CN113735499A - 一种矿业固体废弃物浆料含水率的调节方法及其应用 - Google Patents

一种矿业固体废弃物浆料含水率的调节方法及其应用 Download PDF

Info

Publication number
CN113735499A
CN113735499A CN202111128608.9A CN202111128608A CN113735499A CN 113735499 A CN113735499 A CN 113735499A CN 202111128608 A CN202111128608 A CN 202111128608A CN 113735499 A CN113735499 A CN 113735499A
Authority
CN
China
Prior art keywords
solid waste
slurry
mining
mining solid
solid content
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202111128608.9A
Other languages
English (en)
Inventor
狄国勋
陈忠平
文剑
冯波宇
陈伟军
黄娅
李佳怡
陈锡麟
潘敏尧
冯梓乘
朱兴华
余匡迪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangdong Tongchuang Kexin Environmental Protection Co ltd
Guangdong Zhongjin Lingnan Environmental Protection Engineering Co ltd
Original Assignee
Guangdong Tongchuang Kexin Environmental Protection Co ltd
Guangdong Zhongjin Lingnan Environmental Protection Engineering Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangdong Tongchuang Kexin Environmental Protection Co ltd, Guangdong Zhongjin Lingnan Environmental Protection Engineering Co ltd filed Critical Guangdong Tongchuang Kexin Environmental Protection Co ltd
Priority to CN202111128608.9A priority Critical patent/CN113735499A/zh
Publication of CN113735499A publication Critical patent/CN113735499A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/0409—Waste from the purification of bauxite, e.g. red mud
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/12—Waste materials; Refuse from quarries, mining or the like
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/02—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by adding chemical blowing agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/10—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by using foaming agents or by using mechanical means, e.g. adding preformed foam
    • C04B38/106—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by using foaming agents or by using mechanical means, e.g. adding preformed foam by adding preformed foams
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C3/00—Foundations for pavings
