CN111116070A - 一种利用铁尾矿制备的免烧骨料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开利用铁尾矿制备的免烧骨料的制备方法，包括取粒径为150μm以下的铁尾矿作为原料细粉；取所述原料细粉、粘结剂、增强剂和添加剂按质量份数比为60～85：10～30：3～10：1～7进行混合搅拌；造粒得到骨料半成品；筛选粒径为4.75mm以下的骨料半成品作为细骨料，反之作为粗骨料；在20～80℃保湿养护1～28天，得到免烧细、粗骨料；还公开利用铁尾矿制备的免烧骨料。采用粒径小的铁尾矿粉末作为原料制备免烧细、粗骨料，通过调节原料细粉、粘结剂、增强剂和添加剂之间的配比，增强产品整体致密性、早期强度和抗渗性能，无需高温烧结，降低生产能耗成本和烟尘处理成本，避免造成二次污染，得到充分的资源化利用。
Description
技术领域
本发明涉及骨料生产领域，具体涉及一种利用铁尾矿制备的免烧骨料及其制备方法。
背景技术
骨料是在混凝土中起骨架或填充作用的粒状松散材料。骨料作为混凝土中的主要原料，在建筑物中起骨架和支撑作用。目前的骨料主要分为天然骨料及人造骨料两种，天然骨料是指天然岩石或岩石经机械破碎、筛分制成的岩石颗粒，或者是由自然风化、水流搬运和分选、堆积而成的，粒径大于4.75mm的岩石颗粒。但是随着人们的环保意识提升，国家的环保监控越来越严格，天然砂石的开采也越来越严格，因此人造骨料的重要性也备受关注，市场占比日渐提升。
铁尾矿是选矿厂将矿石磨细选取有用组分后所排放的固体废料，是矿业开发特别是金属矿开发造成环境污染的重要来源。由于铁尾矿中含有粗细不一的颗粒及粉尘，若将铁尾矿随意丢弃不仅需要占用大量土地，给周围的生态环境造成很大的伤害，而且对人们的健康带来极大的危害，此外还要投入大量的处理和维护费用。
国内的铁尾矿通常被应用于生产机制砂、烧结骨料等领域。在生产机制砂的过程中，往往只筛取一定粒径范围的铁尾矿渣进行加工，而抛弃剩余的大量粉末，导致未能实现将粒径粗细不一的铁尾矿渣得到充分的资源化利用，造成严重的环境污染。并且传统的铁尾矿制备烧结成骨料，需要经过筛分、磨粉、造粒、烧结等工序，制备工艺复杂，同时烧结需要昂贵的燃料成本和烟尘处理成本，容易对环境造成二次污染。因此，如何解决粒径小的铁尾矿粉末为得到充分的资源化利用且降低加工成本的情况下制备免烧细、粗骨料成为当下的主要技术难题。
发明内容
为了克服上述技术问题，本发明公开了一种利用铁尾矿制备的免烧骨料的制备方法；还公开了一种利用铁尾矿制备的免烧骨料。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：
一种利用铁尾矿制备的免烧骨料的制备方法，其制备方法包括以下步骤：
步骤一，将铁尾矿进行筛分，取粒径为150μm以下的颗粒作为原料细粉；
步骤二，取所述原料细粉、粘结剂、增强剂和添加剂混合搅拌，得到混合物，其中原料细粉、粘结剂、增强剂和添加剂的质量份数比为60～85：10～30：3～10：1～7；
步骤三，取所述混合物进行造粒处理，得到骨料半成品；
步骤四，将所述骨料半成品进行筛分，筛选粒径为4.75mm以下的骨料半成品作为细骨料，粒径大于4.75mm的骨料半成品作为粗骨料；
步骤五，将所述细骨料和所述粗骨料在20～80℃下保湿养护1～28天，得到免烧细骨料和免烧粗骨料。
上述的利用铁尾矿制备的免烧骨料的制备方法，其中所述增强剂包括但不限于矿粉、硅灰、石英细粉。
上述的利用铁尾矿制备的免烧骨料的制备方法，其中所述增强剂的比表面积大于或等于350m2/kg。
