CN111892365B - 一种铁尾矿基砌块及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铁尾矿基砌块及制备方法，属于建筑材料领域，包括如下质量份的各物质：预处理余浆10‑20份、铁尾矿粉10‑20份、铁尾矿砂40‑120份、阳离子淀粉0.6‑2份、拌和水5‑16份；制备工艺包括配料、压制成型、码坯、静置、养护、出釜、检验、成品堆放等工序。本发明具有利于植物生长、净化水质、维持区域内水体的生态平衡功能，可作为挡土墙砌块使用；所用主要原料均为废弃物，实现了废弃物的高效资源化利用，生产过程对环境无影响。

Description

一种铁尾矿基砌块及制备方法

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，特别是一种铁尾矿基砌块及制备方法。

背景技术

管桩、离心方桩余浆是在离心工艺中排出一种废料。据统计，1m³管桩混凝土经离心后产生约0.05m³的余浆。我国是管桩生产大国，2018年混凝土管桩的产量达3.21亿米，余浆约1600万m³。新产生的余浆中主要组成为水泥、少量的水化产物、细集料中的粉料和水；密封放置一定时间后，余浆组成主要是硬化水泥石、未水化的水泥颗粒、未参与反应的粉料、水。目前，余浆处理方法主要有三种，(1)先储存，待余浆凝固后，作为建筑垃圾处理；(2)企业自行回收后，处理后，掺入混凝土中，替代部分胶凝材料、掺和料等；(3)由其它建材企业加以利用。

管桩、离心方桩通常采用常压蒸汽养护(蒸养)或者高压蒸汽养护(蒸压)，蒸汽来源主要是燃煤锅炉。燃煤锅炉燃烧1t标准煤，约向大气中排放2.6-2.7t CO₂气体。

铁尾矿是选矿后的废弃物，是工业固体废弃物的主要组成部分。据不完全统计，全世界每年排出的尾矿及废石在100亿t以上。我国现有8000多个国营矿山和11万多个乡镇集体矿山，堆存的尾矿量近50亿t，年排出尾矿量高达5亿t以上，其中黑色冶金矿山年排放尾矿量达1.5亿t。尾矿堆放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，还要投入处理和维护费用。尾矿的综合利用，可充分利用矿产资源，扩大矿产资源利用范围，保护生态环境，然而我国尾矿的综合利用率仅有7％。

我国是水泥生产和消耗大国。2018年，全球水泥产量约39.5亿吨，我国水泥总产量为21.77亿吨。每生产1t水泥熟料，约向大气中排放1t CO₂气体。

建材行业可持续发展要求之一是在生产中减少原材料消耗，降低能耗，降低对环境的负荷。如何在砌块生产中，少用或者不用水泥，少用或者不用不可再生的天然矿物资源等是当下的热点问题。

挡土墙是防止土体坍塌的构筑物，广泛用于房屋建筑、水利、铁路、公路、桥梁工程。滨河及水库路堤，在傍水一侧设置挡土墙，可防止水流对路基的冲刷和侵蚀；在城市河道中治理中，挡土墙既能防止水土流失，还兼具景观功能。

常用的挡土墙用硅酸盐水泥基砌块碱度高，水化产物羟钙石的存在，使得砌块内部pH值在12.0以上，不利于多数水生动植物的生存。由于水化产物羟钙石微溶于水，硅酸盐水泥基砌块在水生生境内还面临着溶出性侵蚀的影响，在流水作用下，性能逐渐劣化。我国地域辽阔的西部地区和经济发达的沿海地区土壤中存在硫酸盐、碱金属离子和碱土金属离子等，也会对硅酸盐水泥基砌块产生一定的物理化学作用，导致其性能劣化。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种铁尾矿基砌块及制备方法，该铁尾矿基砌块及制备方法有效利用固体废弃物，利用燃煤锅炉尾气养护坯料，实现了管桩企业余浆、铁尾矿的高效资源化利用，有效降低不可再生矿石资源的消耗。该砌块碱度接近中性，远低于水泥基砌块，不影响植物生长，具有净水功能，可作为挡土墙砌块使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种铁尾矿基砌块，包括如下质量份的各物质：