    • E01C3/003—Foundations for pavings characterised by material or composition used, e.g. waste or recycled material
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C3/00—Foundations for pavings
    • E01C3/04—Foundations produced by soil stabilisation
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
    • E21F15/00—Methods or devices for placing filling-up materials in underground workings
    • E21F15/005—Methods or devices for placing filling-up materials in underground workings characterised by the kind or composition of the backfilling material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00017—Aspects relating to the protection of the environment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00724—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 in mining operations, e.g. for backfilling; in making tunnels or galleries
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/0075—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for road construction
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/40—Porous or lightweight materials
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

本发明提供一种矿业固体废弃物浆料含水率的调节方法及其应用，所述矿业固体废弃物浆料含水率的调节方法无需将湿法矿业固体废弃物先烘干再磨粉进行称量，即可将未知含水率的湿法矿业固体废弃物进行调节，并获得固含量已知的矿业固体废弃物浆料。将得到的固含量已知的矿业固体废弃物浆料应用于轻质土的制备方法，加快了湿法工业固废制备轻质土的研制效率。

Description

一种矿业固体废弃物浆料含水率的调节方法及其应用
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，尤其涉及一种矿业固体废弃物浆料含水率的调节方法及其应用。
背景技术
随着经济不断发展，市场对钢铁、氧化铝、铅、锌等金属及其氧化物的需求量日益增加，工业固废的排放量也与日俱增。其中，采用湿式选矿法所产生的铅锌尾矿、铁尾砂和炼铝排渣产生的赤泥等固废，经压滤后产生的废料，目前主要通过堆存处置，占用大量的土地资源，且对周边生态造成了较大的影响。近几年我国对大宗工业废弃物的综合利用越来越重视，大宗固体废物对环境影响程度深、产量大，其资源化利用的前景很好。实施大宗固体废物的综合利用可以提升我国经济的循环发展，加快构建可持续发展的战略部署，改善我国能源结构。
赤泥是氧化铝工业排出的工业废弃物，由于其滤液具有高碱性，具有高碱性并富含硅、铝、钙相，可以用来制备胶凝材料的激发剂和前驱体。利用赤泥的高碱性激发粉煤灰的火山灰活性，制备赤泥基碱激发胶凝材料及其轻质土制品，应用于道路工程路基建设，不仅能够大量处理工业废弃物赤泥，还具有良好的经济和社会双重效应。铅锌尾矿、铁尾砂为湿法选矿后的工业废弃物，其颗粒小，比表面积大，粒度分布广。将尾砂应用于充填领域中可作为主要填料，由于其物理特性，可有效改善充填体内部孔结构，通过填充效应提高充填体的性能。目前行业内对使用工业固废制备轻质土的研究尚少，而轻质土应用于路基和充填具备明显的经济优势和环保价值，因此，将大宗工业废弃物制备出一种成本低、易制备、应用范围广的制品亟需投入大量研究。
目前，泡沫轻质土多为水泥基体系，施工成本高，且大量使用水泥造成碳排放量巨大，对环境造成一定的影响。研制采用工业固废制备轻质土具有极高的经济效益和环保效益，但目前湿法选矿工业固废原料多为含水率未知的膏体废料，且由于材料自身颗粒小，比表面积大，若直接拌和来制备轻质土势必会导致浆料中颗粒团聚、导致轻质土的质地不均，对轻质土试验制品的性能产生不利的影响。将湿法选矿工业固废原料应用至轻质土时，通常测定其含水率，再根据湿法选矿工业固废原料的含水率来调整轻质土配方，限制了湿法选矿工业固废原料的应用。
