[發明專利]利用極細顆粒鉬尾礦和廢石的高強混凝土及其制備方法

在審

• 申請號: 201710412330.5
• 申請日: 2017-06-05
• 公開（公告）號: CN107244865A
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發明（設計）人: 劉世昌;何慶坤
• 申請（專利權）人: 山東龍泉管道工程股份有限公司
• 主分類號: C04B28/08
• 分類號: C04B28/08
• 代理公司: 濟南領升專利代理事務所(普通合伙)37246
• 代理人: 王吉勇,李鵬

技術領域

本發明涉及一種建筑材料的制備領域，尤其是一種利用極細顆粒鉬尾礦和廢石的高強混凝土及其制備方法。

背景技術

高強混凝土應用范圍廣泛，尤其在土木建筑工程中，隨著我國高層、超高層建筑、大跨度橋梁、架空索道及高速公路等工程建設項目的增多，對于高強混凝土需求量必然會大大增加。但是由于我國自然資源分布不平衡，東部沿海及資源匱乏地區用于制備高強混凝土的原料已出現供給不足；同時隨著社會經濟快速發展，物價也隨之上漲，用于制備高強混凝土的各原料價格也隨之上漲，所以研制出符合功能要求和價格低廉的高強混凝土結構材料非常必要。

我國人多地少、自然資源分布不均、自然資源人均占有量不及世界平均水平的1/6是基本國情。隨著國家經濟建設步入新的階段，國家對自然資源的綜合利用提出要加大資源的綜合利用率，全面促進資源節約循環高效使用等更高要求。然而由于過去我國對礦山的粗放式開采以及對礦石中有價元素的提取技術落后等原因，造成我國累計產生了大量固體廢棄物，這其中主要由尾礦和廢石組成。

隨著選礦技術的發展，現今的選礦技術一般進過開采-破碎-粉碎-分選等工藝流程。對于鉬而言，其是一種稀有金屬，其存在于礦石中的比例非常稀少，所以在開采的過程中會存在大量不含礦的圍巖和夾石，這些統稱為廢石。隨后在精選過程中會產生大量的尾礦，通常鉬尾礦中廢石和尾礦的含量會在98%以上。大量的尾礦和廢石的堆存對礦山的生態環境造成毀滅性的影響，其擠占了有限的山林資源，造成生物生存空間的破壞，同時也對人民生命安全構成潛在危險；尾礦及尾礦庫的管理也占用了礦山大量的生產資料，尾礦的堆存管理成本也逐年升高，這些問題已經給企業的生產、發展、安全以及環境保護都造成了很大的影響。所以加強二次資源的有效利用，是解決礦產資源短缺和發展礦山循環經濟的有效途徑。

對于鉬尾礦及廢石的綜合利用已有報道，但大都集中在有價元素的回收和少量用于水泥熟料原料研制的研究，對于綜合利用鉬尾礦和廢石制備混凝土研究還未見報道。

由于鉬在礦石中含量極少，所以提取鉬要經過多次精選，這就是使得尾礦為極細顆粒。鉬尾礦屬于一種以石英為主的高硅酸鹽礦物，其化學成分主要由SiO₂、Al₂O₃、CaO等氧化物組成，這為混凝土強度發展提供充足的硅質材料。加入銅尾渣、熟料石膏等輔料可以參與初期的水化反應，生產大量水化硅酸鈣、鈣礬石等水化產物，提高了混凝土的力學性能。利用鉬尾礦及廢石等固體廢棄物不僅可以制備出符合國家規范要求的高強混凝土，同時也提高了固體廢棄物的利用率，找到了一條綜合利用鉬尾礦和廢石的新方法，為礦山企業實現固體廢棄物資源的循環利用提供新途徑。

發明內容

本發明的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種利用極細顆粒鉬尾礦和廢石的高強混凝土及其制備方法，使用該方法能使固體廢棄物的綜合利用率達到90%以上，同時制品可以達到性能要求并且具有較高的經濟和社會效益。

為實現上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種利用極細顆粒鉬尾礦和廢石的制備高強混凝土的方法，本發明采用母巖強度等級與混凝土強度等級相當的骨料，配制C70強度等級的混凝土，同時本發明還提供了一種制備高強混凝土的復合膠凝材料制備方法。本發明包括以下質量份的原材料：

廢石粗骨料 41～52份；

鉬尾礦砂細骨料 22～34份；

復合膠凝材料摻合料 27～31份；

高效減水劑 0.1～0.2份；

水 5～12份。

所述復合膠凝材料摻合料包括以下質量份的原材料：

磨細鉬尾礦 10～15份

磨細水泥熟料 4.5～9.5份

磨細銅尾渣 8.5～10份

磨細脫硫石膏 2～3份。

所述廢石粗骨料的粒徑為4.5mm~10mm，按質量比，石粉含量<3%，含泥量<1%，片石含量<10%。

所述鉬尾礦砂細骨料的粒徑>150μm，按質量比，泥量低于5%，其中粒徑為0.60mm-1.18mm的占20%~30%，粒徑大于1.18mm占的比例﹤15%。

所述高效減水劑為粉末狀PC型減水劑。

所述磨細鉬尾礦的比表面積為450～650 m²/kg，按質量比含水率<0.1%。

所述磨細水泥熟料的比表面積為350～480m²/kg，按質量比含水率<0.1%。