CN103288371A - 一种钨尾矿混凝土掺合料及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种钨尾矿混凝土掺合料及其应用，属于固体废弃物综合利用领域。本发明所提供的钨尾矿混凝土掺合料包括钨尾矿与生石灰，所述生石灰的添加量占钨尾矿质量的百分比为5%-15%；所述混凝土掺合料中还含有占钨尾矿质量百分比为0.5%-1%的硫酸盐和/或水玻璃；掺合料中细度为-400目的颗粒占掺合料总质量的80%以上。本发明的制备方法简单、易行，可大量利用钨尾矿生产掺合料，大大提高钨尾矿的综合利用价值，变废为宝，具有很好的经济效应和环境效应。本发明所需原料来源广泛，价格低廉，经活化处理后的钨尾矿用作混凝土掺合料，可适当减少水泥用量，降低工程造价。

Description

一种钨尾矿混凝土掺合料及其应用

技术领域

本发明涉及一种钨尾矿混凝土掺合料及其应用，属于固体废弃物综合利用领域。

背景技术

钨尾矿是钨矿经选别后产生的固体废弃物，其主要矿物组成为石榴子石。长期以来，大多数公司都致力于钨矿的开采加工，而对钨尾矿的研究应用相对较少，目前还没有一种真正高效综合利用钨尾矿的途径。这些尾矿不仅侵占了大量的土地，污染环境破坏生态平衡，而且每年还需投入大量资金处理，不利于经济建设与环境协调发展。

在厂房、隧道、公路和房建工程的混凝土中掺入适量的掺合料，有利于增加混凝土的密实度，提高混凝土的耐久性和工作性，以及减少混凝土水化热温升，抑制碱骨料反应，抵抗混凝土收缩裂纹，并能节约水泥，降低成本。因此，混凝土掺合料普遍应用于工程建筑领域。国内常用的混凝土掺合料有粉煤灰、硅灰、矿渣粉等，并已用相关的技术标准。

据报道，目前国内钨尾矿有用于生产微晶玻璃、陶瓷、免烧砖和空心砖，但数量十分有限，还未见有将其用作混凝土掺合料的相关研究报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钨尾矿混凝土掺合料及其制备和应用；在开发一种新型混凝土掺合料的同时，也为钨尾矿这种固体废弃物寻找一条具有更高附加值的途径。

本发明所述的一种钨尾矿混凝土掺合料，所述混凝土掺合料包括钨尾矿与生石灰，所述生石灰的添加量占钨尾矿质量的百分比为5%-15%；所述钨尾矿中石榴子石的质量百分含量≥70%、水的质量百分含量≤5%。

本发明所述的一种钨尾矿混凝土掺合料，所述混凝土掺合料中还含有占钨尾矿质量百分比为0.5%-1%的硫酸盐和/或水玻璃。

本发明所述的一种钨尾矿混凝土掺合料，所述硫酸盐选自天然硬石膏、煅烧硬石膏、半水石膏、芒硝中的至少一种。

本发明所述的一种钨尾矿混凝土掺合料，掺合料中，细度为-400目的颗粒的质量百分含量≥80%。

本发明所述的一种钨尾矿混凝土掺合料的制备方法，是将生石灰、硫酸盐和/或水玻璃添加至钨尾矿中，混合均匀，磨细至细度为-400目的颗粒的质量百分含量≥80%，得到钨尾矿混凝土掺合料。

本发明所述的一种钨尾矿混凝土掺合料的应用，所述应用包括含有该钨尾矿混凝土掺合料的混凝土或混凝土制品；所述混凝土或混凝土制品中含占水泥质量10wt%～20wt%的掺合料；所述混凝土或混凝土制品按重量比计，包括下述组分：

水泥：砂：石：水=12～15：33～39：45～53：6～8。

本发明所述的钨尾矿混凝土掺合料可用于厂房、公路房间工程混凝土，混凝土中掺合料的适宜掺加量范围为混凝土中水泥质量的10wt%～20wt%，具体掺加量视混凝土等级要求而定；取代水泥量的适宜范围为10wt%～20wt%，具体掺加量视混凝土等级要求而定。

本发明具有以下优点和积极效果：

（1）本发明大量利用钨尾矿生产掺合料,大大提高钨尾矿的综合利用价值，变废为宝，具有很好的经济效应和环境效应。

（2）本发明的掺合料可在混凝土中作为一种微细填料，填充于水泥颗粒之间，可以在一定程度上改善混凝土的抗压强度。

（3）本发明所需原料来源广泛，价格低廉，经活化处理后的钨尾矿用作混凝土掺合料，可适当减少水泥用量，降低工程造价。

（4）施工工艺简单，设备要求低，便于操作，且混凝土质量能得以保证。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步说明本发明的内容，但本发明并不局限于以下实施例，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明精神和范围的情况下，还可以作出各种变化，。因此，所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求限定。

实施例1：

以国内某地钨尾矿为原料制备混凝土掺合料及应用，包括以下步骤：将钨尾矿干燥，得到石榴子石含量为70-75wt%、水分含量≤5wt%的干燥钨尾矿，在干燥钨尾矿中加入生石灰、芒硝、水玻璃，混合均匀，生石灰添加量为干燥钨尾矿量的15wt%，芒硝为干燥钨尾矿量的0.5wt%，水玻璃为干燥钨尾矿量的0.5wt%；再将混合物装入球磨机中磨细至-400目的颗粒占混合物总质量的81%，得到掺合料，将掺按C30混凝土配合比将掺合料加入其中，掺合料等量取代10wt%的水泥，得到式样WH-B，检测WH-B的抗压强度，其检测结果如表1；同时按C30混凝土配合比，制备的式样WH-A，检测WH-A的抗压强度，其检测结果如表1。