发明内容
本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明第一个方面提出一种矿业固体废弃物浆料固含量的调节方法，无需将湿法矿业固体废弃物先烘干再磨粉进行称量，即可将未知含水率的湿法矿业固体废弃物进行调节，并获得固含量已知的矿业固体废弃物浆料。
本发明的第二个方面提出了一种轻质土的制备方法。
本发明的第三个方面提出了上述矿业固体废弃物浆料固含量的调节方法和/或上述轻质土的制备方法的应用。
根据本发明的第一个方面，提出了一种矿业固体废弃物浆料固含量的调节方法，包括如下步骤：
S1：将矿业固体废弃物烘干至恒重后破碎，得矿业固体废弃物干粉；
S2：向所述矿业固体废弃物干粉中加水搅拌，得矿业固体废弃物浆料，测量所述矿业固体废弃物浆料的湿密度，记录湿密度为1500kg/m3～1900kg/m3时的用水量，使用插值法计算出矿业固体废弃物浆料的固含量，建立湿密度与固含量的关系表；
S3：向矿业固体废弃物中加水使制得的矿业固体废弃物浆料的湿密度为1500kg/m3～1900kg/m3，根据S2中所述关系表即可获所述矿业固体废弃物浆料的固含量。
本发明中，先建立矿业固体废弃物浆料中湿密度与固含量的对应关系，在将未知含水率的矿业固体废弃物制备成湿密度为1500kg/m3～1900kg/m3的矿业固体废弃物浆料，即可根据已建立的湿密度与固含量的对应关系获得矿业固体废弃物浆料准确的固含量，进而达到调节其固含量的目的。而将湿密度控制在1500kg/m3～1900kg/m3范围内，能使得矿业固体废弃物浆料具备较好的流动性与分散性，且整体稳定性优异，而矿业固体废弃物浆料湿密度过大容易导致矿业固体废弃物特别是赤泥浆料难以分散均匀，过小会使浆料过稀，静置后容易导致分层。
在本发明的一些实施方式中，所述矿业固体废弃物选自赤泥、铁尾砂、铅锌尾矿中的至少一种。
根据本发明的第二个方面，提出了一种轻质土的制备方法，包括如下步骤：
S1：取矿业固体废弃物浆料，根据上述矿业固体废弃物浆料固含量的调节方法调节所述矿业固体废弃物浆料的固含量；
S2：将矿业固体废弃物浆料与干粉混合制得胶结料，再与泡沫混合，所得轻质土浆料浇模成型，制得轻质土。
本发明中，根据上述矿业固体废弃物浆料固含量的调节方法能获得固含量已知的矿业固体废弃物浆料，即可将其作为轻质土的制备原料直接应用于轻质土的制备。
在本发明的一些实施方式中，所述干粉包括水泥、复合掺合料、激发剂和化学外加剂。
在本发明的一些优选的实施方式中，所述胶结料的浓度为40％～80％。
在本发明的一些更优选的实施方式中，所述轻质土浆料的容重为400kg/m3～1200kg/m3。
在本发明的一些更优选的实施方式中，所述泡沫的容重为40kg/m3～60kg/m3。
在本发明的一些更优选的实施方式中，所述泡沫通过空气压缩机催生发泡剂溶液发泡得到。
在本发明的一些更优选的实施方式中，所述空气压缩机的工作压力为0.7MPa～0.9MPa。
在本发明的一些更优选的实施方式中，所述发泡剂溶液的发泡倍率为350倍～450倍。
在本发明的一些更优选的实施方式中，所述发泡剂溶液为发泡剂与水按质量比为1：(18～20)混合制得。
在本发明的一些更优选的实施方式中，所述发泡剂可选用市售的发泡剂，如松香酸皂类发泡剂、金属铝粉发泡剂、植物蛋白发泡剂、动物蛋白发泡剂、树脂皂类发泡剂、水解血胶发泡剂或石油磺酸铝发泡剂中的至少一种。
在本发明的一些更优选的实施方式中，所述复合掺合料选自钢渣、矿渣微粉、粉煤灰、钢铁冶炼渣微粉、硅微粉中的至少一种；进一步优选的，所述复合掺合料的粒度为过80～400目筛。
在本发明的一些更优选的实施方式中，所述激发剂选自石膏、生石灰、碱金属硅酸盐、碱金属硫酸盐、碱金属碳酸盐、碱金属氢氧化物、烷基磺酸碱金属盐、烷基苯磺酸碱金属盐、烷基硫酸碱金属盐中的至少一种。
在本发明的一些更优选的实施方式中，化学外加剂包括减水剂；进一步优选的，所述减水剂为选自奈系减水剂、聚羧酸减水剂、接枝共聚物减水剂中的至少一种。
在本发明的一些更优选的实施方式中，所述矿业固体废弃物选自赤泥、铁尾砂、铅锌尾矿中的至少一种。
在本发明的一些更优选的实施方式中，所述矿业固体废弃物选自拜耳法赤泥、铁尾砂、铅锌尾矿中的至少一种。
在本发明的一些更优选的实施方式中，所述铁尾砂的含水率为18％～35％，呈现膏体状和粘稠颗粒状。
在本发明的一些更优选的实施方式中，所述铁尾砂表观密度2.87g/cm3，堆积密度1.20g/cm3。
在本发明的一些更优选的实施方式中，所述铁尾砂的化学组成为：SiO2含量为57％～68％、Fe2O3为9％～23％、CaO为3％～4％、MgO为0.8％～2.4％、SO3为0.25％～0.54％。
在本发明的一些更优选的实施方式中，所述铅锌尾矿为细粒级尾矿，为φ24m浓密池溢流，经过布袋式过滤机制得。
在本发明的一些更优选的实施方式中，所述细粒级尾砂物为相分析见主要矿物为方解石(calcite)、石英(quartz)、白云石(dolomite)、硫铁矿(pyrite)，为表面不规整的细颗粒状。
