yàn)結(jié)果見表3。
[0039] 表3尾礦用作水泥混合材活性試驗(yàn)結(jié)果
[0040]
[0041 ] 實(shí)施例4
[0042] 1.將尾礦與激發(fā)劑按照重量百分比計(jì)，稱量3.化g的尾礦；W尾礦的質(zhì)量為基準(zhǔn)， 加入0.05%的聚醇胺型高分子、0.4%的水玻璃和0.02%的有機(jī)甘醇。采用磨機(jī)粉磨尾礦， 粉磨時(shí)間為30min，獲得尾礦活性混合材。
[0043] 2.所用水泥為P. 052.5普通娃酸鹽水泥，比表面積為357m2/Kg。
[0044] 3.按照重量百分比計(jì)，將尾礦微細(xì)粉分別按15%、20%、25%、30%、35%與 P. 052.5水泥配比均勻。根據(jù)GB/T17671-2005《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法》（ISO法)制備水泥膠 砂試塊，根據(jù)GB/T12957-2005《用于水泥混合材的工業(yè)廢渣活性試驗(yàn)方法》得出尾礦用作水 泥活性混合材不同條件下活性試驗(yàn)結(jié)果。試驗(yàn)結(jié)果見表10。
[0045] 表10尾礦用作水泥混合材活性試驗(yàn)結(jié)果
[0046]
[0047] 結(jié)論:本發(fā)明尾礦活性混合材與水泥不同配比活性試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，尾礦活性混合 材與水泥滲配比在30 % W內(nèi)時(shí)，水泥膠砂3d、7d、28d活性指數(shù)都超過(guò)了 100 %，說(shuō)明經(jīng)過(guò)活 化的尾礦活性混合材可W等量替代30%的P.052.5水泥，大大降低水泥的能耗和成本。既解 決了大量尾礦堆存引起的±地占用及環(huán)境污染問(wèn)題，也降低了水泥的生產(chǎn)成本，具有十分 顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
[0〇4引應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可W根據(jù)上述說(shuō)明加 W改進(jìn)或變換， 而所有運(yùn)些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種尾礦制備活性混合材的方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟(1):將尾礦混勻，干燥后尾礦含水量控制在1 %以下； 步驟(2):用去離子水將激發(fā)劑配置成一定溶度的溶液;所述的激發(fā)劑為聚醇胺型高分 子和有機(jī)甘醇和水玻璃或硅酸鈉;聚醇胺型高分子質(zhì)量百分濃度為:5%-20%，有機(jī)甘醇質(zhì) 量百分濃度為:5%-20%，水玻璃或硅酸鈉質(zhì)量百分濃度為:20%-60% ; 步驟(3):稱量一定量的尾礦，以尾礦的質(zhì)量為基準(zhǔn)，激發(fā)劑的添加量分別為聚醇胺型 高分子:0.01%-0.06%，有機(jī)甘醇:0.005%-0.02%，水玻璃或硅酸鈉:0.2%-0.5%，采用 磨機(jī)粉磨尾礦，獲得尾礦活性混合材。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟一中所述的一定條件下干燥為:采用 熱氣流干燥，干燥溫度為100-300 °C。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟三中，粉磨時(shí)間為:5min-60min。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟三中所述尾礦活性混合材的比表面積 為：400-1200m2/kg。
【文檔編號(hào)】C04B18/12GK106082741SQ201610403957
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月8日
【發(fā)明人】匡敬忠
【申請(qǐng)人】江西理工大學(xué)