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

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彭康
伦惠林
李阿鹏
欧阳静
金娇
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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[0001] 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[0002] 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。[0003] 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。[0004] 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[0005] 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。[0006] 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鹤尾矿质量的百分比为5%_15% ;所述鹤尾矿中石槽子石的质量百分含量彡70%、水的质量百分含量< 5%。[0007] 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。[0008] 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。[0009] 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%。[0010] 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。[0011] 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:[0012]水泥:砂:石:水=12 〜15:33 〜39:45 〜53:6 〜8。[0013] 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。[0014] 本发明具有以下优点和积极效果:[0015] (I)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。[0016] (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。[0017] (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。[0018] (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[0019] 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。[0020] 实施例1:[0021] 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,得到石槽子石含量为70_75wt%、水分含量< 5wt%的干燥鹤尾矿,在干燥鹤尾矿中加入生石灰、芒硝、水玻璃,混合均勻,生石灰添加量为干燥鹤尾矿量的15wt%,芒硝为干燥鹤尾矿量的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I ;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I。[0022] 表I试验混凝土配合比及抗压强度检测结果
Figure CN103288371AD00041
[0024] 从表I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。[0025] 实施例2:[0026] 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,得到石槽子石含量为80_85wt%、水分含量< 5wt%的干燥鹤尾矿,在干燥鹤尾矿中加入生石灰、水玻璃,混合均勻,生石灰添加量为干燥鹤尾矿量的10wt%,水玻璃为干燥鹤尾矿量的lwt%。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。[0027] 表2试验混凝土配合比及抗压强度检测结果
Figure CN103288371AD00051
[0029] 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。[0030] 实施例3:[0031] 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,得到石槽子石含量为85_90wt%、水分含量< 5wt%的干燥鹤尾矿,在干燥鹤尾矿中加入生石灰,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。[0032] 表3试验混凝土配合比及抗压强度检测结果
Figure CN103288371AD00061
[0034] 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。[0035] 实施例4:[0036] 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,得到石槽子石含量为90_95wt%、水分含量< 5wt%的干燥鹤尾矿,在干燥鹤尾矿中加入生石灰、天然硬石骨,混合均勻,生石灰添加量为干燥鹤尾矿量的15wt%,天然硬石骨为干燥鹤尾矿量的lwt%。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。[0037] 表4试验混凝土配合比及抗压强度检测结果
Figure CN103288371AD00062
[0039] 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。[0040] 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彡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。
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