CN112408818A

CN112408818A - 一种铜尾矿及渣土固化剂的制备方法及其应用

Info

Publication number: CN112408818A
Application number: CN202011244445.6A
Authority: CN
Inventors: 胡明玉; 胡彪; 吴琼
Original assignee: Nanchang University
Current assignee: Nanchang University
Priority date: 2020-11-10
Filing date: 2020-11-10
Publication date: 2021-02-26

Abstract

为提高铜尾矿及建筑渣土的资源利用率，本发明公开了一种铜尾矿及渣土固化剂，由以下组分及质量分数组成：钒铁渣30％～40％，矿渣粉30％～35％，熟石灰15％～20％，石膏2％～4％，石灰石粉1％～16％。本发明的固化剂用于制备铜尾矿或渣土免烧墙体材料，将铜尾矿或渣土和固化剂加入适量水混合均匀，再成型、养护即制备成铜尾矿或渣土免烧墙体材料。该固化剂以钒铁渣、矿渣粉、脱硫石膏、石灰石粉这些工业废弃物为原材料，制备工艺简单，生产成本低。利用该固化剂制备的铜尾矿或渣土的免烧墙体材料抗压强度高，耐久性好。本发明对废弃资源的有效利用、保护环境和建筑节能具有重要意义。

Description

一种铜尾矿及渣土固化剂的制备方法及其应用

技术领域

本发明涉及铜尾矿和渣土处理领域，特别是涉及一种铜尾矿及渣土固化剂的制备方法及其应用。

背景技术

铜尾矿，又被称为铜尾砂，是铜矿石经粉碎、精选后所剩下的细粉沙土粒组成。随着我国工业化进程的加快，我国的精铜产量不断增加，铜尾矿的排放量也在逐年增加。截至2014年底，我国铜尾矿量近30亿吨，平均利用率仅为 8.2％。铜尾矿的大量堆积会增加企业的管理运营成本，污染生态环境，还易引发尾矿坝溃坝，造成严重的地质灾害。

渣土是建筑垃圾的一种，是指建设单位、施工单位在施工过程中所产生的弃土、弃料及其它废弃物。近年来由于我国的城镇化的快速发展及基础设施的大量建设，不可避免地产生了大量的渣土，其中的大部分只能堆积在渣土场中，占用大量土地；同时，许多渣土场未经专业设计且运营管理不规范，导致渣土边坡存在失稳风险，易引发安全事故。

为提高铜尾矿和渣土的综合利用率，国家相继出台了许多政策和文件来指导和提高其综合利用。利用铜尾矿和渣土制备建筑材料，是使其资源化的最有效方式之一。研发高性能固化剂制备铜尾矿或渣土免烧墙体材料对废弃资源的有效利用、保护环境和建筑节能具有重要意义。

目前已有许多关于利用铜尾矿或渣土制备免烧墙体材料的研究，但是大多以水泥、石灰等为固化剂，且需采用蒸压或蒸汽养护的方式，制备工艺复杂、生产能耗较高，而且产品耐久性较差。随着水泥、石灰等材料价格上涨，建筑工程对材料性能的要求提高，亟待研究出性能更优异的新型铜尾矿及渣土固化剂，为铜尾矿或渣土免烧墙体材料的发展提供技术条件。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的铜尾矿及渣土利用率低的问题，提供一种铜尾矿及渣土固化剂的制备方法及其应用。

一种铜尾矿或渣土固化剂的制备方法，包括以下质量百分数的组分：钒铁渣30％～40％，矿渣粉30％～35％，熟石灰15％～20％，石膏2％～4％，石灰石粉 1％～16％，它们的质量百分比之和为100％。将上述质量百分数的钒铁渣、矿渣粉、熟石灰、石膏、石灰石粉混合后球磨混料3min，即得到固化剂。

优选的，钒铁渣中至少含有γ-硅酸二钙、α-硅酸二钙。

优选的，矿渣粉为28d活性指数≥95％的S95级矿渣粉。

优选的，石膏为脱硫石膏，其中，脱硫石膏的二水硫酸钙质量百分比≥93％。

优选的，熟石灰主要成分为Ca(OH)₂，物质含量≥90％。

优选的，石灰石粉主要成分为CaCO₃，比表面积≥400m²/kg。

一种铜尾矿及渣土固化剂的应用，固化剂用于制备铜尾矿或渣土免烧墙体材料，具体为：将铜尾矿或渣土与固化剂加入适量的水后搅拌均匀，再成型、常温洒水养护即制得铜尾矿或渣土免烧墙体材料。