上述的利用铁尾矿制备的免烧骨料的制备方法，其中所述粘结剂包括但不限于普通硅酸盐水泥、固废水泥。
上述的利用铁尾矿制备的免烧骨料的制备方法，其中所述添加剂包括但不限于甲酸钙、水泥膨胀剂。
上述的利用铁尾矿制备的免烧骨料的制备方法，其中甲酸钙和水泥膨胀剂的质量份数比为0.5～1.5:0.5～5.5。
上述的利用铁尾矿制备的免烧骨料的制备方法，其中在将铁尾矿进行筛分时，所述制备方法进一步包括：取粒径大于150μm的颗粒作为免烧细骨料。
一种利用铁尾矿制备的免烧骨料，按质量份数计，包括以下组分：铁尾矿原料细粉60～85份、粘结剂10～30份、增强剂3～10份和添加剂1～7份；其中，所述铁尾矿原料细粉的粒径为150μm以下。
上述的利用铁尾矿制备的免烧骨料，其中所述粘结剂包括但不限于普通硅酸盐水泥、固废水泥；所述增强剂包括但不限于矿粉、硅灰、石英细粉；所述添加剂包括但不限于甲酸钙、水泥膨胀剂。
上述的利用铁尾矿制备的免烧骨料，其中所述增强剂的比表面积大于或等于350m2/kg。
本发明的有益效果为：本发明的制备方法采用粒径小的铁尾矿粉末作为原料制备免烧细、粗骨料，通过调节原料细粉、粘结剂、增强剂和添加剂之间的配比，增强产品的整体致密性、早期强度和抗渗性能，并且只需经过常温保湿养护，无需高温烧结，降低生产能耗成本和烟尘处理成本，避免对环境造成二次污染，实现对粒径粗细不一的铁尾矿粉末得到充分的资源化利用，避免造成资源浪费和健康问题。其中，粘结剂采用无机胶凝材料，有效地提高产品的整体强度；增强剂采用比表面积大的微粉型增强材料，可填补产品内部缝隙，避免出现裂纹缺陷，提高产品颗粒的整体致密性和强度；添加剂有效地提高免烧细骨料和免烧粗骨料的早期强度和抗渗性性能。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步说明，以使本发明技术方案更易于理解、掌握，而非对本发明进行限制。
本发明提供的一种利用铁尾矿制备的免烧骨料的制备方法，其制备方法包括以下步骤：
步骤一，将铁尾矿进行筛分，取粒径为150μm以下的颗粒作为原料细粉，实现对小粒径的铁尾矿粉末得到充分的资源化利用，避免造成资源浪费而产生环境问题；
步骤二，取所述原料细粉、粘结剂、增强剂和添加剂混合搅拌，得到混合物，其中原料细粉、粘结剂、增强剂和添加剂的质量份数比为60～85：10～30：3～10：1～7；
步骤三，取所述混合物进行造粒处理，得到骨料半成品；
步骤四，将所述骨料半成品进行筛分，筛选粒径为4.75mm以下的骨料半成品作为细骨料，粒径大于4.75mm的骨料半成品作为粗骨料；
步骤五，将所述细骨料和所述粗骨料在20～80℃下保湿养护1～28天，得到免烧细骨料和免烧粗骨料，所述细骨料和所述粗骨料只需经过常温保湿养护，无需高温烧结，降低生产能耗成本和烟尘处理成本。
较佳地，所述增强剂包括但不限于矿粉、硅灰、石英细粉，且所述增强剂的比表面积大于或等于350m2/kg，由于所述增强剂的比表面积大，可填补免烧细骨料和免烧粗骨料的内部缝隙，避免出现裂纹缺陷，提高产品颗粒的整体致密性和强度；所述添加剂包括但不限于甲酸钙、水泥膨胀剂，优选地，甲酸钙和水泥膨胀剂的质量份数比为0.5～1.5:0.5～5.5，有效地提高免烧细骨料和免烧粗骨料的早期强度和抗渗性性能；所述粘结剂包括但不限于普通硅酸盐水泥、固废水泥，所述粘结剂采用无机胶凝材料，有效地提高免烧细骨料和免烧粗骨料的整体强度。
优选地，在将铁尾矿进行筛分时，所述制备方法进一步包括：取粒径大于150μm的颗粒作为免烧细骨料，可直接使用，实现对粗细不一的铁尾矿渣得到充分的资源化利用，避免造成资源浪费而产生环境问题。