预处理余浆10-20份；

铁尾矿粉10-20份；

铁尾矿砂40-120份；

阳离子淀粉0.6-2份；

拌和水5-16份；

其中，预处理余浆的勃氏比表面积在400m²/kg以上；

所述铁尾矿粉采用如下步骤制备而成：

步骤一、粉磨：铁尾矿破碎、粉磨至勃氏比表面积400m2/kg以上；

步骤二、加热：将粉磨后的铁尾矿粉，加热至800-900℃，急冷。

铁尾矿砂为铁尾矿经过破碎、筛分得到的细颗粒材料，其细度模数为1.6～2.0。

铁尾矿粉中包括CaO、MgO、Fe₂O₃和SiO₂；其中，SiO₂含量不高于40％，CaO、MgO和Fe₂O₃的总量在40％以上。

预处理余浆包括水化完全的水泥和未参与水化反应的粉料；其中，水化完全的水泥含量不低于60％。

一种铁尾矿基砌块的制备方法，包括如下步骤。

步骤1、称料：按照设定配比，依次称取预处理余浆、铁尾矿粉、铁尾矿砂、阳离子淀粉和拌和水，并依次加入轮碾搅拌机；

步骤2、轮碾；

步骤3、成型：将轮碾混合后的原料，压制成型，形成具有空心的砌块坯料；其中，成型压力为30-50MPa，并保压；

步骤4、静置：将成型后的砌块坯料整齐码放，并在相对湿度RH50％-70％、温度不低于15℃的室内环境中静置；

步骤5、养护：将静置后的砌块坯料送入反应釜中进行养护；其中，反应釜内通入气体，且气体压力以0.25-0.5MPa/h的速度升至0.5-1.5MPa，气体入釜温度不超过100℃。

铁尾矿粉为中SiO₂含量为35.58％，CaO、MgO和Fe₂O₃总量为45.88％。

一种铁尾矿基砌块的制备方法，包括如下步骤。

步骤1、称料：按照设定配比，依次称取20份预处理余浆、15份铁尾矿粉、120份铁尾矿砂、2份阳离子淀粉和16份拌和水，并依次加入轮碾搅拌机；其中，预处理余浆的勃氏比表面积为400m²/kg；铁尾矿粉的勃氏比表面积为400m²/kg；铁尾矿砂的细度模数为2.0；拌和水采用预处理余浆在脱水预处理时的水分；

步骤2、轮碾10min；

步骤3、成型：将轮碾混合后的原料，压制成型，形成具有空心的砌块坯料；其中，成型压力为30MPa，并保压30s；

步骤4、静置：将成型后的砌块坯料整齐码放，并在相对湿度RH50％、温度不低于20℃的室内环境中静置2h；

步骤5、养护：将静置后的砌块坯料送入反应釜中进行养护；其中，反应釜内通入的气体为燃煤锅炉尾气经过除尘后的气体，且气体压力1h升至0.5MPa，气体入釜温度100℃，砌块坯料在反应釜内放置4h后，降压，出釜；得到成品：强度等级MU15，密度等级Ⅰ级，抗冻指标D100。

一种铁尾矿基砌块的制备方法，包括如下步骤。

步骤1、称料：按照设定配比，依次称取10份预处理余浆、20份铁尾矿粉、60份铁尾矿砂、0.6份阳离子淀粉和5份拌和水，并依次加入轮碾搅拌机；其中，预处理余浆的勃氏比表面积为450m²/kg；铁尾矿粉的勃氏比表面积为450m²/kg；铁尾矿砂的细度模数为1.8；拌和水采用预处理余浆在脱水预处理时的水分；

步骤2、轮碾3min；

步骤3、成型：将轮碾混合后的原料，压制成型，形成具有空心的砌块坯料；其中，成型压力为50MPa，并保压60s；

步骤4、静置：将成型后的砌块坯料整齐码放，并在相对湿度RH60％、温度不低于25℃的室内环境中静置4h；

步骤5、养护：将静置后的砌块坯料送入反应釜中进行养护；其中，反应釜内通入的气体为燃煤锅炉尾气经过除尘后的气体，且气体压力以1.0MPa/h升至1.5MPa，气体入釜温度90℃，砌块坯料在反应釜内放置12h后，降压，出釜；得到成品：强度等级MU35，密度等级Ⅰ级，抗冻指标D150。

