CN112778647B - 一种铁矿、铜矿的尾矿砂制备的高分子材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铁矿、铜矿的尾矿砂制备的高分子材料，原料包含以下重量份：尾矿砂40～60份、有机聚合物30～90份、粘结剂3～10份、偶联剂1～4份、玻璃纤维5～15份、添加剂3～15份。本发明的高分子复合材料充分利用该材料的组成成分，获得了优良的的力学性能、耐湿热性、抗污性和耐光性，适宜在矿业加工领域推广，具有广阔的发展前景。并且本发明中有效对尾矿砂进行了精细化处理，实现了废物利用，对尾矿砂的难处理、难应用问题提出有效解决办法。

Description

一种铁矿、铜矿的尾矿砂制备的高分子材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及矿业加工领域，尤其涉及一种铁矿/铜矿的尾矿砂制备的高分子材料及其制备方法。

背景技术

固体废弃物，是指人类在生产、消费、生活和其他活动中产生的固态、半固态废弃物质(国外的定义则更加广泛，动物活动产生的废弃物也属于此类)，通俗地说，就是“垃圾”。

固体废弃物的处理通常是指物理、化学、生物、物化及生化方法把固体废物转化为适于运输、贮存、利用或处置的过程，固体废弃物处理的目标是无害化、减量化、资源化。有人认为固体废物是“三废”中最难处置的一种，因为它含有的成份相当复杂，其物理性状(体积、流动性、均匀性、粉碎程度、水份、热值等)也千变万化，要达到上述“无害化、减量化、资源化”目标会遇到相当大的麻烦，一般防治固体废物污染方法首先是要控制其产生量，例如，逐步改革城市燃料结构(包括民用工业)控制工厂原料的消耗，定额提高产品的使用寿命，提高废品的回收率等；其次是开展综合利用，把固体废物作为资源和能源对待，实在不能利用的则经压缩和无毒处理后成为终态固体废物，然后再填埋和沉海，主要采用的方法包括压实、破碎、分选、固化、焚烧、生物处理等。

其中，尾矿砂为固体废弃物中比例较大的一类。尾矿砂是有待挖潜的宝藏，我国矿业循环经济当前的任务就是要开发利用长期搁置的大量尾矿。然而，截止目前，国内对尾矿的开发利用而处于零的状态，对尾矿的开发利用仍然是科学家和专家团队难以攻破的难题。

目前我国的尾矿还处于长期搁置状态，没有良好的办法和技术从根本上将尾矿处理掉，均以尾矿库的形式存储着，尾矿库存在的严重的安全隐患，一旦溃坝，尾矿崩溃出来，形成类似泥石流滑坡的态势，冲击流淌淹没下游城市、村庄、农田等，淹没后，将会对土地造成无法挽救的伤害。比如金属矿的尾矿，尾矿中含有金属，金属渗入土地，造成土地无法种植可食植物，也不可发展牧业，植物的金属含量超标，人直接食用金属含量超标的植物，或者食用饲养金属含量超标的植物的动物，造成人体内重金属含量超标，势必诱发疾病。直接造成可耕土地流失。

我国尾矿库数量大、小库多，而且这些小型尾矿库普遍存在未批先建、选址不合理、无正规设计、设备设施简陋等问题。截至目前，全国仍有有千余座危、险、病库尚未得到治理。其中，由于缺乏资金，一些服役到期的尾矿库迟迟不能履行闭库程序，甚至存在一些尾矿库企业主逃逸的现象，把存在重大安全隐患的尾矿库甩给地方政府，使得尾矿库的危险系数在逐年递增。如何从根本上解决尾矿库只能存放，而无法消耗的问题，以成为社会问题、国际问题，甚至是国际上的共有问题。

因此，本申请人为了解决上述尾矿砂所带来的环境和社会问题，提出了一种采用精细化处理的铁矿、铜矿尾矿砂制备的高分子复合材料，为尾矿砂的处理和应用提供了一条优异的选择路线。

