CN113135673A - 一种采用氧化型金矿堆浸尾渣制备地质聚合物的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种采用氧化型金矿堆浸尾渣制备地质聚合物的方法，属于废弃物资源化利用技术领域。本发明所述方法为：取氧化型金矿堆浸尾渣进行细磨烘干，将其与高岭土混合并加热至300~900℃进行煅烧，将煅烧后产品加入至由氢氧化钠和水玻璃制成的碱激发剂溶液中搅拌，注入模具静置16~24h，凝固后即得产品。本发明制备的地质聚合物凝胶材料具有硬化快、成型强度高、成型过程无需高温养护的优点，在短时间内就能达到一定强度；且采用本方法制备的地质聚合物凝胶材料，能有效固封氰化浸出尾矿中含有的重金属及有毒有害离子，防止重金属及有毒有害离子浸出，破坏环境。
Description
技术领域
本发明涉及一种采用氧化型金矿堆浸尾渣制备地质聚合物的方法，属于废弃物资源化利用技术领域。
背景技术
地质聚合物(Geopolymer)是近年来国际上研究非常活跃的非金属材料之一。它是以粘土、工业废渣或矿渣为主要原料，碱为激发剂，经适当的工艺处理，在较低温度条件下通过化学反应得到的一类新型无机聚合物材料。该材料是近年来新发展起来的、有可能在许多场合代替水泥，并有着比水泥更优异性能的新型材料。地质聚合物具有强度高、硬化快、耐酸碱腐蚀等优于普通硅酸盐水泥的独特性能，同时具有材料丰富、价格低廉、节约能源等优点引起了国内外材料专家的极大兴趣。
金的浸出方法有硫脲浸出法、硫代硫酸盐浸出法、溴化法、氯化法、氰化法等。其中，氰化法因成本较低、技术成熟，且对矿石适应性较高等优点，自19世纪80年代被应用到黄金生产上以来，目前仍然是从金矿石中提取金、银的主要方法。氰化尾渣便是氰化过程中产生的固体废弃物，其中常含有金、银等多种有价金属。随着我国黄金产业的迅猛发展，每年我国黄金冶炼企业都会排放大量氰化尾渣。据不完全统计，近年来我国黄金冶炼企业每年氰化尾渣排放量都在2000万吨以上。
但是，目前国内大部分氰化尾渣均因没有成熟的处理方法，所以并没有被回收利用，而是被企业堆存或做井下填充料，造成了资源的浪费。随着国家对环保的重视，尾渣等二次资源的回收利用显得越来越重要；对氰化尾渣进行综合利用，不仅能提高资源利用率，也能为企业带来良好的经济效益。
发明内容
针对上述提出的技术问题，本发明的目的在于提供一种采用氧化型金矿堆浸尾渣制备地质聚合物凝胶材料的方法，该方法以氧化型金矿堆浸尾渣为原料，高岭土为辅料，以水玻璃与氢氧化钠为碱激发剂，利用地质聚合反应合成一种地质聚合物凝胶材料。
本发明通过以下技术方案实现：
一种采用氧化型金矿堆浸尾渣制备地质聚合物的方法，以氧化型金矿堆浸尾渣、高岭土以及碱激发剂为原料制备，具体包括以下步骤:
⑴将氧化型金矿堆浸尾渣细磨并烘干，然后按高岭土与氧化型金矿堆浸尾渣的质量比为l :1～l:5的比例将高岭土与氧化型金矿堆浸尾渣混合均匀后在300~900℃温度下进行煅烧1~2h；
(2)将步骤⑴)得到的煅烧产品加入到碱激发剂溶液中，搅拌均匀后注入模具，在7~15MPa的压力下压制成型，用塑封袋密封后，在45℃~65℃的温度下养护8h，然后室温养护3d，之后进行脱模得到地质聚合物凝胶材料；
所述碱激发剂为水玻璃与氢氧化钠的混合溶液，在混合溶液中氢氧化钠的摩尔浓度为9~12mo1/L，水玻璃摩尔浓度为1.3~1.7mo1/L；
所述煅烧产品在所述碱激发剂溶液中的添加量为2000g/L~3500g/L。
本发明所述氧化型金矿堆浸尾渣的主要成分为含铝硅酸盐型矿物，其SiO2含量≥15%，Al2O3含量≥5%。
本发明所述细磨、烘干后的氧化型金矿堆浸尾渣粒径小于2mm，含水量低于5%。
本发明所述水玻璃模数为1.5~3.5。
本发明以氧化型金矿堆浸尾渣为原料，高岭土为辅料，以水玻璃与氢氧化钠为碱激发剂；碱激发剂能与煅烧的氧化型金矿堆浸尾渣和高岭土中的活性硅、铝发生解聚-凝聚反应，并明显促进解聚-凝聚反应的进行，反应合成地质聚合物时，形成结构与电石相似，但具有SiO4和A1O4四面体随机分布的三维立体网络结构，原料中剩余的碱金属或碱土金属离子分布于网络孔隙之间以平衡电价，形成具有较高抗压强度的地质聚合物凝胶材料。
本发明的有益效果：
(1)本发明所述方法不仅完成了一种环保型地质聚合物凝胶材料的制备，还实现了氧化型金矿堆浸尾渣的综合利用；且本方法易于操作，工艺流程相对简洁。