一种铁尾矿基砌块的制备方法，包括如下步骤。

步骤1、称料：按照设定配比，依次称取15份预处理余浆、20份铁尾矿粉、80份铁尾矿砂、2份阳离子淀粉和10份拌和水，并依次加入轮碾搅拌机；其中，预处理余浆的勃氏比表面积为500m²/kg；铁尾矿粉的勃氏比表面积为500m²/kg；铁尾矿砂的细度模数为1.7；拌和水采用预处理余浆在脱水预处理时的水分；

步骤2、轮碾5min；

步骤3、成型：将轮碾混合后的原料，压制成型，形成具有空心的砌块坯料；其中，成型压力为40MPa，并保压30s；

步骤4、静置：将成型后的砌块坯料整齐码放，并在相对湿度RH65％、温度不低于25℃的室内环境中静置3h；

步骤5、养护：将静置后的砌块坯料送入反应釜中进行养护；其中，反应釜内通入的气体为燃煤锅炉尾气经过除尘后的气体，且气体压力以0.5MPa/h升至1.0MPa，气体入釜温度95℃，砌块坯料在反应釜内放置8h后，降压，出釜；得到成品：强度等级MU30，密度等级Ⅰ级，抗冻指标D150。

一种铁尾矿基砌块的制备方法，包括如下步骤。

步骤1、称料：按照设定配比，依次称取15份预处理余浆、15份铁尾矿粉、70份铁尾矿砂、1份阳离子淀粉和10份拌和水，并依次加入轮碾搅拌机；其中，预处理余浆的勃氏比表面积为500m²/kg；铁尾矿粉的勃氏比表面积为400m²/kg；铁尾矿砂的细度模数为1.6；拌和水采用预处理余浆在脱水预处理时的水分；

步骤2、轮碾8min；

步骤3、成型：将轮碾混合后的原料，压制成型，形成具有空心的砌块坯料；其中，成型压力为35MPa，并保压60s；

步骤4、静置：将成型后的砌块坯料整齐码放，并在相对湿度RH50％、温度不低于20℃的室内环境中静置2h；

步骤5、养护：将静置后的砌块坯料送入反应釜中进行养护；其中，反应釜内通入的气体为燃煤锅炉尾气经过除尘后的气体，且气体压力以1.0MPa/h升至1.0MPa，气体入釜温度85℃，砌块坯料在反应釜内放置6h后，降压，出釜；得到成品：强度等级MU25，密度等级Ⅰ级，抗冻指标D150。

与常用的硅酸盐水泥基砌块相比，本发明的特点是如下：

(1)固体废弃物利用率高。

(2)利用了燃煤锅炉尾气，减少了尾气排放，意味着降低了CO₂的排放；不用水泥，也意味着减少了CO₂的排放。水泥煅烧不仅消耗大量优质石灰石资源和黏土资源，还向大气中排放CO₂。

(3)可设计性好，性能可调，如尺寸、形状等均可按市场需求设计，强度、密度、抗冻性等均根据市场需求调整。

(4)具有净水功能。呈现弱碱性，有利于植物生长；植物具有水质净化功能；可以通过物理吸附去除水中的有害离子。

(5)有助于区域内水体的生态平衡。从化学组成与结构上分析，弱碱性、铁尾矿粉、阳离子淀粉的存在，均有利于水生生境中的微生物附着、生长、繁殖，附着的大量微生物可吸引藻类、贝类聚集，进一步吸引以藻类和贝类为食物的其它生物，从而改善水体生态环境，维持水体生态平衡。

(6)抗侵蚀性能优越。硅酸盐水泥基砌块强度来源主要是水泥水化产物C-S-H凝胶，羟钙石、钙矾石相、低硫型水化硫铝酸盐相等，流水、硫酸盐、镁盐、钠盐等均会对硬化水化石产生物理化学作用，导致砌块性能劣化。本发明强度主要来源为具有晶体结构的碳酸钙和碳酸镁、通过接触硬化反应原理得到的铝硅酸盐矿物、通过氢键起搭接、增强作用的阳离子淀粉等，主要物相稳定，不易发生物理化学作用，具有高的抗化学侵蚀性能。