在本发明的一些更优选的实施方式中，所述细粒级尾砂的结晶度较高，几乎不含玻璃相物质，因此基本没有火山灰活性。
在本发明的一些更优选的实施方式中，所述细粒级尾砂主要氧化物为SO3、SiO2、CaO、Fe2O3、Al2O3。
在本发明的一些更优选的实施方式中，所述拜耳法赤泥密度为2.8g/cm3～2.9g/cm3。
在本发明的一些更优选的实施方式中，所述拜耳法赤泥中细度为0.003mm～0.008mm的颗粒占比>60wt％。
在本发明的一些更优选的实施方式中，所述拜耳法赤泥的pH值为10.5～12.0。
在本发明的一些更优选的实施方式中，所述水泥标号为P.O 42.5水泥，比表面积为310～330m2/kg，密度为3.07g/cm3。
在本发明的一些更优选的实施方式中，所述水泥标准稠度用水量为125～129g，初凝时间为150～160min、终凝时间为300～330min。
根据本发明的第三个方面，提出了一种上述矿业固体废弃物浆料固含量的调节方法和/或上述轻质土的制备方法在道路工程和/或矿井充填施工方法中的应用。
本发明的有益效果为：
本发明通过建立矿业固体废弃物浆料中湿密度与固含量的对应关系，即可将含水率未知的湿法工业废弃物直接制备成轻质土，省去了测定含水率的步骤，同样也无需将湿法工业固废先烘干再粉磨进行称量。
本发明加快了湿法工业固废制备轻质土的研制效率，此技术方案可使轻质土内部颗粒分散性更优，浆料不易出现粘聚、结块等问题，且轻质土固结体的性能更加稳定。
本发明提供了一种针对湿法工业固废高效、高精度的湿法矿业固体废弃物浆料含水率的调节方法和轻质土制备方案，对于将固体废弃物应用与道路工程和矿井充填施工的研究提供极大的便利，对我国废物资源化利用、生态环保建设起到了一定的推动作用。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
以下实施例中，矿业固体废弃物浆料的湿密度与固含量的关系表按照如下方法建立：
S1：将湿法工业废弃物用烘箱在105℃烘干至恒重，冷却至室温，经颚式破碎机破碎至粒径小于0.3mm。
S2：称取100份工业固废干粉，倒入搅拌机中，逐步增加用水量并搅拌，当料浆具备显著流动性时，采用1L固定容量的金属模具装满浆料，称量1L浆料的质量。
S3：随着用水量提高，当料浆湿密度降至1900kg/m3时，开始记录当前总用水量。当前容重数据测量记录完成后，采取1份用水量的梯度向料浆中加入实验用水，并记录料浆的湿密度。当料浆容重降低至1500kg/m3时停止加水。
S4：记录料浆湿密度在1500～1900kg/m3范围内的用水量，使用插值法计算出所对应的固含量，建立湿密度与固含量的关系表。结果如表1所示：
表1
Figure BDA0003279682650000051
Figure BDA0003279682650000061
实施例1
本实施例制备了一种轻质土，具体过程为：
S1：将含水率未知的铅锌尾矿渣加试验用水，调整至湿密度1.75，根据对照关系可知此时铅锌尾矿料浆固含量为62％，此时100份料浆中含有34份水，可计算出实际配合比中试验用水的实际称量。
S2：按照20份水泥、60份复合掺合料、20份激发剂、640份铅锌尾矿湿料、60份水，20份泡沫、1份减水剂称取原料，将水泥、复合掺合剂、激发剂加水搅拌混合，再加入铅锌尾矿湿料，同时掺入减水剂，搅拌至匀浆制得胶结料，将泡沫掺入胶结料中，搅拌使得泡沫均匀分散在浆料中，每次掺入泡沫时测定浆体的容重，当容重达到设计值时，停止加入泡沫，所得浆料浇模成型，制得胶砂比为1/4、料浆浓度为60％、容重为1000kg/m3的铅锌尾矿基轻质土，可用于矿山低浓度充填。
实施例2
本实施例制备了一种轻质土，具体过程为：
S1：将含水率未知的铅锌尾矿渣加试验用水，调整至湿密度1.85，根据对照关系可知此时铅锌尾矿料浆固含量为72％，此时100份料浆中含有28份水，可计算出实际配合比中试验用水的实际称量。
S2：按照20份水泥、60份复合掺合料、20份激发剂、1100份铅锌尾矿湿料、20份泡沫、2份减水剂称取原料，将水泥、复合掺合剂、激发剂加水搅拌混合，再加入铅锌尾矿湿料，同时掺入减水剂，搅拌至匀浆制得胶结料，将泡沫掺入胶结料中，搅拌使得泡沫均匀分散在浆料中，每次掺入泡沫时测定浆体的容重，当容重达到设计值时，停止加入泡沫，所得浆料浇模成型，制得胶砂比为1/8、料浆浓度为75％、容重为1200kg/m3的铅锌尾矿基轻质土，可用于矿山高浓度充填。
实施例3
本实施例制备了一种轻质土，具体过程为：
S1：将含水率未知的铁尾砂加试验用水，调整至湿密度1.75根据对照关系可知此时铁尾砂固含量为66％，此时100份料浆中含有34份水，可计算出实际配合比中试验用水的实际称量。
S2：按照20份水泥、60份复合掺合料、20份激发剂、900份铅铁尾砂湿料、30份泡沫、1份减水剂称取原料，将水泥、复合掺合剂、激发剂加水搅拌混合，再加入铅铁尾矿湿料，同时掺入减水剂，搅拌至匀浆制得胶结料，将泡沫掺入胶结料中，搅拌使得泡沫均匀分散在浆料中，每次掺入泡沫时测定浆体的容重，当容重达到设计值时，停止加入泡沫，所得浆料浇模成型，制得胶砂比为1/6、料浆浓度为68％、容重为1000kg/m3的铁尾砂轻质土比。