本发明还提供了一种利用铁尾矿制备的免烧骨料，按质量份数计，包括以下组分：铁尾矿原料细粉60～85份、粘结剂10～30份、增强剂3～10份和添加剂1～7份；其中，所述铁尾矿原料细粉的粒径为150μm以下。
较佳地，所述粘结剂包括但不限于普通硅酸盐水泥、固废水泥，有效地提高免烧细骨料和免烧粗骨料的整体强度；所述增强剂包括但不限于矿粉、硅灰、石英细粉，且所述增强剂的比表面积大于或等于350m2/kg，由于所述增强剂的比表面积大，可填补免烧细骨料和免烧粗骨料的内部缝隙，避免出现裂纹缺陷，提高产品颗粒的整体致密性和强度；所述添加剂包括但不限于甲酸钙、水泥膨胀剂，有效地提高免烧细骨料和免烧粗骨料的早期强度和抗渗性性能。
实施例1：本实施例提供的一种利用铁尾矿制备的免烧骨料的制备方法，其制备方法包括以下步骤：
步骤一，将铁尾矿进行筛分，取粒径为150μm以下的颗粒作为原料细粉；
步骤二，取所述原料细粉、普通硅酸盐水泥、硅灰和水泥膨胀剂混合搅拌，得到混合物，其中原料细粉、普通硅酸盐水泥、硅灰和水泥膨胀剂的质量份数比为85：10：3：2；
步骤三，取所述混合物进行造粒处理，得到骨料半成品；
步骤四，将所述骨料半成品进行筛分，筛选粒径为4.75mm以下的骨料半成品作为细骨料，粒径大于4.75mm的骨料半成品作为粗骨料；
步骤五，将所述细骨料和所述粗骨料在80℃下保湿养护1天，得到免烧细骨料和免烧粗骨料。
本实施例还提供了一种利用铁尾矿制备的免烧骨料，按质量份数计，包括以下组分：铁尾矿原料细粉85份、普通硅酸盐水泥10份、硅灰3份和水泥膨胀剂2份；其中，所述铁尾矿原料细粉的粒径为150μm以下。
对实施例1制得的免烧细骨料和免烧粗骨料分别进行性能参数测定，具体测定结果如表1所示。
实施例2：本实施例提供的一种利用铁尾矿制备的免烧骨料的制备方法，其制备方法包括以下步骤：
步骤一，将铁尾矿进行筛分，取粒径为150μm以下的颗粒作为原料细粉；
步骤二，取所述原料细粉、普通硅酸盐水泥、石英细粉和水泥膨胀剂混合搅拌，得到混合物，其中原料细粉、普通硅酸盐水泥、石英细粉和水泥膨胀剂的质量份数比为80：14：5：1；
步骤三，取所述混合物进行造粒处理，得到骨料半成品；
步骤四，将所述骨料半成品进行筛分，筛选粒径为4.75mm以下的骨料半成品作为细骨料，粒径大于4.75mm的骨料半成品作为粗骨料；
步骤五，将所述细骨料和所述粗骨料在60℃下保湿养护3天，得到免烧细骨料和免烧粗骨料。
本实施例还提供了一种利用铁尾矿制备的免烧骨料，按质量份数计，包括以下组分：铁尾矿原料细粉80份、普通硅酸盐水泥14份、石英细粉5份和水泥膨胀剂1份；其中，所述铁尾矿原料细粉的粒径为150μm以下。
对实施例2制得的免烧细骨料和免烧粗骨料分别进行性能参数测定，具体测定结果如表1所示。
实施例3：本实施例提供的一种利用铁尾矿制备的免烧骨料的制备方法，其制备方法包括以下步骤：
步骤一，将铁尾矿进行筛分，取粒径为150μm以下的颗粒作为原料细粉；
步骤二，取所述原料细粉、固废水泥、硅灰与矿粉的混合物和水泥膨胀剂混合搅拌，得到混合物，其中原料细粉、固废水泥、硅灰与矿粉的混合物和水泥膨胀剂的质量份数比为75：15：3：7，其中硅灰与矿粉的质量份数比为1：2；
步骤三，取所述混合物进行造粒处理，得到骨料半成品；
步骤四，将所述骨料半成品进行筛分，筛选粒径为4.75mm以下的骨料半成品作为细骨料，粒径大于4.75mm的骨料半成品作为粗骨料；
步骤五，将所述细骨料和所述粗骨料在40℃下保湿养护7天，得到免烧细骨料和免烧粗骨料。
