CN103420650A - 一种土壤固化剂处理磁铁尾矿的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种土壤固化剂处理磁铁尾矿的方法，将土壤固化剂与磁铁尾矿均匀搅拌掺合，并掺加适量的胶结材料：土壤固化剂为0.01-0.5%，胶结材料为1-15%，其余为磁铁尾矿，掺配的比例均为质量比，将以上混合物制成复合材料。应用本发明所述的方法，能够形成可再利用的复合材料，用作筑路、当作免烧砖等，节约资源、保护环境、对于促进建筑业和交通筑路技术创新和结构调整，转变经济增长方式具有十分重要的意义。

Description

一种土壤固化剂处理磁铁尾矿的方法

技术领域

本发明涉及尾矿处理技术领域，尤其涉及一种土壤固化剂处理磁铁尾矿的方法。

背景技术

近几年来经济较快发展，粗放的采矿模式和传统的工艺形成了大量的尾矿，占用了大量土地。选矿中产生的铜离子、铅离子、锌离子，甚至砷、汞等有害物质及选矿中所加的药剂会随矿水流入附近河流或渗入地下，严重污染河流及地下水源。流经尾矿堆放场所的地表水，也通过与尾矿相互作用，溶解某些有害组分并携带转移，造成大范围污染。尾矿的大量堆存，成为潜在的地质灾害源，已成为矿区最大的安全隐患。此外，尾矿库是一个具有高势能的人造泥石流危险源，极其容易产生溃坝危险，一旦失事，将给工农业生产及下游人民生命财产造成巨大的灾害和损失。资源开发和保护环境的矛盾尤为突出,是当前政府急于破解的难题。采用土壤固化剂处理尾矿废渣，替代实心粘土砖和筑路用的沙石料项目，能够破解这一难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种土壤固化剂处理磁铁尾矿的方法，使尾矿得到进一步应用，造福人类。解决尾矿污染大、处理难的问题，不仅有利于当地自然环境的保护和改善，也有利于促进当地经济发展、保持矿业的可持续、稳健发展。同时，积极推行土壤固化剂处理磁铁尾矿技术，不仅具有经济效益，环境效益和社会效益，还具有投资少，效益高，便于操作，适应性强，操作模式可复制等特点，非常具有实用性。

本发明提出的磁铁尾矿处理应用技术，技术的关键是新材料土壤固化剂的使用问题，即如何与尾矿以及胶结材料复合，并通过一定的施工工艺形成板结体。如用作筑路材料，满足无侧限抗压强度、抗冻融性、水稳定性等一系列性能要求，如用作免烧砖材料，满足强度高，密实度好，抗冻，隔音，隔热，保温性能好等要求标准。

本发明采用的技术方案如下:

一种土壤固化剂处理磁铁尾矿的方法，将土壤固化剂与磁铁尾矿均匀搅拌掺合，并掺加适量的胶结材料如熟石灰、水泥等：

土壤固化剂为0.01-0.5%，

胶结材料为1-15%，

其余为磁铁尾矿，掺配的比例均为质量比。

将以上混合物制成复合材料。

经过大量研究分析表明，所述复合材料形成的板结体含有较多的结晶体，并有少量水化硫铝酸钙针状晶体存在。该复合材料的反应机理是这样形成的，首先磁铁尾矿的主要矿物成分主要是磁铁、石英、长石、角闪石、辉石等；土壤固化剂是一种含有特殊激发剂的强催化剂；水泥的主要成分是硅酸三钙、硅酸二钙等。当将土壤固化剂、胶结材料在与磁铁尾矿以及适量水掺配复合的时，发生如下一系列反应：水泥或石灰的有效成分在含水状态下发生强烈水解和水化作用，同时从溶液中分解出氢氧化钙并形成其他水化物，该水化物进一步与尾矿粉、粉煤灰中的活性二氧化硅和三氧化二铝反应，形成低碱性硅酸盐、铝酸盐水化物；同时由于土壤固化剂中含有大量的激发剂和促进剂，其分散、吸附效应使水泥水化点增加，改善了水泥、石灰、磁铁尾矿粉、粉煤灰微粒的界面状况，水化反应得以加速，更有效地与其中的活性成分如SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO等发生剧烈反应并在常温下硬化产生相当的强度，促使砖坯结构致密、强度提高。

应用本发明所述的方法，能够形成可再利用的复合材料，用作筑路、当作免烧砖等，不仅很好地为政府承担了社会责任；也是节约资源、保护环境、实施可持续发展战略的客观需求；更是从根本上治理矿山环境、确保承德和京津地区人民饮水安全的重要途径。对于促进建筑业和交通筑路技术创新和结构调整，转变经济增长方式具有十分重要的意义。

具体实施方式

实施案例：

以承德磁铁尾矿为例，用作路面基层和底基层材料，各原材料的配合比（其中水为外掺加）：

土壤固化剂                      0.05%

水泥                               5%

磁铁尾矿粉                        94%

水                               适量

参照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》JTJG+E51-2009和《公路土工试验规程》 JTG E40-2007实验方法进行路面基层材料重型击实试验和无侧限抗压强度测试，该配合比的最大干密度为2.01g/cm3，最佳含水率为7.0%，制作直径50mm、高度50mm试件，压实度控制为98％，标准养生7天无侧限抗压强度为2.5-3.6MPa，完全满足高等级公路的路用标准。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种土壤固化剂处理磁铁尾矿的方法，其特征在于，将土壤固化剂与磁铁尾矿均匀搅拌掺合，并掺加适量的胶结材料：土壤固化剂为0.01-0.5%，胶结材料为1-15%，其余为磁铁尾矿，掺配的比例均为质量比，将以上混合物制成复合材料。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，土壤固化剂是一种浓缩的复合型酸类化合物，无挥发不易燃，具有很强的氧化、溶解能力。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述胶结材料为水泥，可以为普通硅酸盐水泥、粉煤灰水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰水泥。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述胶结材料为石灰，是经石灰石高温煅烧后所得的产物，含有氧化钙和氧化镁的石灰，且经过消解后的熟石灰，一般地要求三级灰以上。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，磁铁尾矿至少含有磁铁2%、石英80%、长石15%、角闪石1.5%、辉石1%、云母0.5%，粒度在200目，粒径0.72-2mm，比重为2.5。

6.根据权利要求1所述方法制成的复合材料，用作筑路材料，各原材料的配比如下：土壤固化剂为0.01-0.5%，胶结材料如石灰、水泥为1-6%，或辅以适量粉煤灰1%-20%，其余为磁铁尾矿，掺配的比例均为质量比。

7.根据权利要求1所述方法制成的复合材料，用作免烧砖，各原材料的配比情况如下：土壤固化剂为0.01-0.5%，胶结材料为1-15%，或辅以适量粉煤灰1%-20%，或辅以适量骨料0-30%，其余为磁铁尾矿，掺配的比例均为质量比。