[發明專利]一種含有尾礦砂的淤泥復合固化材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201410055673.7
• 申請日: 2014-02-19
• 公開（公告）號: CN103833280A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 鐘天雪;倪志才
• 申請（專利權）人: 江蘇坤澤科技股份有限公司
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00;C02F11/14;C04B18/30
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務所 11337
• 代理人: 趙建剛

技術領域

本發明涉及復合固化材料技術領域，尤其是涉及一種利用尾礦砂的淤泥復合固化材料及其制備方法。?

背景技術

傳統的淤泥固化材料大多采用普通硅酸鹽類膠結料，比如水泥等，因其具有生產工藝簡單，成本低廉，原材料資源豐富，經久耐用以及抗壓強度高等優點而得到普遍的應用。但是，隨著用量的增加，對砂石等天然資源的需用量也越來越大。大量采石、開山，已經嚴重破壞了自然山體的景觀和綠色植被，過度的河砂開采，破壞了河床河道，造成水土流失或河流改道等嚴重后果，目前全國許多國家和地區已經沒有可利用的碎石和砂子。?

與此同時，隨著我國鋼鐵工業的迅速發展，礦石的開采量不斷增加，選礦廠排出的廢渣也與日俱增。礦山排出的各種廢渣、廢石、尾礦的堆放和儲存，直接破壞和侵占土地，造成環境破壞。據國土資源部的統計，全國年采掘礦石總量估算達90億噸。截至2015年全國礦業開發占用和損壞的土地面積為180萬公頃，其中尾礦砂堆放100萬公頃。?

僅以江蘇某小型礦業公司為例，環境污染十分嚴重，現用的兩個尾礦庫中已接近達到使用年限，且最高壩已達200多米。廢棄的尾礦砂占地堆放，每年仍以6000萬噸的速度繼續排放，目前堆積已超過10億噸。磨細的廢棄物(尾礦砂)與水混合后通過管道輸送到5公里外的尾礦庫，現已堆積近3億噸，目前仍以每年700萬噸的速度排放，已占地近9000畝。?

隨著國家產業政策的調整及科學技術的發展，利用尾礦砂廢棄物的經濟效益和社會效益已顯現出來。如何大量高效的利用礦山尾礦砂已成為當務之急；從上世紀80年代開始，一些科研院所和研究機構進行尾礦砂石的開發與應用，將尾礦砂經過進一步破碎，成為能符合建筑工程需要的粒徑大小的尾礦砂，通過選出其中的細度模數穩定在213和215之間的中砂粒級，然后再經過與天然河砂等復配，作為混凝土或砂漿的組分，并初步取得了一定的經濟效益和社會效益，還可以作為制磚的一種輔助材料。盡管如此，由于應用領域狹小、消耗量少、累年堆存量大、土地占用大、對環境污染大、利用率低、附加值低等原因，尾礦砂的利用仍有上述問題急需解決。?

發明內容

本發明所解決的技術問題是提供一種含有尾礦砂的淤泥復合固化材料及其制備方法，本發明以廢棄尾礦砂為主要原料，并輔以礦粉、水泥以及石灰的工業廢棄物或常見土木建筑材料；實現了工業廢棄物的再利用，降低了淤泥固化材料的生產成本，提升了淤泥固化土的綜合性能，降低了環境污染，實現了淤泥固化土在工程建設方面作為道路地基和路基填料的應用。?

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種含有尾礦砂的淤泥復合固化材料，包括：尾礦砂、石灰、礦粉、水泥和激發劑，其重量百分比為：尾礦砂45%～60%；石灰5%～15%；礦粉15%～25%；水泥5%～25%；激發劑0.5%～3%。?

優選的，所述石灰中：CaO·MgO的重量百分比≥70%，細度0.125mm≤15%。?

更加優選的，所述激發劑為硅酸鹽或硫酸鹽中的一種。?

更加優選的，所述激發劑為硅酸鈉、硫酸鈉或硫酸鋁鉀中的一種。?

更加優選的，一種含有尾礦砂的淤泥復合固化材料的制備方法，包括：將上述配比的所述淤泥復合固化材料的各組分充分混合均勻后，向每立方米淤泥?中摻和150千克～400千克所述淤泥復合固化材料并攪拌均勻。?

本發明固化劑中各組分的作用是：?

本發明中尾礦砂的作用；一：尾礦砂良好的顆粒級配以及硬度、模量等特性使得它們可以作為淤泥固化土骨架的組成部分；二：尾礦砂中含有的活性Al₂O₃、Fe₂O₃和SiO₂在堿性環境中生成的硅酸鈣、鋁酸鈣等凝膠產物可以在淤泥質土粒間產生膠結作用。?

水泥組份的作用是經水化、水解反應生成水化膠凝物質，產生土顆粒的膠結作用。?

石灰的作用；一：具有強吸水性，可以顯著降低淤泥固化初期的含水率；二；氧化鈣吸收自由水反應生成大量氫氧化鈣，為淤泥的固化反應提供了適宜的堿性環境，有利于固化反應的發生。?

激發劑的作用是能夠促進礦粉中玻璃體結構解體，加速礦粉的分散及活性組分的溶出，形成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣，同時還能有效激發土顆粒中的礦物組分活性，加快水化進程。?

本發明與現有技術相比，具有如下有益效果：?