发明内容

为了解决上述问题，本发明第一方面提供了一种铁矿、铜矿的尾矿砂制备的高分子材料，原料包含以下重量份：尾矿砂40～60份、有机聚合物30～90份、粘结剂3～10份、偶联剂1～4份、玻璃纤维5～15份、添加剂3～15份。

作为一种优选的方案，所述有机聚合物为聚丙烯、聚乙烯、聚乙烯辛烯共弹性体、玉米淀粉中的至少一种。

作为一种优选的方案，所述有机聚合物为聚丙烯，聚乙烯。

作为一种优选的方案，所述聚丙烯与聚乙烯的重量比为2～6：1～3。

作为一种优选的方案，所述粘结剂为聚乙烯辛烯共弹性体、高密度聚乙烯、端羟基化聚乙烯、超高分子量聚乙烯中的至少一种。

作为一种优选的方案，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、双金属偶联剂、磷酸酯偶联剂、硼酸酯偶联剂、铬络合物中的至少一种。

作为一种优选的方案，所述添加剂为阻燃剂、抗菌剂、抗紫外剂、抗静电剂中的至少一种。

作为一种优选的方案，所述尾矿砂为经过精细化处理后的尾矿砂。

作为一种优选的方案，所述尾矿砂的细度为1000～2000目。

本发明第二方面提供了一种上述铁矿、铜矿的尾矿砂制备的高分子材料的制备方法，步骤包含以下几步：(1)将尾矿砂投入高速混料机并升温至60～80℃，并加入偶联剂，粘合剂进行高速搅拌，搅拌速度为1500～2500转/分钟，搅拌时间8～10分钟，搅拌完成后将材料投入低温冷却搅拌罐，冷却至30～45℃；(2)称取有机聚合物和添加剂同时加入低温冷却搅拌罐进行混合搅拌，搅拌时间为5～15分钟；(3)取出搅拌混合好的材料与玻璃纤维混合，并开始造粒；造粒机的区段温度为185～210℃，水槽水温为40～50℃；(4)将造粒完成后的材料进行真空干燥，干燥温度为40～50℃，材料的含水率控制在0.02～0.05％；干燥完成后既得所述的尾矿砂制备的高分子材料。

有益效果：

1、本发明申请通过对铁矿、铜矿的尾矿砂的精细化处理，有效去除了尾矿中的各种有害杂质，得到优质的无机硅基原料；并且通过有机材料均匀熔融无机硅基材料制得，在保留了有机硅基材料和有机聚合物各自特性的基础上，充分发挥了二者之间的紧密关系，获得一种具有优异的力学性能、耐高温、耐磨性和耐酸碱性能的高分子复合材料。

2、本发明申请通过对高分子复合材料制备过程中加入改性添加剂，通过复合改性，充分提高了高分子复合材料的疏水性、耐光性和防污杀菌效果，有效提高了高分子复合材料在各种使用环境下的使用寿命。

具体实施方式

参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。

如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。

连接词“由…组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由…组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。

当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。

单数形式包括复数讨论对象，除非上下文中另外清楚地指明。“任选的”或者“任意一种”是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生，而且该描述包括事件发生的情形和事件不发生的情形。

说明书和权利要求书中的近似用语用来修饰数量，表示本发明并不限定于该具体数量，还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相应的，用“大约”、“约”等修饰一个数值，意为本发明不限于该精确数值。在某些例子中，近似用语可能对应于测量数值的仪器的精度。在本申请说明书和权利要求书中，范围限定可以组合和/或互换，如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。

此外，本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。

为了解决上述问题，本发明第一方面提供了一种铁矿、铜矿的尾矿砂制备的高分子材料，原料包含以下重量份：尾矿砂40～60份、有机聚合物30～90份、粘结剂3～10份、偶联剂1～4份、玻璃纤维5～15份、添加剂3～15份。