(2)本发明所述方法制备的地质聚合物凝胶材料具有硬化快，成型强度高，成型过程无需高温养护的优点，在短时间内就能达到一定强度。且采用本方法制备的地质聚合物凝胶材料，能有效固封氰化浸出尾矿中含有的重金属及有毒有害离子，防止重金属及有毒有害离子浸出，破坏环境。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明本发明。下述实施例说明的矿石来源仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制.除非特别说明，下述实施例中使用的原料为本领域常规市场渠道获得的原料，除非特别说明，下述实施例中使用的方法和设备为本领域常规使用的方法和设备。
实施例1
本实施例所述氧化型金矿堆浸尾渣为云南某金矿氰化堆浸尾渣，SiO2含量为15.34%，Al2O3含量为6.17%，将堆浸尾渣磨细至粒径小于2mm，干燥至含水量低于5%，备用。
取300g云南某金矿氰化堆浸尾渣及150g高岭土混合均匀后放入马弗炉中加热至800℃后保温2h进行煅烧，获得煅烧氰化堆浸尾渣及偏高岭土混合物；称取50g的煅烧产品，加入至已配制好的20mL碱激发剂溶液中(碱激发剂溶液中水玻璃模数为3，浓度为l.4mol/L，氢氧化钠浓度为10mol/L)，搅拌均匀后注入模具，在10 MPa的压力下压制成型，用塑封袋密封后，在60℃的温度下养护8h，然后室温养护3d，之后进行脱模检测，测得样品抗压强度为44.5MPa。
实施例2
本实施例所述氧化型金矿堆浸尾渣为云南某金矿氰化堆浸尾渣，SiO2含量为15.34%，Al2O3含量为6.17%，将堆浸尾渣磨细至粒径小于2mm，干燥至含水量低于5%，备用。
取300g云南某金矿氰化堆浸尾渣及200g高岭土混合均匀后放入马弗炉中加热至300℃后保温2h进行煅烧，获得煅烧氰化堆浸尾渣及偏高岭土混合物。称取50g的煅烧产品，加入至已配制好的20mL碱激发剂溶液中(碱激发剂溶液中水玻璃模数为2，浓度为1.4mol/L，氢氧化钠浓度为10mol/L)，搅拌均匀后注入模具，在8 MPa的压力下压制成型，用塑封袋密封后，在45℃的温度下养护8h，然后室温养护3d，之后进行脱模检测，测得样品抗压强度为41.7MPa。
实施例3
本实施例所述氧化型金矿堆浸尾渣为云南某金矿氰化堆浸尾渣，SiO2含量为15.34%，A12O3含量为6.17%，将堆浸尾渣磨细至粒径小于2mm，干燥至含水量低于5%，备用。
取300g云南某金矿氰化堆浸尾渣及100g高岭土混合均匀后放入马弗炉中加热至900℃后保温2h进行煅烧，获得煅烧氰化堆浸尾渣及偏高岭土混合物。称取50g的煅烧产品，加入至已配制好的15 mL碱激发剂溶液中(碱激发剂溶液中水玻璃模数为3，浓度为1.7mol/L，氢氧化钠浓度为12mol/L)，搅拌均匀后注入模具，在10 MPa的压力下压制成型，用塑封袋密封后，在60℃的温度下养护8h，然后室温养护3d，之后进行脱模检测，测得样品抗压强度为48.2MPa。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (4)
1.一种采用氧化型金矿堆浸尾渣制备地质聚合物的方法，其特征在于：以氧化型金矿堆浸尾渣﹑高岭土以及碱激发剂为原料制备﹐具体包括以下步骤:
(1)将氧化型金矿堆浸尾渣细磨并烘干，然后按高岭土与氧化型金矿堆浸尾渣的质量比为1:1～1:5的比例将高岭土与氧化型金矿堆浸尾渣混合均匀后在300~900℃温度下进行煅烧1~2h；
(2)将步骤(1)得到的煅烧产品加入到碱激发剂溶液中，搅拌均匀后注入模具，在7~15MPa的压力下压制成型，用塑封袋密封后，在45℃~65℃的温度下养护8h，然后室温养护3d，之后进行脱模得到地质聚合物凝胶材料；
所述碱激发剂为水玻璃与氢氧化钠的混合溶液，在混合溶液中水玻璃摩尔浓度为1.3~1.7mol/L，氢氧化钠的摩尔浓度为9~12mo1/L；
所述煅烧产品在所述碱激发剂溶液中的添加量为2000g/L~3500g/L。
2.根据权利要求1所述采用氧化型金矿堆浸尾渣制备地质聚合物的方法，其特征在于：所述氧化型金矿堆浸尾渣的主要成分为含铝硅酸盐型矿物，其SiO2含量≥15%，Al2O3含量≥5%。
3.根据权利要求1所述采用氧化型金矿堆浸尾渣制备地质聚合物的方法，其特征在于：细磨、烘干后的氧化型金矿堆浸尾渣粒径小于2mm，含水量低于5%。
4.根据权利要求1所述采用氧化型金矿堆浸尾渣制备地质聚合物的方法，其特征在于：所述水玻璃模数为1.5~3.5。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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