(7)抗碳化性能优越。天然水中总会有碳酸(H₂CO₃)存在，空气中的CO₂溶于水、生物化学作用所形成的CO₂，会与水泥石发生作用，造成水泥基砌块强度来源羟钙石的溶解和C-S-H凝胶、水化铝酸钙等水化物相分解，碱度减低，胶结性降低。本发明在主要物相在碳酸条件下，更加稳定，不易发生物理化学作用。

(8)本发明将余浆进行预处理后，得到的预处理余浆可以全部作为资源使用，水化完全的水泥颗粒和未水化的水泥颗粒都可以利用。

附图说明

图1显示了本发明实施例2中铁尾矿基砌块在扫描电子显微镜下放大5000倍的观察图片。

图2显示了本发明实施例5中铁尾矿基砌块在扫描电子显微镜下放大5000倍的观察图片。

图3显示了现有技术水泥基砌块2在扫描电子显微镜下放大5000倍的观察图片。

具体实施方式

下面结合具体较佳实施方式对本发明作进一步详细的说明。

一种铁尾矿基砌块，包括如下质量份的各物质：

预处理余浆10-20份；

铁尾矿粉10-20份；

铁尾矿砂40-120份；

阳离子淀粉0.6-2份；

拌和水5-16份；

本步骤1中，上述预处理余浆在称料前，预处理方法，优选包括如下步骤：

步骤A1、收集：收集余浆，新产生的余浆常温下密封存放7d以上。收集的余浆包括水化完全的水泥、未水化完全的水泥、未参与水化反应的粉料和水。

步骤A2、湿磨：将流态余浆按水固比0.6-1进行湿磨；湿磨中，可掺加干燥基余浆质量5％-10％二水石膏，也可掺加0.2％-0.3％的木质素磺酸盐，磨至勃氏比表面积400m²/kg以上。

步骤A3、干燥：脱水、干燥。将此步骤中脱出的水分，作为步骤1中待称取的拌和水。

预处理余浆中水化完全的水泥含量不低于60％，能够提供大量的钙、硅以及少量的铝。大量的钙，将能一定程度上保证砌块的强度。

上述铁尾矿砂为铁尾矿经过破碎、筛分得到的细颗粒材料，其细度模数为1.6～2.0。

上述铁尾矿粉中包括CaO、MgO、Fe₂O₃和SiO₂；其中，SiO₂含量不高于40％，CaO、MgO和Fe₂O₃的总量在40％以上。本实施例中，铁尾矿粉为中SiO₂含量为35.58％，CaO、MgO和Fe₂O₃总量为45.88％。

上述铁尾矿粉优选采用如下步骤制备而成：

步骤一、粉磨：铁尾矿粉磨至勃氏比表面积400m²/kg以上；

步骤二、加热：将粉磨后的铁尾矿粉，加热至800～900℃，急冷。铁尾矿粉的热处理可在悬浮预热器、回转窑等设备中进行。加热处理，能让铁尾矿粉中的结晶水脱去，有的物相架状结构被破坏，活性提高；有的物相在此温度下可分解为氧化物。

铁尾矿粉和铁尾矿砂原材料虽然都是铁尾矿，在本发明中，两者所起的作用明显不同，具体分析如下：

1、铁尾矿砂在本发明的矿基砌块里起到骨架作用，因此，对其化学成分不作要求，仅对粒径做了限定，能使得铁尾矿砂表面的少许活性组分会参与反应，这样，界面得到强化，砌块强度高，耐久性好。

