[發明專利]一種含有納米尾礦的魚礁膠凝材料及其制造方法

有效

• 申請號: 200910093130.3
• 申請日: 2009-09-29
• 公開（公告）號: CN101671132A
• 公開（公告）日: 2010-03-17
• 發明（設計）人: 倪文;陳德平;黃曉燕;張靜文;于淼;張玉燕
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C04B7/147
• 分類號: C04B7/147;C04B7/21
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于礦業領域和海洋環境領域，特別涉及一種含有納米尾礦的魚礁膠凝材料及其制造方法。

背景技術

我國磁鐵石英巖型尾礦年產出量超過2.5億噸，累積堆存20億噸以上。這些年來隨著鐵精礦價格不斷攀升和選礦技術的進步，選礦過程中的磨礦細度越來越高，所排出的尾礦也越來越細。極細粒度的尾礦給尾礦砌塊等傳統建材的生產帶來困難，也給全尾砂膠結充填礦井帶來困難。此外極細粒尾礦的大量堆存也給環境和安全帶來更大的壓力。

劉保全等發明了“一種鐵尾礦砂免燒免蒸承重砌塊或磚及其制造工藝(CN1727301)”；關常君等發明了“用鐵尾礦粉制造建筑制品的方法(CN1944325)”；上述兩個專利都沒有考慮充分利用極細粒尾礦細度特征的問題，也沒有考慮降低堿度以適應人工魚礁的需要。王先進等的發明專利“采用鐵尾礦和高鈣粉煤灰渣生產砌筑水泥的方法(CN1065851A)”，雖然考慮了利用尾礦的細度特征，但沒有提到發揮其中的納米顆粒的作用，也沒有考慮降低其堿度以適應人工魚礁的生產。

發明內容

本發明目的是要充分利用極細粒磁鐵石英巖型尾礦的細度，以及含有大量石英及其他硅酸鹽礦物的成分特點，采用梯級混磨的方法將其進一步磨細直至出現明顯的納米顆粒，并具備一定的膠凝反應活性，同時摻入礦渣、水泥熟料和石膏等制成含有納米磁鐵石英巖型尾礦的低堿度膠凝材料。這種含有納米磁鐵石英巖型尾礦的低堿度膠凝材料可用來制備低堿度人工魚礁混凝土。

一種含有納米尾礦的魚礁膠凝材料及其制造方法，具體步驟如下：

1、將磁鐵石英巖型尾礦用60～100目篩網進行分級，將篩上較粗部分篩出，作為建筑用砂出售，將篩下部分進行烘干至含水率0.01％～1％。將烘干后的細尾礦在磨機中磨細至比表面積3000～4000cm²/g。

2、將步驟1中磨細的尾礦與烘干后的高爐水淬礦渣再進一步混磨至比表面積4000～5000cm²/g，其中高爐水淬礦渣的含水率也要求在0.01％～1％。在二次混磨過程中，尾礦與礦渣的配料比以干基重量百分比計分別為：尾礦占50％～60％，高爐水淬礦渣占40％～50％。

3、將上述尾礦與高爐水淬礦渣的混合細粉再與水泥熟料和石膏進行配料，配料按干基重量百分比計分別為：混合粉占75％～85％，水泥熟料占10％～15％，石膏占5％～10％。將配好的料在球磨機中進行第三次混磨，至比表面積5000～6000cm²/g，就得到了含有納米磁鐵石英巖型尾礦的魚礁膠凝材料。

本發明的有益之處

(1)與普通硅酸鹽水泥相比本發明的膠凝材料中水泥熟料含量降低5倍以上，對節能減排有重要意義。

(2)充分利用極細粒磁鐵石英巖型尾礦的細度，以及含有大量石英及其他硅酸鹽礦物的成分特點，采用梯級混磨的方法將其進一步磨細直至出現明顯的納米顆粒，并具備一定的膠凝反應活性，解決了現有技術中極細粒磁鐵石英巖型尾礦難以利用的難題。

(3)由于大幅度降低了水泥熟料的用量，減少了水化產物中Ca(OH)₂的含量，可使人工魚礁混凝土的堿度大幅度降低，有利于提高人工魚礁的海洋生態相容性。

具體實施方式

實施例1

(1)將磁鐵石英巖型尾礦用60目篩網進行分級，將篩上較粗部分篩出，作為建筑用砂出售，將篩下部分進行烘干至含水率0.4％。將烘干后的細尾礦在磨機中磨細至比表面積3000cm²/g。

(2)將步驟1中磨細的尾礦與烘干后的高爐水淬礦渣再進一步混磨至比表面積5000cm²/g，其中入磨的高爐水淬礦渣的含水率為0.6％。在二次混磨過程中，尾礦與礦渣的配料比以干基重量百分比計分別為：尾礦占60％，高爐水淬礦渣占40％。

(3)將上述尾礦與高爐水淬礦渣的混合細粉再與水泥熟料和石膏進行配料，配料按干基重量百分比計分別為：混合粉占80％，水泥熟料占10％，石膏占10％。將配好的料在球磨機中進行第三次混磨，至比表面積6000cm²/g，就得到了含有納米磁鐵石英巖型尾礦的魚礁膠凝材料。

(4)將上述混磨好的含有納米磁鐵石英巖型尾礦的魚礁膠凝材料按每立方米人工魚礁混凝土加入膠凝材料350kg，UNF-5高效減水劑3.5kg，砂950kg，石子1150kg，水180kg，經攪拌均勻后可得到具有良好的工作性能，具有較高強度和低堿度的人工魚礁混凝土，其主要性能指標如表1所示。

表1用實施例1所得魚礁膠凝材料配制的人工魚礁混凝土主要性能指標