实施例4
本实施例制备了一种轻质土，具体过程为：
S1：将含水率未知的铅锌尾矿渣加试验用水，调整至湿密度1.9，根据对照关系可知此时铅锌尾矿料浆固含量为76％，此时100份料浆中含有24份水，可计算出实际配合比中试验用水的实际称量。
S2：按照40份水泥、40份复合掺合料、20份激发剂、1050份铅锌尾矿湿料、20份泡沫、2份减水剂称取原料，将水泥、复合掺合剂、激发剂加水搅拌混合，再加入铅锌尾矿湿料，同时掺入减水剂，搅拌至匀浆制得胶结料，将泡沫掺入胶结料中，搅拌使得泡沫均匀分散在浆料中，每次掺入泡沫时测定浆体的容重，当容重达到设计值时，停止加入泡沫，所得浆料浇模成型，制得胶砂比为1/8、料浆浓度为75％、容重为1200kg/m3的铁尾砂轻质土，可应用于矿山高浓度充填、具备自流平性能。
实施例5
本实施例制备了一种轻质土，具体过程为：
S1：将含水率未知的赤泥加试验用水，调整至湿密度1.55，根据对照关系可知此时赤泥浆固含量为54％，此时100份料浆中含有46份水，可计算出实际配合比中试验用水的实际称量。
S2：按照210份水泥、210份复合掺合料、80份激发剂、925份赤泥、375g水、50份泡沫称取原料，将水泥、复合掺合剂、激发剂加水搅拌混合，再加入赤泥，同时掺入减水剂，搅拌至匀浆制得胶结料，将泡沫掺入胶结料中，搅拌使得泡沫均匀分散在浆料中，每次掺入泡沫时测定浆体的容重，当容重达到设计值时，停止加入泡沫，所得浆料浇模成型，制得水固比为0.45、容重为1000kg/m3的赤泥基轻质土，可应用于道路工程的路基填方。
实施例6
本实施例制备了一种轻质土，具体过程为：
S1：将含水率未知的赤泥加试验用水，调整至湿密度1.65，根据对照关系可知此时赤泥浆固含量为62％，此时100份料浆中含有38份水，可计算出实际配合比中试验用水的实际称量。
S2：按照210份水泥、210份复合掺合料、80份激发剂、810份赤泥、95份水、30份泡沫、10份减水剂称取原料，将水泥、复合掺合剂、激发剂加水搅拌混合，再加入赤泥，同时掺入减水剂，搅拌至匀浆制得胶结料，将泡沫掺入胶结料中，搅拌使得泡沫均匀分散在浆料中，每次掺入泡沫时测定浆体的容重，当容重达到设计值时，停止加入泡沫，所得浆料浇模成型，制得水固比为0.4、容重为1200kg/m3的赤泥基轻质土，可用于道路工程的装配式路基。
对比例1
本对比例制备了一种轻质土，具体过程为：
S1：将未知含水率的湿法工业废弃物使用105℃烘干8h，测量其含水率。根据配合比称量水泥100份，湿法工业废弃物580份，根据含水率算出额外需称量试验用水180份。
S2：将工业固废湿料与180份水混合均匀后，掺入胶凝组分制备成胶结料；
S3：采用发泡剂制备50g/L容重的泡沫，称量20份泡沫至胶结料内，搅拌均匀后制得0.8水胶比、800kg/m3容重的固废基轻质土。
对比例2
本对比例制备了一种轻质土，具体过程为：
S1：将含水率未知的湿法工业废弃物使用105℃烘干8h，使用球磨机粉磨40min，并过200目筛。
S2：根据配合比，称量400份固废干粉、100份水泥、360份水，制备成0.72水胶比的胶结料。
S3：采用发泡剂制备40kg/m3容重的泡沫，称量30份泡沫至胶结料内，搅拌均匀后制得0.72水胶比、800kg/m3容重的固废基轻质土。
试验例
将实施例1～6与对比例1～2制样的时长、制样操作简易程度、样品的分散性、流动性等进行比对，其中，样品分散性通过将浆料摊平在玻璃板上，即可观察到是否有颗粒团聚进行检测；样品流动性参考GB/T8077-2000《混凝土外加剂匀质性试验方法》进行检测，结果如表2所示。
表2
组别 周期试验时长 分散性 流动性(mm) 操作简易程度
实施例1 30min 未出现颗粒团聚 优异 简易
实施例2 30min 未出现颗粒团聚 优异 简易
实施例3 30min 未出现颗粒团聚 优异 简易
实施例4 30min 未出现颗粒团聚 优异 简易
实施例5 30min 未出现颗粒团聚 良好 简易
实施例6 30min 未出现颗粒团聚 良好 简易
对比例1 ＞8h 颗粒团聚严重 很差 一般
对比例2 ＞12h 未出现颗粒团聚 较差 复杂
备注：用10*10mm圆柱模具≥280优异好240-280良好220-240较差＜220很差。
从表2可知，本发明采用制备湿法工业固废基轻质土的方法主要优势为以下几点：
其一，将含水率未知的湿法工业固废配置成既定容重的料浆，建立容重-固体含量的关系后，可根据实验设计配比直接进行混料，整个实验时长在30min左右，具备操作简便、效率高的优点。而采用烘干法测量含水率的方式来配置胶结料以及轻质土，整个实验周期大于8h。采用将湿法工业固废烘干并粉磨，通过配置干粉来进行实验，整个实验周期大于12h，整体效率较低、且流程繁琐。
其二，通过将湿法固废配置成匀质料浆，可改善胶结料的流动性，使用此方法制备的料浆流动性优异，具有自流平，自密实的功能，满足应用于道路工程的路基施工和矿井充填大面积施工。