在一些优选的实施方式中，所述有机聚合物为聚丙烯、聚乙烯、聚乙烯辛烯共弹性体、玉米淀粉中的至少一种。

在一些优选的实施方式中，所述有机聚合物为聚丙烯，聚乙烯。

在一些优选的实施方式中，所述聚丙烯与聚乙烯的重量比为2～6：1～3。

在一些优选的实施方式中，所述粘结剂为聚乙烯辛烯共弹性体、高密度聚乙烯、端羟基化聚乙烯、超高分子量聚乙烯中的至少一种。

在一些优选的实施方式中，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、双金属偶联剂、磷酸酯偶联剂、硼酸酯偶联剂、铬络合物中的至少一种。

在一些优选的实施方式中，所述偶联剂为硅烷偶联剂。

在一些优选的实施方式中，所述添加剂为阻燃剂、抗菌剂、抗紫外剂、抗静电剂中的至少一种。

在一些优选的实施方式中，所述添加剂为二氧化硅和二氧化钛复合改性的咪唑骨架材料。

在一些优选的实施方式中，所述二氧化硅为经过表面水解处理的二氧化硅。

本申请中通过加入二氧化硅和二氧化钛复合改性的咪唑骨架材料有效提升了高分子材料的耐光性、耐湿热性和防污和除臭效果。本申请人推测为：经过表面水解处理后的二氧化硅的表面羟基数量增加数倍，极大的增强了二氧化硅与二氧化钛的结合力；而二氧化钛可以和形成的咪唑骨架材料上的锌原子进行配位键的组合，能够引起大量的二氧化钛纳米颗粒在骨架材料上的配位负载，最终形成了具有异质结结构复合粒子；同时，二氧化硅的存在与骨架材料同时产生了结合作用力，其与二氧化钛和骨架材料的两两结合作用，极大的增强了二氧化硅和二氧化钛在骨架材料表面的负载强度，使其不易脱落，确保了复合粒子的长效的性能稳定性。

咪唑骨架材料中电子的导带和价带均低于二氧化钛，这使得光生载流子被激发时可以在二氧化钛和骨架材料上进行流通，由于电子和电子空穴的正负性特性，电子在骨架材料的导带上聚集，电子空穴在二氧化钛上的价带进行聚集，不容易发生电子-空穴的复合现象，并缩小了二氧化钛的禁带距离。

咪唑骨架材料的引入，使得复合粒子具有极其粗糙的表面，疏水性大大提高，解决了以往二氧化钛、二氧化硅等亲水性物质的加入，对高分子材料的疏水性能的负面影响。

本发明中，二氧化硅和二氧化钛复合改性的咪唑骨架材料为自制，步骤包含以下几步：(1)将二氧化硅分散在去离子水中，加入硅酸钠搅拌10～15分钟；(2)将搅拌完成后的二氧化硅分散液移动至70～80℃的加热环境下加热20～30分钟，并加入盐酸调节pH，之后继续搅拌3～5小时，离心干燥研磨，得表面水解处理的二氧化硅；(3)将表面水解处理的二氧化硅，乙醇和钛酸四丁酯混合完全，之后加入乙醇，乙酰丙酮和去离子水的混合溶液，搅拌20～22小时；(4)搅拌完成后，离心烘干，将烘干粉料送入马弗炉焙烧2～4小时，焙烧温度为500～700℃，焙烧完成后得到二氧化硅和二氧化钛的复合粒子；(5)将二氧化硅和二氧化钛的复合粒子与2-甲基咪唑和硝酸锌混合并加入的乙醇溶剂，在600～800W的超声装置下超声聚合1～3小时，将得到的产物洗涤、干燥，既得。