本实施例还提供了一种利用铁尾矿制备的免烧骨料，按质量份数计，包括以下组分：铁尾矿原料细粉75份、固废水泥15份、硅灰与矿粉的混合物3份和水泥膨胀剂7份；其中，所述铁尾矿原料细粉的粒径为150μm以下。
对实施例3制得的免烧细骨料和免烧粗骨料分别进行性能参数测定，具体测定结果如表1所示。
实施例4：本实施例提供的一种利用铁尾矿制备的免烧骨料的制备方法，其制备方法包括以下步骤：
步骤一，将铁尾矿进行筛分，取粒径为150μm以下的颗粒作为原料细粉；
步骤二，取所述原料细粉、普通硅酸盐水泥、硅灰与石英细粉的混合物和水泥膨胀剂混合搅拌，得到混合物，其中原料细粉、普通硅酸盐水泥、硅灰与石英细粉的混合物和水泥膨胀剂的质量份数比为70：15：10：5，其中硅灰与石英细粉的质量份数比为1：4；
步骤三，取所述混合物进行造粒处理，得到骨料半成品；
步骤四，将所述骨料半成品进行筛分，筛选粒径为4.75mm以下的骨料半成品作为细骨料，粒径大于4.75mm的骨料半成品作为粗骨料；
步骤五，将所述细骨料和所述粗骨料在30℃下保湿养护28天，得到免烧细骨料和免烧粗骨料。
本实施例还提供了一种利用铁尾矿制备的免烧骨料，按质量份数计，包括以下组分：铁尾矿原料细粉70份、普通硅酸盐水泥15份、硅灰与石英细粉的混合物10份和水泥膨胀剂5份；其中，所述铁尾矿原料细粉的粒径为150μm以下。
对实施例4制得的免烧细骨料和免烧粗骨料分别进行性能参数测定，具体测定结果如表1所示。
实施例5：本实施例提供的一种利用铁尾矿制备的免烧骨料的制备方法，其制备方法包括以下步骤：
步骤一，将铁尾矿进行筛分，取粒径为150μm以下的颗粒作为原料细粉；
步骤二，取所述原料细粉、普通硅酸盐水泥、矿粉和水泥膨胀剂混合搅拌，得到混合物，其中原料细粉、普通硅酸盐水泥、矿粉和水泥膨胀剂的质量份数比为60：30：7：3；
步骤三，取所述混合物进行造粒处理，得到骨料半成品；
步骤四，将所述骨料半成品进行筛分，筛选粒径为4.75mm以下的骨料半成品作为细骨料，粒径大于4.75mm的骨料半成品作为粗骨料；
步骤五，将所述细骨料和所述粗骨料在20℃下保湿养护28天，得到免烧细骨料和免烧粗骨料。
本实施例还提供了一种利用铁尾矿制备的免烧骨料，按质量份数计，包括以下组分：铁尾矿原料细粉60份、普通硅酸盐水泥30份、矿粉7份和水泥膨胀剂3份；其中，所述铁尾矿原料细粉的粒径为150μm以下。
对实施例5制得的免烧细骨料和免烧粗骨料分别进行性能参数测定，具体测定结果如表1所示。
实施例6：本实施例提供的一种利用铁尾矿制备的免烧骨料的制备方法，其制备方法包括以下步骤：
步骤一，将铁尾矿进行筛分，取粒径为150μm以下的颗粒作为原料细粉；
步骤二，取所述原料细粉、普通硅酸盐水泥、矿粉、以及甲酸钙与水泥膨胀剂的混合物混合搅拌，得到混合物，其中原料细粉、普通硅酸盐水泥、水泥膨胀剂和甲酸钙的混合物、矿粉的质量份数比为64：30：3：3，其中甲酸钙与水泥膨胀剂的质量份数比为0.8：2.2；
步骤三，取所述混合物进行造粒处理，得到骨料半成品；
步骤四，将所述骨料半成品进行筛分，筛选粒径为4.75mm以下的骨料半成品作为细骨料，粒径大于4.75mm的骨料半成品作为粗骨料；
步骤五，将所述细骨料和所述粗骨料在20℃下保湿养护28天，得到免烧细骨料和免烧粗骨料。
本实施例还提供了一种利用铁尾矿制备的免烧骨料，按质量份数计，包括以下组分：铁尾矿原料细粉64份、普通硅酸盐水泥30份、水泥膨胀剂和甲酸钙混合物3份、矿粉3份；其中，所述铁尾矿原料细粉的粒径为150μm以下。
对实施例6制得的免烧细骨料和免烧粗骨料分别进行性能参数测定，具体测定结果如表1所示。
表1免烧细骨料和免烧粗骨料的性能参数测定结果