其三，本发明提供了一种针对湿法工业固废高效、高精度的湿法矿业固体废弃物浆料含水率的调节方法和轻质土制备方案，对于将固体废弃物应用与道路工程和矿井充填施工的研究提供极大的便利，对我国废物资源化利用、生态环保建设起到了一定的推动作用。
上面对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.一种矿业固体废弃物浆料固含量的调节方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：将矿业固体废弃物烘干至恒重后破碎，得矿业固体废弃物干粉；
S2：向矿业固体废弃物干粉中加水搅拌，得矿业固体废弃物浆料，测量所述矿业固体废弃物浆料湿密度，记录湿密度为1500kg/m3～1900kg/m3时的用水量，使用插值法计算出矿业固体废弃物浆料的固含量，建立湿密度与固含量的关系表；
S3：向矿业固体废弃物中加水使制得的矿业固体废弃物浆料的湿密度为1500kg/m3～1900kg/m3，根据S2中所述关系表即可获所述矿业固体废弃物浆料的固含量。
2.根据权利要求1所述的矿业固体废弃物浆料固含量的调节方法，其特征在于：所述矿业固体废弃物选自赤泥、铁尾砂、铅锌尾矿中的至少一种。
3.一种轻质土的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：取矿业固体废弃物浆料，根据权利要求1或2所述的矿业固体废弃物浆料固含量的调节方法调节所述矿业固体废弃物浆料的固含量；
S2：将矿业固体废弃物浆料与干粉混合制得胶结料，再与泡沫混合，所得轻质土浆料浇模成型，制得轻质土。
4.根据权利要求3所述的轻质土的制备方法，其特征在于：所述干粉包括水泥、复合掺合料、激发剂和化学外加剂。
5.根据权利要求3所述的轻质土的制备方法，其特征在于：所述胶结料的浓度为40％～80％。
6.根据权利要求3所述的轻质土的制备方法，其特征在于：所述轻质土浆料的容重为400kg/m3～1200kg/m3。
7.根据权利要求3所述的轻质土的制备方法，其特征在于：所述泡沫的容重为40kg/m3～60kg/m3。
8.根据权利要求4所述的轻质土的制备方法，其特征在于：所述复合掺合料选自钢渣、矿渣微粉、粉煤灰、钢铁冶炼渣微粉、硅微粉中的至少一种。
9.根据权利要求4所述的轻质土的制备方法，其特征在于：所述激发剂选自石膏、生石灰、碱金属硅酸盐、碱金属硫酸盐、碱金属碳酸盐、碱金属氢氧化物、烷基磺酸碱金属盐、烷基苯磺酸碱金属盐、烷基硫酸碱金属盐中的至少一种。
10.一种如权利要求1或2所述的矿业固体废弃物浆料固含量的调节方法和/或如权利要求3～9任一项所述的轻质土的制备方法在道路工程和/或矿井充填施工方法中的应用。
CN202111128608.9A 2021-09-26 2021-09-26 一种矿业固体废弃物浆料含水率的调节方法及其应用 Pending CN113735499A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111128608.9A CN113735499A (zh) 2021-09-26 2021-09-26 一种矿业固体废弃物浆料含水率的调节方法及其应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111128608.9A CN113735499A (zh) 2021-09-26 2021-09-26 一种矿业固体废弃物浆料含水率的调节方法及其应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113735499A true CN113735499A (zh) 2021-12-03

Family

ID=78741009

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111128608.9A Pending CN113735499A (zh) 2021-09-26 2021-09-26 一种矿业固体废弃物浆料含水率的调节方法及其应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113735499A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115215625A (zh) * 2022-06-23 2022-10-21 河北工程大学 一种富含铁废弃物改性提铁后尾渣制备矿井充填料的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2585953C1 (ru) * 2014-11-27 2016-06-10 Федеральное государственное бюджетное Учреждение науки - Институт мерзлотоведения им.П.И.Мельникова Сибирского отделения Российской академии наук Способ определения физических свойств грунтов
