CN106082741B - 一种尾矿制备活性混合材的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种尾矿制备活性混合材的方法，包括以下步骤：步骤1：将尾矿混匀，干燥后尾矿含水量控制在1％以下；步骤2：用去离子水将激发剂配置成一定溶度的溶液；所述的激发剂为聚醇胺型高分子和有机甘醇和水玻璃或硅酸钠；聚醇胺型高分子质量百分浓度为：5％‑20％，有机甘醇质量百分浓度为：5％‑20％，水玻璃或硅酸钠质量百分浓度为：20％‑60％；步骤3：称量一定量的尾矿，以尾矿的质量为基准，激发剂的添加量分别为聚醇胺型高分子：0.01％‑0.06％，有机甘醇：0.005％‑0.02％，水玻璃或硅酸钠：0.2％‑0.5％，采用磨机粉磨尾矿，获得尾矿活性混合材。

Description

一种尾矿制备活性混合材的方法
技术领域
本发明属于非金属矿开发利用和无机非金属材料领域，具体涉及一种尾矿制备活性混合材的方法。
背景技术
尾矿是工业固体废弃物的主要组成部分。世界各国每年采出的金属矿、非金属矿、煤、粘土等高达100亿t以上，排出的尾矿量约50亿t，以有色金属矿山累计堆存的尾矿为例，美国达到80亿t，前苏联为4l亿m3。目前我国发现的矿产有150多种，开发建立了8000多座矿山，累计生产尾矿59.7亿t，而且每年仍以3.0亿t的速度在增长。
尾矿长期堆放，占据了大量的农用、林用土地，从而导致尾矿库所在地区的土地资源失衡。由于尾矿多已磨至-0.074mm，储存的尾矿常位于河道、山谷、低地等地，常有渗流溢出，未复垦的尾矿库表面的沙尘可被风吹到库区周围，有时甚至形成矿尘暴，严重恶化周边地区的生活和生产条件。尾矿中的有关成分和残留的选矿药剂也会对大气和水造成严重污染，并导致土壤退化、植被破坏甚至直接危害人畜的生命安全。可见尾矿的综合利用和环境治理已经迫在眉睫。
尾矿的综合利用途径主要包括：1)回收尾矿中的有价组分；2)尾矿用作建筑材料及采空区填充料；3)尾矿用作土壤改良剂及微量元素肥料；4)利用尾矿复垦植被。目前，我国尾矿综合利用率仅为7％左右，与国外综合利用率为60％的先进水平相距甚远。
发明内容
本发明针对尾矿综合利用率不高，综合利用工艺复杂、生产成本高等技术上的不足，提出了一种以尾矿为原料，通过添加激活剂，采用机械-化学活化工艺制备了混凝土用活性混合材，不仅提高了尾矿的附加值，还真正实现了尾矿的整体利用，而且开拓了尾矿的应用领域。整体制备工艺绿色环保，具有重要的环境效益和经济效益。
为达到上述技术效果，本发明提供以下技术方案：
一种尾矿制备活性混合材的方法，包括以下步骤：
步骤1：将尾矿混匀，干燥后尾矿含水量控制在1％以下；
步骤2：用去离子水将激发剂配置成一定溶度的溶液；所述的激发剂为聚醇胺型高分子和有机甘醇和水玻璃或硅酸钠；聚醇胺型高分子质量百分浓度为：5％-20％，有机甘醇质量百分浓度为：5％-20％，水玻璃或硅酸钠质量百分浓度为：20％-60％；
步骤3：称量一定量的尾矿，以尾矿的质量为基准，激发剂的添加量分别为聚醇胺型高分子：0.01％-0.06％，有机甘醇：0.005％-0.02％，水玻璃或硅酸钠：0.2％-0.5％，采用磨机粉磨尾矿，获得尾矿活性混合材。
所述的方法，步骤一中所述的一定条件下干燥为：采用热气流干燥，干燥温度为100-300℃。
所述的方法，步骤三中，粉磨时间为：5min-60min。
所述的方法，步骤三中所述尾矿活性混合材的比表面积为：400-1200m2/kg。
根据GB/T17671-2005《水泥胶砂强度检验方法》(ISO法)制备水泥胶砂试块。以水泥315g、尾矿微细粉135g、普通河砂1350g、自来水225mL的比例制备水泥胶砂试块。
测定不同龄期胶砂试块的抗压强度，计算胶砂试块的活性指数。
计算公式如下：
H28＝(R/R0)×100
式中：H28是活性指数，单位是％；R是试验胶砂28天的抗压强度，单位是MPa；R0是对比胶砂28天抗压强度，单位是MPa；计算精度保留至0.1％。
本发明的有益效果在于：1)本发明以尾矿为原料，通过添加激活剂，采用机械-化学活化工艺制备了混凝土用活性混合材，制备工艺简单易行，绿色环保，环境效益和经济效益显著，适合大规模工业化生产；2)本发明采用机械-化学活化工艺直接把尾矿制备成活性混合材，制备工序耗时短，最快条件下十几分钟就可制备成活度指数不同的活性混合材，能耗较低；3)采用本发明方法制备的尾矿活性混合材表面积大，活性高，直接可代替矿渣或粉煤灰等活性材料应用于混凝土生产；4)本发明仅使用尾矿为原料，尾矿活性混合材在混凝土中的利用率最高可达30％，可实现尾矿的整体利用。
附图说明
图1本发明技术工艺流程图。
具体实施方式
下面结合本发明的实施例和附图对本发明作进一步的阐述和说明，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