2、铁尾矿粉的细度高，且经过了加热、急冷处理，活性大幅度提高。

一种铁尾矿基砌块的制备方法，包括如下步骤。

步骤1、称料：按照设定配比，依次称取预处理余浆、铁尾矿粉、铁尾矿砂、阳离子淀粉和拌和水，并依次加入轮碾搅拌机。

步骤2、轮碾3-10min。

步骤3、成型：将轮碾混合后的原料，压制成型，形成具有空心的砌块坯料；其中，成型压力为30-50MPa，并保压30-60s。

上述成型压力的设计以及原料中勃氏比表面积及细度模数的设计，将使得预处理余浆、铁尾矿粉、铁尾矿砂、阳离子淀粉和拌和水在设计的压力下，达到最佳接触面，从而有利于充分的接触硬化反应，使结构更致密。

步骤4、静置：将成型后的砌块坯料整齐码放，并在相对湿度RH50％-70％、温度不低于15℃的室内环境中静置2-4h。

上述静置，具体如下好处：

1、能使砌块坯料通过接触硬化，获得一定的强度，以适应随后的养护。

2、能保证砌块坯料内部具有合适的湿度，即RH50％-70％，为后续的养护工艺提供化学反应所适宜的湿度条件，从而利于随后养护中，砌块坯料强度的快速提升。

步骤5、养护：将静置后的砌块坯料送入反应釜中进行养护4-12h；其中，反应釜内通入气体，且气体压力以0.25-0.5MPa/h的速度升至0.5-1.5MPa，气体入釜温度不超过100℃。

在步骤5的养护过程中，形成具有较强支撑强度的主要物相：具有晶体结构的碳酸钙和碳酸镁、通过接触硬化反应原理得到的铝硅酸盐矿物、通过氢键起搭接、增强作用的阳离子淀粉等，主要物相稳定，不易发生物理化学作用，具有高的抗化学侵蚀性能。另外，本发明在主要物相在碳酸条件下，更加稳定，不易发生物理化学作用。

步骤6，检验，成品堆放。

本发明充分利用预处理余浆、铁尾矿化学组成上和矿物组成上的特点，采用合适的工艺，提高坯体致密度，加快反应速率。

下面结合五种较佳实施方式对本发明作再次的详细的说明。

实施例1

一种铁尾矿基砌块的制备方法，包括如下步骤。

步骤1、称料：按照设定配比，依次称取20份预处理余浆、15份铁尾矿粉、120份铁尾矿砂、2份阳离子淀粉和16份拌和水，并依次加入轮碾搅拌机；其中，预处理余浆的勃氏比表面积为400m²/kg；铁尾矿粉的勃氏比表面积为400m²/kg；铁尾矿砂的细度模数为2.0；拌和水采用预处理余浆在脱水预处理时的水分；

步骤2、轮碾10min；

步骤3、成型：将轮碾混合后的原料，压制成型，形成具有空心的砌块坯料；其中，成型压力为30MPa，并保压30s。

步骤4、静置：将成型后的砌块坯料整齐码放，并在相对湿度RH50％、温度不低于20℃的室内环境中静置2h；

步骤5、养护：将静置后的砌块坯料送入反应釜中进行养护；其中，反应釜内通入的气体为燃煤锅炉尾气经过除尘后的气体，且气体压力1h升至0.5MPa，气体入釜温度100℃，砌块坯料在反应釜内放置4h后，降压，出釜；得到成品：强度等级MU15，密度等级Ⅰ级，抗冻指标D100。

实施例2

一种铁尾矿基砌块的制备方法，包括如下步骤。

步骤1、称料：按照设定配比，依次称取10份预处理余浆、20份铁尾矿粉、60份铁尾矿砂、0.6份阳离子淀粉和5份拌和水，并依次加入轮碾搅拌机；其中，预处理余浆的勃氏比表面积为450m²/kg；铁尾矿粉的勃氏比表面积为450m²/kg；铁尾矿砂的细度模数为1.8；拌和水采用预处理余浆在脱水预处理时的水分；

步骤2、轮碾3min；

步骤3、成型：将轮碾混合后的原料，压制成型，形成具有空心的砌块坯料；其中，成型压力为50MPa，并保压60s；

步骤4、静置：将成型后的砌块坯料整齐码放，并在相对湿度RH60％、温度不低于25℃的室内环境中静置4；

步骤5、养护：将静置后的砌块坯料送入反应釜中进行养护；其中，反应釜内通入的气体为燃煤锅炉尾气经过除尘后的气体，且气体压力以1.0MPa/h升至1.5MPa，气体入釜温度90℃，砌块坯料在反应釜内放置12h后，降压，出釜；得到成品：强度等级MU35，密度等级Ⅰ级，抗冻指标D150。