CN208109631U (zh) * 2018-03-30 2018-11-16 长沙矿山研究院有限责任公司 一种充填浓度计
CN112047665A (zh) * 2020-08-06 2020-12-08 广东同创科鑫环保有限公司 一种赤泥基现浇轻质土的施工方法
CN112083138A (zh) * 2020-09-15 2020-12-15 中建西部建设西南有限公司 一种判定搅拌站废浆水可用于混凝土生产的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2585953C1 (ru) * 2014-11-27 2016-06-10 Федеральное государственное бюджетное Учреждение науки - Институт мерзлотоведения им.П.И.Мельникова Сибирского отделения Российской академии наук Способ определения физических свойств грунтов
CN208109631U (zh) * 2018-03-30 2018-11-16 长沙矿山研究院有限责任公司 一种充填浓度计
CN112047665A (zh) * 2020-08-06 2020-12-08 广东同创科鑫环保有限公司 一种赤泥基现浇轻质土的施工方法
CN112083138A (zh) * 2020-09-15 2020-12-15 中建西部建设西南有限公司 一种判定搅拌站废浆水可用于混凝土生产的方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115215625A (zh) * 2022-06-23 2022-10-21 河北工程大学 一种富含铁废弃物改性提铁后尾渣制备矿井充填料的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhang et al. Early-age characteristics of red mud–coal gangue cementitious material
CN110041028A (zh) 一种利用建筑垃圾的再生混凝土及其制备方法
CN109970402A (zh) 一种利用废弃混凝土的再生混凝土及其制备方法
CN109734395B (zh) 一种含泥水盾构废弃泥浆的同步砂浆及其制备方法
CN103359982B (zh) 一种利用铁尾矿配制的喷射混凝土材料
CN104446045A (zh) 一种碱激发胶凝材料及其制备方法
CN110041015A (zh) 一种全固废生态胶凝材料
CN112079589A (zh) 一种改性锂渣复合矿物掺合料及其制备和应用
CN103382124B (zh) 一种钼尾砂加气混凝土砌块及其制备方法
CN112608043B (zh) 一种高强度镍渣基固废胶凝材料及制备方法
CN104150794B (zh) 一种铁尾矿硅酸盐水泥的制备方法
CN105314955B (zh) 一种矿山充填料
CN103351105B (zh) 一种碱激发胶凝材料及其制备方法
CN106698984A (zh) 电石渣固废物作为矿用填充凝胶材料原料的应用、填充凝胶材料及填充材料
CN103159450A (zh) 一种用钢渣制成的泡沫混凝土砌块的生产方法
CN106904847B (zh) 一种利用废弃混凝土水泥石相制备低烧复合水泥的方法
CN107417214B (zh) 一种钨尾矿掺合料混凝土及其制备方法
CN109987912A (zh) 沸石制备铁尾矿干粉砂浆
CN109665729A (zh) 再生微粉碱渣无熟料凝胶材料及其制备方法
WO2008138170A1 (fr) Mortier sous forme de poudre sèche produit à partir de scories d'acier et son procédé de production
CN106396574A (zh) 一种硅铝基轻质混凝土材料及其制备方法
CN112159176A (zh) 一种掺入废玻璃的耐磨自流平水泥砂浆及其制备方法
CN103319103A (zh) 再生硬化水泥浆体胶凝材料及其制备方法
CN101985392A (zh) 一种利用大掺量炉底渣的抹灰砂浆及其制备方法
CN105036667B (zh) 一种防冻干混砂浆的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20211203

RJ01 Rejection of invention patent application after publication