在一些优选的实施方式中，二氧化硅和二氧化钛复合改性的咪唑骨架材料的粒径为500～800nm。

在一些优选的实施方式中，所述尾矿砂为经过精细化处理后的尾矿砂。

在一些优选的实施方式中，所述精细化处理为干燥处理，磁选处理，扬尘处理，研磨处理、高温脱除处理、中和处理。

在一些优选的实施方式中，所述干燥处理的步骤包含以下几步：(1)收集铁矿或铜矿的尾矿砂，通过对辊机压薄处理，将尾矿砂压薄到3～5毫米；(2)压薄完成后，将尾矿砂送入高温负压烘箱，快速去除水分，烘箱温度为300～500℃，干燥到含水率3～5％；(3)将尾矿砂输送到滚动式球磨机，粉碎块状尾矿砂，并输送到600℃高温螺杆式干燥系统，去除水分，干燥到含水率0.1～0.2％，送入储存罐备用。

在一些优选的实施方式中，所述磁选处理为将经过干燥处理的尾矿砂送入电磁四辊筛落式强磁吸附系统，彻底吸取尾矿砂中的铁、钴、镍颗粒。

在一些优选的实施方式中，所述扬尘处理为将磁选处理后的尾矿砂送入20～30米长的通风通道，采用用重力扬尘和通道吹风两种方法结合，分离尾矿砂中的难以分离的重金属和粗颗粒材料，使得质量较大的颗粒和重金属落在前扬尘区，较细的尾矿砂落在后扬尘区，从而达到重金属颗粒和粗颗粒的分离效果。

在一些优选的实施方式中，所述扬尘处理后的尾矿砂的细度为300～500目。

在一些优选的实施方式中，所述研磨处理的步骤包含以下几步：(1)取扬尘处理后的的尾矿砂，用密封螺杆机输送到料桶；(2)通过流量阀把尾矿砂定量输送到粉碎机料仓，之后把料输入到高速震动压力辊碾磨，碾磨速度为300～450转/分钟，并且负压控制尾矿砂防止矿粉飘扬；(3)碾磨后的尾矿砂通过鼓风机和密封通道输送到料仓，通过料仓的单向多层过滤膜排除尾矿粉的空气，并确保排气的矿粉存量；(4)排出的气体通过负压管道，进行二次除粉尘。

在一些优选的实施方式中，所述高温脱除处理为将研磨处理后的尾矿砂输送到高温脱除设备，负压连接干燥烘箱和螺杆式干燥系统，进行高温脱除处理，处理温度为500～600℃。

在一些优选的实施方式中，所述中和处理为将磷粉通过烤箱加温至533℃，取得暗红色的粉末，将粉末混合加入到尾矿砂中，通过磷粉中和尾矿砂中的氧化剂。

在一些优选的实施方式中，所述尾矿砂的细度为1000～2000目。

在一些优选的实施方式中，所述尾矿砂的细度为1200～1800目。

本发明第二方面提供了一种上述铁矿、铜矿的尾矿砂制备的高分子材料的制备方法，步骤包含以下几步：(1)将尾矿砂投入高速混料机并升温至60～80℃，并加入偶联剂，粘合剂进行高速搅拌，搅拌速度为1500～2500转/分钟，搅拌时间8～10分钟，搅拌完成后将材料投入低温冷却搅拌罐，冷却至30～45℃；(2)称取有机聚合物和添加剂同时加入低温冷却搅拌罐进行混合搅拌，搅拌时间为5～15分钟；(3)取出搅拌混合好的材料与玻璃纤维混合，并开始造粒；造粒机的区段温度为185～210℃，水槽水温为40～50℃；(4)将造粒完成后的材料进行真空干燥，干燥温度为40～50℃，材料的含水率控制在0.02～0.05％；干燥完成后既得所述的尾矿砂制备的高分子材料。

实施例

以下通过实施例对本发明技术方案进行详细的说明，但是本发明的保护范围不局限于所述的所有实施例。如无特殊说明，本发明的原料均为市售。

实施例1

实施例1第一方面提供了一种铁矿、铜矿的尾矿砂制备的高分子材料，原料包含以下重量份：尾矿砂50份、聚丙烯50份、聚乙烯20份、聚乙烯辛烯共弹性体5份、硅烷偶联剂3份、玻璃纤维10份、添加剂5份。