实施例3

一种铁尾矿基砌块的制备方法，包括如下步骤。

步骤1、称料：按照设定配比，依次称取15份预处理余浆、20份铁尾矿粉、80份铁尾矿砂、2份阳离子淀粉和10份拌和水，并依次加入轮碾搅拌机；其中，预处理余浆的勃氏比表面积为500m²/kg；铁尾矿粉的勃氏比表面积为500m²/kg；铁尾矿砂的细度模数为1.7；拌和水采用预处理余浆在脱水预处理时的水分；

步骤2、轮碾5min；

步骤3、成型：将轮碾混合后的原料，压制成型，形成具有空心的砌块坯料；其中，成型压力为40MPa，并保压30s；

步骤4、静置：将成型后的砌块坯料整齐码放，并在相对湿度RH65％、温度不低于25℃的室内环境中静置3h；

步骤5、养护：将静置后的砌块坯料送入反应釜中进行养护；其中，反应釜内通入的气体为燃煤锅炉尾气经过除尘后的气体，且气体压力以0.5MPa/h升至1.0MPa，气体入釜温度95℃，砌块坯料在反应釜内放置8h后，降压，出釜；得到成品：强度等级MU30，密度等级Ⅰ级，抗冻指标D150。

实施例4

一种铁尾矿基砌块的制备方法，包括如下步骤。

步骤1、称料：按照设定配比，依次称取15份预处理余浆、15份铁尾矿粉、70份铁尾矿砂、1份阳离子淀粉和10份拌和水，并依次加入轮碾搅拌机；其中，预处理余浆的勃氏比表面积为500m²/kg；铁尾矿粉的勃氏比表面积为400m²/kg；铁尾矿砂的细度模数为1.6；拌和水采用预处理余浆在脱水预处理时的水分；

步骤2、轮碾8min；

步骤3、成型：将轮碾混合后的原料，压制成型，形成具有空心的砌块坯料；其中，成型压力为35MPa，并保压60s；

步骤4、静置：将成型后的砌块坯料整齐码放，并在相对湿度RH50％、温度不低于20℃的室内环境中静置2h；

步骤5、养护：将静置后的砌块坯料送入反应釜中进行养护；其中，反应釜内通入的气体为燃煤锅炉尾气经过除尘后的气体，且气体压力以1.0MPa/h升至1.0MPa，气体入釜温度85℃，砌块坯料在反应釜内放置6h后，降压，出釜；得到成品：强度等级MU25，密度等级Ⅰ级，抗冻指标D150。

实施例5

一种铁尾矿基砌块的制备方法，包括如下步骤。

步骤1、称料：按照设定配比，依次称取15份预处理余浆、20份铁尾矿粉、85份铁尾矿砂、1.5份阳离子淀粉和6份拌和水，并依次加入轮碾搅拌机；其中，预处理余浆的勃氏比表面积为550m²/kg；铁尾矿粉的勃氏比表面积为500m²/kg；铁尾矿砂的细度模数为1.9；拌和水采用预处理余浆在脱水预处理时的水分；

步骤2、轮碾6min；

步骤3、成型：将轮碾混合后的原料，压制成型，形成具有空心的砌块坯料；其中，成型压力为45MPa，并保压30s；

步骤4、静置：将成型后的砌块坯料整齐码放，并在相对湿度RH70％、温度不低于30℃的室内环境中静置3；

步骤5、养护：将静置后的砌块坯料送入反应釜中进行养护；其中，反应釜内通入的气体为燃煤锅炉尾气经过除尘后的气体，且气体压力以0.5MPa/h升至1.5MPa，气体入釜温度100℃，砌块坯料在反应釜内放置10h后，降压，出釜；得到成品：强度等级MU35，密度等级Ⅰ级，抗冻指标D150。