本发明的制备方法采用粒径小的铁尾矿粉末作为原料制备免烧细、粗骨料，通过调节原料细粉、粘结剂、增强剂和添加剂之间的配比，增强产品的整体致密性、早期强度和抗渗性能，并且只需经过常温保湿养护，无需高温烧结，降低生产能耗成本和烟尘处理成本，避免对环境造成二次污染，实现对粒径粗细不一的铁尾矿粉末得到充分的资源化利用，避免造成资源浪费和健康问题。其中，粘结剂采用无机胶凝材料，有效地提高产品的整体强度；增强剂采用比表面积大的微粉型增强材料，可填补产品内部缝隙，避免出现裂纹缺陷，提高产品颗粒的整体致密性和强度；添加剂有效地提高免烧细骨料和免烧粗骨料的早期强度和抗渗性性能。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术手段和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。故凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明之形状、构造及原理所作的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种利用铁尾矿制备的免烧骨料的制备方法，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：
步骤一，将铁尾矿进行筛分，取粒径为150μm以下的颗粒作为原料细粉；
步骤二，取所述原料细粉、粘结剂、增强剂和添加剂混合搅拌，得到混合物，其中原料细粉、粘结剂、增强剂和添加剂的质量份数比为60～85：10～30：3～10：1～7；
步骤三，取所述混合物进行造粒处理，得到骨料半成品；
步骤四，将所述骨料半成品进行筛分，筛选粒径为4.75mm以下的骨料半成品作为细骨料，粒径大于4.75mm的骨料半成品作为粗骨料；
步骤五，将所述细骨料和所述粗骨料在20～80℃下保湿养护1～28天，得到免烧细骨料和免烧粗骨料。
2.根据权利要求1所述的利用铁尾矿制备的免烧骨料的制备方法，其特征在于，所述增强剂包括但不限于矿粉、硅灰、石英细粉。
3.根据权利要求2所述的利用铁尾矿制备的免烧骨料的制备方法，其特征在于，所述增强剂的比表面积大于或等于350m2/kg。
4.根据权利要求2所述的利用铁尾矿制备的免烧骨料的制备方法，其特征在于，所述粘结剂包括但不限于普通硅酸盐水泥、固废水泥。
5.根据权利要求4所述的利用铁尾矿制备的免烧骨料的制备方法，其特征在于，所述添加剂包括但不限于甲酸钙、水泥膨胀剂。
6.根据权利要求5所述的利用铁尾矿制备的免烧骨料的制备方法，其特征在于，甲酸钙和水泥膨胀剂的质量份数比为0.5～1.5:0.5～5.5。
7.根据权利要求1所述的利用铁尾矿制备的免烧骨料的制备方法，其特征在于，在将铁尾矿进行筛分时，所述制备方法进一步包括：取粒径大于150μm的颗粒作为免烧细骨料。
8.一种利用铁尾矿制备的免烧骨料，其特征在于，按质量份数计，包括以下组分：铁尾矿原料细粉60～85份、粘结剂10～30份、增强剂3～10份和添加剂1～7份；其中，所述铁尾矿原料细粉的粒径为150μm以下。
9.根据权利要求8所述的利用铁尾矿制备的免烧骨料，其特征在于，所述粘结剂包括但不限于普通硅酸盐水泥、固废水泥；所述增强剂包括但不限于矿粉、硅灰、石英细粉；所述添加剂包括但不限于甲酸钙、水泥膨胀剂。
10.根据权利要求9所述的利用铁尾矿制备的免烧骨料，其特征在于，所述增强剂的比表面积大于或等于350m2/kg。
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