CN106587806A - 赤泥基黄金尾矿路基专用固化剂及其制备方法和应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了赤泥基黄金尾矿路基专用固化剂及其制备方法和应用方法，属于道路工程领域，本发明要解决的技术问题为如何能够有效降低黄金尾矿的污染性，提升黄金尾矿路基的长期稳定性，满足黄金尾矿大规模应用到公路建设中，变废为宝，节省不可再生的土地资源。技术方案为：固化剂主要由以下重量配比的原料混合而成：水泥50‑60份，赤泥20‑35份，调节剂10‑25份，稳定剂1‑5份。采用上述固化剂的应用方法，将固化剂添加到黄金尾矿中，混合均匀后得到路基混合料，用路基混合料进行路基铺设即可，固化剂占路基混合料的质量百分比为8％‑12％。
Description
技术领域
本发明涉及道路工程领域，具体地说是赤泥基黄金尾矿路基专用固化剂及其制备方法和应用方法。
背景技术
黄金尾矿是矿石提取黄金精矿后所排出的废渣，黄金尾矿呈弱碱性，尾矿主要成分为SiO2和CaO，同时含有一定量的Fe2O3、Al2O3、MgO等。目前黄金尾矿处理的主要途径有：尾矿库堆存、焚烧法、生物法以及自然降解法等。
由于黄金矿尾矿粒度细，并含有选矿药剂以及金属离子，遇风容易飞扬，遇水容易流失，长期堆放，不仅占用大量土地，同时尾矿粉尘对周围环境构成危害。尾矿污染不仅占用土地，损害景观，而且破坏土壤，危害生物，淤塞河道，污染大气。因此，最大限度的减少黄金尾矿的堆存和危害，实现多渠道、大规模的资源化利用已迫在眉睫。
同时，随着我国公路建设工程的高速发展，路用材料正在消耗大量的不可再生自然资源。在国内经济发达地区和重要区域走廊的公路建设中，甚至出现了土源紧缺现象。这不仅对工程建设质量与工程进度造成了严重影响，同时也给我国18亿亩耕地红线造成了严重冲击。如果能够将黄金尾矿大规模的应用于庞大的公路工程建设，不仅可以变废为宝、节省宝贵的不可再生土地资源，也为以黄金尾矿为代表的工业废弃料的大规模减量化应用提供了一个最有效的途径，符合国家环境保护政策以及倡导低碳经济的基本原则。
现有的传统固化剂不能够有效减低黄金尾矿的污染性，长期稳定性较差。如果没有一种合适的黄金尾矿固化材料，就会严重制约黄金尾矿在公路行业的大规模应用。
专利号为CN 101792668 B公开了一种公路用固化剂的技术方案是，一种公路用固化剂，组成固化剂的成分按重量份为：高炉水渣10-30份、石灰20-40份、脱硫石膏5-15份、赤泥15-65份。本发明的公路用固化剂的生产方法是，有以下步骤：(1)将公路用固化剂4-35重量份、粉砂土65-96重量份和水10-25重量份混合搅拌均匀后，(2)摊铺厚度360-400mm，自然放置2小时后，(3)碾压成型，成型厚度160-200mm，成型后保湿养护后，即可在此路面基层上进行铺筑面层。但是该技术方案不能实现黄金尾矿在公路建设中利用，不能达到变废为宝的目的。
故如何能够有效降低黄金尾矿的污染性，提升黄金尾矿路基的长期稳定性，满足黄金尾矿大规模应用到公路建设中，变废为宝，节省不可再生的土地资源是目前现有技术中存在的技术问题。
发明内容
本发明的技术任务是提供赤泥基黄金尾矿路基专用固化剂及其制备方法和应用方法，来解决如何能够有效降低黄金尾矿的污染性，提升黄金尾矿路基的长期稳定性，满足黄金尾矿大规模应用到公路建设中，变废为宝，节省不可再生的土地资源的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：赤泥基黄金尾矿路基专用固化剂，主要由以下重量配比的原料混合而成：水泥50-60份，赤泥20-35份，调节剂10-25份，稳定剂1-5份。其中，水泥采用普通硅酸盐水泥；赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的污染性废渣，一般平均每生产1吨氧化铝，附带产生1.0～2.0吨赤泥。
作为优选，各原料的重量配比为：水泥53-57份，赤泥24-30份，调节剂15-20份，稳定剂2-4份。
更优地，各原料的重量配比为：水泥55份，赤泥26份，调节剂16份，稳定剂3份。
所述调节剂用于降低重金属离子的浸出浓度，优选为亚铁类化合物。特别是，以氯化亚铁和/或硫酸亚铁为调节剂时，能够达到最佳效果。
所述稳定剂用于固化重金属离子，优选为聚丙烯类化合物，例如：聚丙烯酰胺等。
以公知方法称取配方量的水泥、赤泥、调节剂及稳定剂，混合均匀即可得到本发明固化剂成品，但为了达到更好的技术效果，优选采用下述制备方法：
赤泥基黄金尾矿路基专用固化剂制备方法包括以下步骤：
(1)、将20-60份水泥以及10-25份调节剂添加到20-35份赤泥中，充分混合均匀，得到混合料备用；
(2)、常温下，将1-5份稳定剂添加到步骤(1)所得混合料中，充分混合均匀，即得到固化剂成品。
作为优选，步骤(1)所述赤泥在应用前，需要在100-110℃条件下烘干后，经过粉碎研磨，过100目筛。
上述固化剂中，水泥和赤泥主要用于提高强度，使黄金尾矿填筑体满足路用要求；调节剂主要用于还原高价重金属离子，使其形成不溶于水的沉淀；稳定剂主要用于使重金属离子固化在黄金尾矿填筑体中，减少其浸出浓度。各物质协同作用，使黄金尾矿能够大量应用于路基的铺设过程中。