本实施例中，所述添加剂为二氧化硅和二氧化钛复合改性的咪唑骨架材料。

本实施例中，二氧化硅和二氧化钛复合改性的咪唑骨架材料为自制，步骤包含以下几步(以重量份计)：(1)将5份二氧化硅分散在300份去离子水中，加入5份硅酸钠搅拌15分钟；(2)将搅拌完成后的二氧化硅分散液移动至75℃的加热环境下加热25分钟，并加入1份盐酸调节pH，之后继续搅拌4小时，离心干燥研磨，得表面水解处理的二氧化硅；(3)将5份表面水解处理的二氧化硅，150份乙醇和5份钛酸四丁酯混合完全，之后加入50份乙醇，10份乙酰丙酮(CAS:123-54-6)和50份去离子水的混合溶液，搅拌22小时；(4)搅拌完成后，离心烘干，将烘干粉料送入马弗炉焙烧3小时，焙烧温度为650℃，焙烧完成后得到二氧化硅和二氧化钛的复合粒子；(5)将2份二氧化硅和二氧化钛的复合粒子与50份2-甲基咪唑(CAS:693-98-1)和60份硝酸锌混合并加入到100份乙醇溶剂中，在650W的超声装置下超声聚合2小时，将得到的产物洗涤、干燥，既得二氧化硅和二氧化钛复合改性的咪唑骨架材料。

本实施例中，二氧化硅和二氧化钛复合改性的咪唑骨架材料的平均细度为600nm。

本实施例中，尾矿砂为经过干燥处理，磁选处理，扬尘处理，研磨处理、高温脱除处理、中和处理的尾矿砂。

所述干燥处理的步骤包含以下几步：(1)收集铁矿或铜矿的尾矿砂，通过对辊机压薄处理，将尾矿砂压薄到4毫米；(2)压薄完成后，将尾矿砂送入高温负压烘箱，快速去除水分，烘箱温度为450℃，干燥到含水率4％；(3)将尾矿砂输送到滚动式球磨机，粉碎块状尾矿砂，并输送到600℃高温螺杆式干燥系统，去除水分，干燥到含水率0.1％，送入储存罐备用。

所述磁选处理为将经过干燥处理的尾矿砂送入电磁四辊筛落式强磁吸附系统，彻底吸取尾矿砂中的铁、钴、镍颗粒。

所述扬尘处理为将磁选处理后的尾矿砂送入25米长的通风通道，采用用重力扬尘和通道吹风两种方法结合，分离尾矿砂中的难以分离的重金属和粗颗粒材料，使得质量较大的颗粒和重金属落在前扬尘区，较细的尾矿砂落在后扬尘区，从而达到重金属颗粒和粗颗粒的分离效果；所述扬尘处理后的尾矿砂的细度为400目。

研磨处理的步骤包含以下几步：(1)取扬尘处理后的的尾矿砂，用密封螺杆机输送到料桶；(2)通过流量阀把尾矿砂定量输送到粉碎机料仓，之后把料输入到高速震动压力辊碾磨，碾磨速度为400转/分钟，并且负压控制尾矿砂防止矿粉飘扬；(3)碾磨后的尾矿砂通过鼓风机和密封通道输送到料仓，通过料仓的单向多层过滤膜排除尾矿粉的空气，并确保排气的矿粉存量；(4)排出的气体通过负压管道，进行二次除粉尘。