将上述五个实施例和两种强度等级的水泥基砌块进行物理力学性能对比，见表1。本实验中，实施例和水泥基砌块性能测试中均采用相同的实验方法和评价指标。从表1可以看到，本发明在净水效果、抗硫酸盐侵蚀性能均显著优于水泥基砌块，微生物24h附着量高于水泥基砌块两个数量级。

表1

为进一步解释本发明与常用的水泥基砌块在物相组成上的区别，将同强度等级的实施例2、实施例5、水泥基砌块2样品在扫描电子显微镜下放大5000倍观察，分别见图1、图2、图3。可以看出本发明与水泥基砌块在物相组成上的明显区别。本发明的物相主要是颗粒状的碳酸盐、铝硅酸盐的聚集、搭接，而水泥基砌块中可见片状羟钙石和细小纤维状的C-S-H凝胶。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种铁尾矿基砌块，其特征在于：包括如下质量份的各物质：

预处理余浆10-20份；

铁尾矿粉10-20份；

铁尾矿砂40-120份；

阳离子淀粉0.6-2份；

拌和水5-16份；

其中，预处理余浆的勃氏比表面积在400m²/kg以上；

所述铁尾矿粉采用如下步骤制备而成：

步骤一、粉磨：铁尾矿破碎、粉磨至勃氏比表面积400m²/kg以上；

步骤二、加热：将粉磨后的铁尾矿粉，加热至800-900℃，急冷；

预处理余浆包括水化完全的水泥和未参与水化反应的粉料；其中，水化完全的水泥含量不低于60%；

预处理余浆的预处理方法，包括如下步骤：

步骤A1、收集：收集余浆，新产生的余浆常温下密封存放7d以上；收集的余浆包括水化完全的水泥、未水化完全的水泥、未参与水化反应的粉料和水；

步骤A2、湿磨：将流态余浆按水固比0.6-1进行湿磨；

步骤A3、干燥：脱水、干燥，并将脱出的水分，作为拌和水。

2.根据权利要求1所述的铁尾矿基砌块，其特征在于：铁尾矿砂为铁尾矿经过破碎、筛分得到的细颗粒材料，其细度模数为1.6~2.0。

3.根据权利要求1所述的铁尾矿基砌块，其特征在于：铁尾矿粉中包括CaO、MgO、Fe₂O₃和SiO₂；其中，SiO₂含量不高于40%，CaO、MgO和Fe₂O₃的总量在40%以上。

4.根据权利要求1-3任一项所述的铁尾矿基砌块的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1、称料：按照设定配比，依次称取预处理余浆、铁尾矿粉、铁尾矿砂、阳离子淀粉和拌和水，并依次加入轮碾搅拌机；

步骤2、轮碾；

步骤3、成型：将轮碾混合后的原料，压制成型，形成具有空心的砌块坯料；其中，成型压力为30-50MPa，并保压；

步骤4、静置：将成型后的砌块坯料整齐码放，并在相对湿度RH50%-70%、温度不低于15℃的室内环境中静置；

步骤5、养护：将静置后的砌块坯料送入反应釜中进行养护；其中，反应釜内通入气体，且气体压力以0.25-0.5MPa/h的速度升至0.5-1.5MPa，气体入釜温度不超过100℃。

5.根据权利要求4所述的铁尾矿基砌块的制备方法，其特征在于：铁尾矿粉为中SiO₂含量为35.58%，CaO、MgO和Fe₂O₃总量为45.88%。

6.根据权利要求5所述的铁尾矿基砌块的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1、称料：按照设定配比，依次称取20份预处理余浆、15份铁尾矿粉、120份铁尾矿砂、2份阳离子淀粉和16份拌和水，并依次加入轮碾搅拌机；其中，预处理余浆的勃氏比表面积为400m²/kg；铁尾矿粉的勃氏比表面积为400m²/kg；铁尾矿砂的细度模数为2.0；拌和水采用预处理余浆在脱水预处理时的水分；