应用方法优选为：用混合有所述固化剂的黄金尾矿进行路基铺设，固化剂与黄金尾矿的质量百分比为8％-12％。黄金尾矿路基的铺设过程与现有路基的铺设过程相同。
作为优选，所述黄金尾矿的含水量为最佳含水量以上3个百分点。最佳含水量参照《公路土工试验规程》(JTG E40-2007)击实试验T0131-2007确定。
本发明的赤泥基黄金尾矿路基专用固化剂及其制备方法和应用方法和现有技术相比，具有以下有益效果：
1、本发明的固化剂采用工业固体废弃物(赤泥)为原材料，利用固体废弃物之间互补的化学特性，通过对活性物质的激发实现对黄金尾矿的固化，从而将黄金尾矿用于公路路基填筑工程；
2、本发明有效利用了工业固体废弃物和黄金尾矿，解决了黄金尾矿长期堆放，占用土地，损害景观、破坏土壤、危害生物、淤塞河道，污染大气的问题，有效避免了二次污染，且本发明的固化剂具有成本低廉、制备方法简单、资源利用率高的优点，故便于推广应用；
3、本发明的固化剂的有效成分与黄金尾矿中的重金属物质形成不溶物质，从而实现降低黄金尾矿污染性、固化赤泥中的重金属离子的目的；固化剂中的调节剂和稳定剂共同作用，还可以激发黄金尾矿中的活性物质，生成凝胶能够提高固化剂中赤泥的强度，从而使污染性物质被包裹、吸附而失去迁移特性；故可以将本发明固化剂应用于黄金尾矿路基的铺设过程中。
具体实施方式
以具体实施例对本发明的赤泥基黄金尾矿路基专用固化剂及其制备方法和应用方法作以下详细地说明。
【制备实施例】
制备方法：
(1)、取赤泥，在100-110℃条件下烘干后，经过粉碎研磨，过100目筛备用；
(2)、将水泥以及氯化亚铁或硫化亚铁添加到步骤(1)中的赤泥中，充分混合均匀，得到混合料备用；
(3)、常温下，将聚丙烯酰胺添加到步骤(2)中的混合料中，充分混合均匀，即得到固化剂成品；
其中，各原料的重量配比如下表所示：
【应用实施例】
将制备实施例所述方法得到的固化剂与最佳含水量以上3个百分点黄金尾矿掺拌混合均匀，得到路基铺设材料。
其中，固化剂与黄金尾矿质量百分比如下表所示：
【对比实验例】
以应用实施例所述配比，根据交通部《公路土工试验规程》(JTG-E40)，按照规范标准进行制样养护，得到测试样品(样品一、样品二、样品三、样品四)；
单纯以黄金尾矿为铺设材料，按照《公路土工试验规程》(JTG-E40)制样养护得到对照组一；
以消石灰(剂量10％)为改性材料，对传统路基填筑材料(普通黏土)制样养护，得到对照组二；
以425#标准水泥(8％)为改性材料，对传统路基填筑材料(普通黏土)制样养护，得到对照组三。
测试效果：7天后，测试结果如下表所示：
通过以上数据可知：与传统路基固化相比，采用本发明的固化剂固化黄金尾矿填筑体，强度能够满足路基与底基层的要求，且污染物能够满足环保控制标准。
通过上面具体实施例，所述技术领域的技术人员可容易的实现本发明。但是应当理解，本发明并不限于上述的具体实施例。在公开的实施方式的基础上，所述技术领域的技术人员可任意组合不同的技术特征，从而实现不同的技术方案。
Claims (10)
1.赤泥基黄金尾矿路基专用固化剂，其特征在于：主要由以下重量配比的原料混合而成：水泥50-60份，赤泥20-35份，调节剂10-25份，稳定剂1-5份。
2.根据权利要求1所述的赤泥基黄金尾矿路基专用固化剂，其特征在于：各原料的重量配比为：水泥53-57份，赤泥24-30份，调节剂15-20份，稳定剂2-4份。
3.根据权利要求2所述的赤泥基黄金尾矿路基专用固化剂，其特征在于：各原料的重量配比为：水泥55份，赤泥26份，调节剂16份，稳定剂3份。
4.根据权利要求1、2或3所述的赤泥基黄金尾矿路基专用固化剂，其特征在于：所述调节剂为亚铁类化合物。
5.根据权利要求4所述的赤泥基黄金尾矿路基专用固化剂，其特征在于：所述调节剂为氯化亚铁和/或硫酸亚铁。
6.根据权利要求1、2或3所述的赤泥基黄金尾矿路基专用固化剂，其特征在于：所述稳定剂为聚丙烯类化合物。
7.赤泥基黄金尾矿路基专用固化剂制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
(1)、将20-60份水泥以及10-25份调节剂添加到20-35份赤泥中，充分混合均匀，得到混合料备用；
(2)、常温下，将1-5份稳定剂添加到步骤(1)所得混合料中，充分混合均匀，即得到固化剂成品。
8.根据权利要求7所述的赤泥基黄金尾矿路基专用固化剂制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述赤泥在100-110℃条件下烘干后，经过粉碎研磨，过100目筛。
9.权利要求1-7中任意所述的固化剂的应用方法，其特征在于：用混合有所述固化剂的黄金尾矿进行路基铺设，固化剂与黄金尾矿的质量百分比为8％-12％。
10.根据权利要求9所述的赤泥基黄金尾矿路基专用固化剂应用方法，其特征在于：所述黄金尾矿的含水量为最佳含水量以上3个百分点。
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