优选的，固化剂的内掺量占物料干重的10％-20％，适量的水为物料干质量的11％-14％，成型采用压制成型的方法，成型压力25MPa。

本发明的优点及有益效果是：

本发明提供了一种铜尾矿及渣土固化剂的制备方法，本发明的制备工艺简单，原材料以固体废弃物为主，且用此固化剂制备铜尾矿或渣土免烧墙体材料时仅需常温保湿养护即可，能耗和生产成本低，具有巨大的经济和社会效益。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

实施例1

一种铜尾矿及渣土固化剂，钒铁渣35％，矿粉35％，熟石灰20％，石膏4％，石灰石粉6％，通过将上述质量百分的钒铁渣、矿粉、熟石灰、矿粉、石灰石粉混合，球磨搅拌3min，即得到固化剂。

铜尾矿或渣土免烧墙体材料的制备方法：

将固化剂按总质量的10％掺入至铜尾矿内，并按水固比0.12加入相应的用水量，搅拌均匀，利用定制的模具，在25MPa下压制成型，试块的尺寸约为55mm ×50mm×36mm，采用常温自然保湿养护工艺，将压制好的试块进行标准养护，待到养护龄期(7d、28d)，进行各项性能检测。在表1中列出了该材料的抗压强度、软化系数及导热系数。

实施例2

重复实施例1的方法，但是固化剂掺量为15％，在表1中列出了该材料的抗压强度、软化系数及导热系数。

实施例3

重复实施例1的方法，但是固化剂掺量为20％，在表1中列出了该材料的抗压强度、软化系数及导热系数。

实施例4

将固化剂按总质量的10％掺入至渣土内，重复实施例1的方法，在表1中列出了该材料的抗压强度、软化系数及导热系数。

实施例5

将固化剂按总质量的15％掺入至渣土内，重复实施例1的方法，在表1中列出了该材料的抗压强度、软化系数及导热系数。

实施例6

将固化剂按总质量的20％掺入至渣土内，重复实施例1的方法，在表1中列出了该材料的抗压强度、软化系数及导热系数。

表1：各个实施例材料的抗压强度、软化系数及导热系数

上述表1中各实施例说明固化剂掺入量的提高可以有效改善铜尾矿或渣土免烧墙体材料的力学性能及耐水性能。

本发明是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本发明保护的范围。

Claims

1.一种铜尾矿及渣土固化剂的制备方法，其特征在于，包括以下质量百分数的组分：钒铁渣30％～40％，矿渣粉30％～35％，熟石灰15％～20％，石膏2％～4％，石灰石粉1％～16％，它们的质量百分比之和为100％。将上述质量百分数的钒铁渣、矿渣粉、熟石灰、石膏、石灰石粉混合后球磨混料3min，即得到固化剂。

2.根据权利要求1所述的一种铜尾矿及渣土固化剂的制备方法，其特征在于，所述的钒铁渣中至少含有γ-硅酸二钙、α-硅酸二钙。

3.根据权利要求1所述的一种铜尾矿及渣土固化剂的制备方法，其特征在于，所述矿渣粉为28d活性指数≥95％的S95级矿渣粉。

4.根据权利要求1所述的一种铜尾矿及渣土固化剂的制备方法，其特征在于，所述石膏为脱硫石膏，其中，所述脱硫石膏的二水硫酸钙质量百分比≥93％。

5.根据权利要求1所述的一种铜尾矿及渣土固化剂的制备方法，其特征在于，所述熟石灰主要成分为Ca(OH)₂，物质含量≥90％。

6.根据权利要求1所述的一种铜尾矿及渣土固化剂的制备方法，其特征在于，所述石灰石粉主要成分为CaCO₃，比表面积≥400m²/kg。

7.一种如权利要求1-6任意一项所述的铜尾矿及渣土固化剂的应用，其特征在于，所述的固化剂用于制备铜尾矿或渣土免烧墙体材料，具体为：将铜尾矿或渣土与固化剂加入适量的水后搅拌均匀，再成型、常温洒水养护即制得铜尾矿或渣土免烧墙体材料。

8.根据权利要求7所述的固化剂的应用，其特征在于，所述固化剂的内掺量占物料干重的10％-20％，所述适量的水为物料干质量的11％-14％，所述成型采用压制成型的方法，成型压力25MPa。