步骤2、轮碾10min；

步骤3、成型：将轮碾混合后的原料，压制成型，形成具有空心的砌块坯料；其中，成型压力为30MPa，并保压30s；

步骤4、静置：将成型后的砌块坯料整齐码放，并在相对湿度RH50%、温度不低于20℃的室内环境中静置2h；

步骤5、养护：将静置后的砌块坯料送入反应釜中进行养护；其中，反应釜内通入的气体为燃煤锅炉尾气经过除尘后的气体，且气体压力1h升至0.5 MPa，气体入釜温度100℃，砌块坯料在反应釜内放置4h后，降压，出釜；得到成品：强度等级MU15，密度等级Ⅰ级，抗冻指标D100。

7.根据权利要求1所述的铁尾矿基砌块的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1、称料：按照设定配比，依次称取10份预处理余浆、20份铁尾矿粉、60份铁尾矿砂、0.6份阳离子淀粉和5份拌和水，并依次加入轮碾搅拌机；其中，预处理余浆的勃氏比表面积为450m²/kg；铁尾矿粉的勃氏比表面积为450m²/kg；铁尾矿砂的细度模数为1.8；拌和水采用预处理余浆在脱水预处理时的水分；

步骤2、轮碾3min；

步骤3、成型：将轮碾混合后的原料，压制成型，形成具有空心的砌块坯料；其中，成型压力为50MPa，并保压60s；

步骤4、静置：将成型后的砌块坯料整齐码放，并在相对湿度RH60%、温度不低于25℃的室内环境中静置4h；

步骤5、养护：将静置后的砌块坯料送入反应釜中进行养护；其中，反应釜内通入的气体为燃煤锅炉尾气经过除尘后的气体，且气体压力以1.0MPa/h升至1.5MPa，气体入釜温度90℃，砌块坯料在反应釜内放置12h后，降压，出釜；得到成品：强度等级MU35，密度等级Ⅰ级，抗冻指标D150。

8.根据权利要求1所述的铁尾矿基砌块的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1、称料：按照设定配比，依次称取15份预处理余浆、20份铁尾矿粉、80份铁尾矿砂、2份阳离子淀粉和10份拌和水，并依次加入轮碾搅拌机；其中，预处理余浆的勃氏比表面积为500m²/kg；铁尾矿粉的勃氏比表面积为500m²/kg；铁尾矿砂的细度模数为1.7；拌和水采用预处理余浆在脱水预处理时的水分；

步骤2、轮碾5min；

步骤3、成型：将轮碾混合后的原料，压制成型，形成具有空心的砌块坯料；其中，成型压力为40MPa，并保压30s；

步骤4、静置：将成型后的砌块坯料整齐码放，并在相对湿度RH65%、温度不低于25℃的室内环境中静置3h；

步骤5、养护：将静置后的砌块坯料送入反应釜中进行养护；其中，反应釜内通入的气体为燃煤锅炉尾气经过除尘后的气体，且气体压力以0.5MPa/h升至1.0MPa，气体入釜温度95℃，砌块坯料在反应釜内放置8h后，降压，出釜；得到成品：强度等级MU30，密度等级Ⅰ级，抗冻指标D150。

9.根据权利要求1所述的铁尾矿基砌块的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1、称料：按照设定配比，依次称取15份预处理余浆、15份铁尾矿粉、70份铁尾矿砂、1份阳离子淀粉和10份拌和水，并依次加入轮碾搅拌机；其中，预处理余浆的勃氏比表面积为500m²/kg；铁尾矿粉的勃氏比表面积为400m²/kg；铁尾矿砂的细度模数为1.6；拌和水采用预处理余浆在脱水预处理时的水分；

步骤2、轮碾8min；

步骤3、成型：将轮碾混合后的原料，压制成型，形成具有空心的砌块坯料；其中，成型压力为35MPa，并保压60s；

步骤4、静置：将成型后的砌块坯料整齐码放，并在相对湿度RH50%、温度不低于20℃的室内环境中静置2h；

步骤5、养护：将静置后的砌块坯料送入反应釜中进行养护；其中，反应釜内通入的气体为燃煤锅炉尾气经过除尘后的气体，且气体压力以1.0MPa/h升至1.0MPa，气体入釜温度85℃，砌块坯料在反应釜内放置6h后，降压，出釜；得到成品：强度等级MU25，密度等级Ⅰ级，抗冻指标D150。

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