将尾矿与激发剂按照重量百分比计，称量3.5kg的尾矿；以尾矿的质量为基准，加入0.015％的聚醇胺型高分子、0.2％的水玻璃和0.005％的有机甘醇，激发剂均以水溶液形式加入。采用磨机粉磨尾矿，粉磨时间为20min，获得尾矿活性混合材。
所用水泥为P.O52.5普通硅酸盐水泥，比表面积为357m2/Kg。
按照重量百分比计，将尾矿微细粉按30％与P.O52.5水泥配比均匀。根据GB/T17671-2005《水泥胶砂强度检验方法》(ISO法)制备水泥胶砂试块，根据GB/T12957-2005《用于水泥混合材的工业废渣活性试验方法》得出尾矿用作水泥活性混合材不同条件下活性试验结果。试验结果见表1。
表1尾矿用作水泥混合材活性试验结果
实施例2
1.将尾矿与激发剂按照重量百分比计，称量3.5kg的尾矿；以尾矿的质量为基准，加入0.02％的聚醇胺型高分子、0.4％的水玻璃和0.02％的有机甘醇。采用磨机粉磨尾矿，粉磨时间为50min，获得尾矿活性混合材。
2.所用水泥为P.O52.5普通硅酸盐水泥，比表面积为357m2/Kg。
3.按照重量百分比计，将尾矿微细粉按30％与P.O52.5水泥配比均匀。根据GB/T17671-2005《水泥胶砂强度检验方法》(ISO法)制备水泥胶砂试块，根据GB/T12957-2005《用于水泥混合材的工业废渣活性试验方法》得出尾矿用作水泥活性混合材不同条件下活性试验结果。试验结果见表2。
表2尾矿用作水泥混合材活性试验结果
实施例3
1.将尾矿与激发剂按照重量百分比计，称量3.5kg的尾矿；以尾矿的质量为基准，加入0.03％的聚醇胺型高分子、0.3％的水玻璃和0.01％的有机甘醇。采用磨机粉磨尾矿，粉磨时间为30min，获得尾矿活性混合材。
2.所用水泥为P.O52.5普通硅酸盐水泥，比表面积为357m2/Kg。
3.按照重量百分比计，将尾矿微细粉按30％与P.O52.5水泥配比均匀。根据GB/T17671-2005《水泥胶砂强度检验方法》(ISO法)制备水泥胶砂试块，根据GB/T12957-2005《用于水泥混合材的工业废渣活性试验方法》得出尾矿用作水泥活性混合材不同条件下活性试验结果。试验结果见表3。
表3尾矿用作水泥混合材活性试验结果
实施例4
1.将尾矿与激发剂按照重量百分比计，称量3.5kg的尾矿；以尾矿的质量为基准，加入0.05％的聚醇胺型高分子、0.4％的水玻璃和0.02％的有机甘醇。采用磨机粉磨尾矿，粉磨时间为30min，获得尾矿活性混合材。
2.所用水泥为P.O52.5普通硅酸盐水泥，比表面积为357m2/Kg。
3.按照重量百分比计，将尾矿微细粉分别按15％、20％、25％、30％、35％与P.O52.5水泥配比均匀。根据GB/T17671-2005《水泥胶砂强度检验方法》(ISO法)制备水泥胶砂试块，根据GB/T12957-2005《用于水泥混合材的工业废渣活性试验方法》得出尾矿用作水泥活性混合材不同条件下活性试验结果。试验结果见表10。
表10尾矿用作水泥混合材活性试验结果
结论：本发明尾矿活性混合材与水泥不同配比活性试验数据显示，尾矿活性混合材与水泥掺配比在30％以内时，水泥胶砂3d、7d、28d活性指数都超过了100％，说明经过活化的尾矿活性混合材可以等量替代30％的P.O52.5水泥，大大降低水泥的能耗和成本。既解决了大量尾矿堆存引起的土地占用及环境污染问题，也降低了水泥的生产成本，具有十分显著的经济效益和社会效益。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种尾矿制备活性混合材的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤（1）：将尾矿混匀，干燥后尾矿含水量控制在1%以下；
步骤（2）：用去离子水将激发剂配置成一定溶度的溶液；所述的激发剂为聚醇胺型高分子和有机甘醇和水玻璃或硅酸钠；聚醇胺型高分子质量百分浓度为：5%-20%，有机甘醇质量百分浓度为：5%-20%，水玻璃或硅酸钠质量百分浓度为：20%-60%；
步骤（3）：称量一定量的尾矿，以尾矿的质量为基准，激发剂的添加量分别为聚醇胺型高分子：0.01%-0.06%，有机甘醇：0.005%-0.02%，水玻璃或硅酸钠：0.2%-0.5%，采用磨机粉磨尾矿，获得尾矿活性混合材；所述尾矿活性混合材的比表面积为：400-1200m2/kg。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中所述的干燥为：采用热气流干燥，干燥温度为100-300℃。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）中，粉磨时间为：5min-60min。
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