所述高温脱除处理为将研磨处理后的尾矿砂输送到高温脱除设备，负压连接干燥烘箱和螺杆式干燥系统，进行高温脱除处理，处理温度为550℃。

所述中和处理为将磷粉通过烤箱加温至533℃，取得暗红色的粉末，将粉末混合加入到尾矿砂中，通过磷粉中和尾矿砂中的氧化剂本实施例中，尾矿砂的平均细度为1500目。

本实施例中，硅烷偶联剂为中杰新材料有限公司生产出售的KH550型号的产品。

本实施例中，聚乙烯辛烯共弹性体为美国陶氏公司生产出售的8411型号的聚乙烯辛烯共弹性体产品。

本实施例第二方面还提供了一种上述铁矿、铜矿的尾矿砂制备的高分子材料的制备方法，步骤包含以下几步：(1)将50份尾矿砂投入高速混料机并升温至80℃，并加入聚乙烯辛烯共弹性体5份，硅烷偶联剂3份进行高速搅拌，搅拌速度为2000转/分钟，搅拌时间10分钟，搅拌完成后将材料投入低温冷却搅拌罐，冷却至40℃；(2)称取50份聚丙烯，20份聚乙烯和5份添加剂同时加入低温冷却搅拌罐进行混合搅拌，搅拌时间为10分钟；(3)取出搅拌混合好的材料与10份玻璃纤维混合，并开始造粒；造粒机的区段温度为200℃，水槽水温为45℃；(4)将造粒完成后的材料进行真空干燥，干燥温度为50℃，最后材料的含水率为0.02％；干燥完成后既得所述的尾矿砂制备的高分子材料。

实施例2

本实施例的具体实施方式同实施例1，不同之处在于：尾矿砂的平均细度为1200目。

实施例3

本实施例的具体实施方式同实施例1，不同之处在于：聚丙烯60份、聚乙烯10份。

对比例1

本对比例的具体实施方式同实施例1，不同之处在于：聚丙烯60份、聚乙烯0份。

对比例2

本对比例的具体实施方式同实施例1，不同之处在于：添加剂为纯咪唑骨架材料。

对比例3

本对比例的具体实施方式同实施例1，不同之处在于：添加剂为市售的P25型二氧化钛。

对比例4

本对比例的具体实施方式同实施例1，不同之处在于：尾矿砂不经过磁选处理。

对比例5

本对比例的具体实施方式同实施例1，不同之处在于：尾矿砂不经过扬尘处理。

对比例6

本对比例的具体实施方式同实施例1，不同之处在于：尾矿砂的平均细度为800目。

性能评价

力学强度：参考GB/T1040对高分子材料的拉伸强度和断裂伸长率进行测试；参考GB/T9341对高分子材料的弯曲强度进行测试，每个实施例对比例测试5个试样，测得的数值的平均值记入表1。

疏水性测试：通过座滴法测试高分子材料的水接触角用以判断材料的疏水性能，每个实施例对比例测试5个试样，测得的数值的平均值记入表1。

表1

实施例	拉伸强度MPa	断裂伸长率％	弯曲强度MPa	水接触角°
					实施例1	22.1	25.1	26.1	153
实施例2	20.5	24.3	24.4	151
					实施例3	20.4	24.5	24.1	150
对比例1	14.6	18.4	17.5	110
					对比例2	17.4	20.3	20.1	80
对比例3	18.7	20.7	20.5	79
					对比例4	13.3	14.7	14.8	105
对比例5	12.1	15.9	15.5	109
					对比例6	15.1	17.1	18.1	123

通过实施例1～3、对比例1～6和表1可以得知，本发明提供的一种铁矿、铜矿的尾矿砂制备的高分子材料及其制备方法，制备的高分子材料具有优异的适用性充分利用了难以处理的尾矿砂，并且具有优异的力学性能、耐湿热性、抗污性和耐光性，适宜在矿业加工领域推广，具有广阔的发展前景。其中实施例1在具有最佳的尾矿砂处理工艺，改性原料和原料细度等因素下获得了最佳性能指数。

最后指出，以上所述实施例仅为本发明较佳的实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种铁矿、铜矿的尾矿砂制备的高分子材料，其特征在于：原料包含以下重量份：尾矿砂40～60份、有机聚合物30～90份、粘结剂3～10份、偶联剂1～4份、玻璃纤维5～15份、添加剂3～15份；

所述添加剂为二氧化硅和二氧化钛复合改性的咪唑骨架材料；

所述有机聚合物为聚丙烯，聚乙烯；

所述聚丙烯与聚乙烯的重量比为2～6：1～3；

所述粘结剂为聚乙烯辛烯共弹性体、高密度聚乙烯、端羟基化聚乙烯、超高分子量聚乙烯中的至少一种；

所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、双金属偶联剂、磷酸酯偶联剂、硼酸酯偶联剂、铬络合物中的至少一种；