表1试验混凝土配合比及抗压强度检测结果

从表1中可以看出在该混凝土配方中，用该方法制备的掺合料等量取代10%的水泥，混凝土试块的的7天强度和28天强度均有所提高。

实施例2：

以国内某地钨尾矿为原料制备混凝土掺合料及应用，包括以下步骤：将钨尾矿干燥，得到石榴子石含量为80-85wt%、水分含量≤5wt%的干燥钨尾矿，在干燥钨尾矿中加入生石灰、水玻璃，混合均匀，生石灰添加量为干燥钨尾矿量的10wt%，水玻璃为干燥钨尾矿量的1wt%。将混合物装入球磨机中磨细至-400目的颗粒占混合物总质量的91%，得到掺合料，将掺按C30混凝土配合比将掺合料加入其中，掺合量为10wt%，得到式样WH-C，检测WH-C的抗压强度，其检测结果如表2。

表2试验混凝土配合比及抗压强度检测结果

从表2中可以看出在该混凝土配方中，用该方法制备的掺合料掺和量为10%，混凝土试块的的7天强度保持不变，28天强度有所提高。

实施例3：

以国内某地钨尾矿为原料制备混凝土掺合料及应用，包括以下步骤：将钨尾矿干燥，得到石榴子石含量为85-90wt%、水分含量≤5wt%的干燥钨尾矿，在干燥钨尾矿中加入生石灰，混合均匀，生石灰添加量为干燥钨尾矿量的5wt%。将混合物装入球磨机中磨细至-400目的颗粒占混合物总质量的88%，得到掺合料，将掺按C30混凝土配合比将掺合料加入其中，掺合料量为20%，得到式样WH-E，检测WH-E的抗压强度，其检测结果如表3；同时按C30混凝土配合比，制备的式样WH-D，检测WH-D的抗压强度，其检测结果如表3。

表3试验混凝土配合比及抗压强度检测结果

从表3中可以看出在该混凝土配方中，用该方法制备的掺合料掺和量20%，混凝土试块的7天强度和28天强度基本能达到取代前的水平。

实施例4：

以国内某地钨尾矿为原料制备混凝土掺合料及应用，包括以下步骤：将钨尾矿干燥，得到石榴子石含量为90-95wt%、水分含量≤5wt%的干燥钨尾矿，在干燥钨尾矿中加入生石灰、天然硬石膏，混合均匀，生石灰添加量为干燥钨尾矿量的15wt%，天然硬石膏为干燥钨尾矿量的1wt%。将混合物装入球磨机中磨细至-400目的颗粒占混合物总质量的85%，得到掺合料，将掺按C30混凝土配合比将掺合料加入其中，掺合料等量取代15%的水泥，得到式样WH-F，检测WH-F的抗压强度，其检测结果如表4。

表4试验混凝土配合比及抗压强度检测结果

从表4中可以看出在该混凝土配方中，用该方法制备的掺合料等量取代15%的水泥，混凝土试块的的7天强度和28天强度均有所提高。

综上所述，本发明大量利用钨尾矿生产掺合料,大大提高钨尾矿的综合利用价值，变废为宝，具有很好的经济效应和环境效应。本发明的掺合料，在一定程度上改善混凝土的抗压强度，保证了混凝土的质量。同时本发明由于具有所需原料来源广泛、价格低廉、制备过程简单、对设备要求不高、所制备的掺合料可适当减少水泥用量的优势，在实际应用中可降低工程造价，具有较好的经济效益。

Claims (7)

1.一种钨尾矿混凝土掺合料，所述混凝土掺合料包括钨尾矿与生石灰，所述生石灰的添加量占钨尾矿质量的百分比为5%-15%。

2.根据权利要求1所述的一种钨尾矿混凝土掺合料，其特征在于：钨尾矿中石榴子石的质量百分含量≥70%、水的质量百分含量≤5%。

3.根据权利要求2所述的一种钨尾矿混凝土掺合料，其特征在于：掺合料中，细度为-400目的颗粒的质量百分含量≥80%。

4.根据权利要求3所述的一种钨尾矿混凝土掺合料，其特征在于：所述混凝土掺合料中还含有占钨尾矿质量百分比为0.5%-1%的硫酸盐和/或水玻璃。

5.根据权利要求4所述的一种钨尾矿混凝土掺合料，其特征在于：所述硫酸盐选自天然硬石膏、煅烧硬石膏、半水石膏、芒硝中的至少一种。

6.一种如权利要求5所述的钨尾矿混凝土掺合料的应用，其特征在于：所述应用包括含有该钨尾矿混凝土掺合料的混凝土或混凝土制品；所述混凝土或混凝土制品中含占水泥质量10%～20%的掺合料。

7.根据权利要求6所述的所述的钨尾矿混凝土掺合料的应用，其特征在于：所述混凝土或混凝土制品按重量比计，包括下述组分：

水泥：砂：石：水=12～15：33～39：45～53：6～8。