所述尾矿砂的细度为1000～2000目；

所述二氧化硅和二氧化钛复合改性的咪唑骨架材料为自制，步骤包含以下几步：(1)将二氧化硅分散在去离子水中，加入硅酸钠搅拌10～15分钟；(2)将搅拌完成后的二氧化硅分散液移动至70～80℃的加热环境下加热20～30分钟，并加入盐酸调节pH，之后继续搅拌3～5小时，离心干燥研磨，得表面水解处理的二氧化硅；(3)将表面水解处理的二氧化硅，乙醇和钛酸四丁酯混合完全，之后加入乙醇，乙酰丙酮和去离子水的混合溶液，搅拌20～22小时；(4)搅拌完成后，离心烘干，将烘干粉料送入马弗炉焙烧2～4小时，焙烧温度为500～700℃，焙烧完成后得到二氧化硅和二氧化钛的复合粒子；(5)将二氧化硅和二氧化钛的复合粒子与2-甲基咪唑和硝酸锌混合并加入的乙醇溶剂，在600～800W的超声装置下超声聚合1～3小时，将得到的产物洗涤、干燥，既得；

所述二氧化硅和二氧化钛复合改性的咪唑骨架材料的粒径为500～800nm；

所述尾矿砂为经过精细化处理后的尾矿砂，所述精细化处理为干燥处理，磁选处理，扬尘处理，研磨处理、高温脱除处理、中和处理；

所述磁选处理为将经过干燥处理的尾矿砂送入电磁四辊筛落式强磁吸附系统，彻底吸取尾矿砂中的铁、钴、镍颗粒；

所述扬尘处理为将磁选处理后的尾矿砂送入25米长的通风通道，采用用重力扬尘和通道吹风两种方法结合，分离尾矿砂中的难以分离的重金属和粗颗粒材料，使得质量较大的颗粒和重金属落在前扬尘区，较细的尾矿砂落在后扬尘区，从而达到重金属颗粒和粗颗粒的分离效果；所述扬尘处理后的尾矿砂的细度为400目；

研磨处理的步骤包含以下几步：(1)取扬尘处理后的的尾矿砂，用密封螺杆机输送到料桶；(2)通过流量阀把尾矿砂定量输送到粉碎机料仓，之后把料输入到高速震动压力辊碾磨，碾磨速度为400转/分钟，并且负压控制尾矿砂防止矿粉飘扬；(3)碾磨后的尾矿砂通过鼓风机和密封通道输送到料仓，通过料仓的单向多层过滤膜排除尾矿粉的空气，并确保排气的矿粉存量；(4)排出的气体通过负压管道，进行二次除粉尘；

所述高温脱除处理为将研磨处理后的尾矿砂输送到高温脱除设备，负压连接干燥烘箱和螺杆式干燥系统，进行高温脱除处理，处理温度为550℃。

2.一种根据权利要求1任意一项所述的铁矿、铜矿的尾矿砂制备的高分子材料的制备方法，其特征在于：步骤包含以下几步：(1)将尾矿砂投入高速混料机并升温至60～80℃，并加入偶联剂，粘合剂进行高速搅拌，搅拌速度为1500～2500转/分钟，搅拌时间8～10分钟，搅拌完成后将材料投入低温冷却搅拌罐，冷却至30～45℃；(2)称取有机聚合物和添加剂同时加入低温冷却搅拌罐进行混合搅拌，搅拌时间为5～15分钟；(3)取出搅拌混合好的材料与玻璃纤维混合，并开始造粒；造粒机的区段温度为185～210℃，水槽水温为40～50℃；(4)将造粒完成后的材料进行真空干燥，干燥温度为40～50℃，材料的含水率控制在0.02～0.05％；干燥完成后既得所述的尾矿砂制备的高分子材料。