[發明專利]一種尾礦水硬性道路基層材料的制備方法

有效

• 申請號: 201810409675.X
• 申請日: 2018-05-02
• 公開（公告）號: CN108516766B
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發明（設計）人: 黃菁華;顏子峰
• 申請（專利權）人: 湖北科創奇納米科技有限公司
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 李冉

本發明公開了一種尾礦水硬性道路基層材料的制備方法，該制備方法包括如下步驟：1)納米前驅體的制備：以質量百分數計，稱取85％～92％的尾礦和8％～15％的普硅水泥，混合攪拌均勻，得到尾礦復合組裝的納米前驅體；2)納米復合材料的制備：以質量百分數計，稱取99.2％～99.95％步驟1)所得的納米前驅體和0.05％～0.8％的尾礦壓固成巖劑，混合攪拌均勻，即得到尾礦水硬性道路基層材料；其中，所述尾礦壓固成巖劑以質量百分數計由20％～50％的納米鋁溶膠和50％～80％的納米硅溶膠混合而成。本發明利用尾礦生產道路基層材料，減少了對環境的污染，變廢為寶，而且形成的道路基層抗裂性強、抗壓強度高、使用壽命長、成本低。

技術領域

本發明涉及道路工程建設的技術領域，具體地指一種尾礦水硬性道路基層材料的制備方法。

背景技術

隨著鋼鐵工業的迅速發展，尾礦在工業固體廢棄物中占的比例也越來越大。據不完全統計，目前我國發現的礦產有150多種，開發建立了8000多座礦山，累計生產尾礦59.7億t。礦山尾礦一直都是難處理的問題之一，它和建筑垃圾的污染問題并列為幾大污染難題。礦山尾礦不僅占地面積大，到了秋季，大風現象多發，這樣如果部分礦山尾礦顆粒較小，很容易造成空氣污染，如果長時間吸入這樣的渾濁空氣，對身體傷害也是非常大的。對尾礦治理與利用最為簡單可行的幾種方法為:一是覆土造田。在土壤比較充足的地區可采用壓10-20厘米土的方法而后進行種植，覆土造田，擴大耕地面積，這種方法適用于呈山谷形的尾礦庫。多年來，這種方法已得到肯定。但也有因壓的土層較薄，造成粉塵二次危害的。但是此種方法對城市建筑垃圾就不起作用。

磷尾礦主要由鈣鎂碳酸鹽礦物組成，通常為高鎂磷尾礦，以白云石為主，其次為磷灰石，另外含有少量方解石和石英。磷尾礦主要由鈣鎂碳酸鹽礦物組成，通常為高鎂磷尾礦，以白云石為主，其次為磷灰石，另外含有少量方解石和石。尾礦中有用組分的回收利用是提高資源綜合利用率的重要途徑之一。

鐵尾礦是選礦廠在特定經濟技術條件下，將礦石磨細、選取“有用組分”后所排放的廢棄物，也就是礦石經選出精礦后剩余的固體廢棄物。它是一種復合礦物原料，除了含有少量金屬組分外，其主要礦物組分是脈石礦物，如石英、輝石、長石、石榴石，角閃石及其蝕變礦物：其化學成分主要以鐵、硅、鎂、鈣、鋁的氧化物為主，并伴有少量的磷，硫等是一種重要的二次資源。目前由于技術原因，只能在尾礦庫中堆存。

金銅尾礦，又稱金銅尾砂，是由礦石經粉碎、精選后所剩下的細粉沙粒組成。這些尾礦除少量作為舊礦井的填充料之外，其余絕大多數還以填充洼地或筑壩堆放的方式儲存，堆置的金銅尾礦不僅占用了大量土地，而且覆蓋了原有的植被，生態系統遭到破壞。尾礦因其特殊的理化性質，重金屬含量特別高，植物很難在尾礦上自然生長。同時尾礦因隨風飛揚、雨水流失，對周邊地區的居民生活環境造成污染。在尾礦的治理過程中，植被重建是尾礦治理的最好方式，而在植被恢復過程中，土壤養分的提高、毒性物質濃度的降低、耐性植物品種的形成都是一個長期的過程，因此復墾的關鍵在于基質的改良和耐性物種的選擇。物種的選擇應強調物種對基質的適應性和物種對基質的改良效果，其中，草坪草在降低環境污染與生態保護方面發揮著極其重要的作用。

傳統道路基層材料包括水泥穩定土、石灰穩定土和二灰碎石。水泥穩定土中，水泥作為一種水硬性材料，遇水產生膠體，這些膠體在土壤中無法形成統一整體，并且還會破壞土壤本身的結構和連結，造成大量的不穩定空間，這些空間在水的入侵和溫度的變化下，會變得非常脆弱，因此水泥穩定土形成的道路基層極易開裂，抗裂性差。石灰穩定土中，石灰是一種氣硬性物質，它的最終生成物為碳酸鈣，碳酸鈣的溶解度遠遠大于硅酸鈣和其他的硅酸鹽，因此，石灰穩定土形成的道路基質在水的作用下，會不斷的流逝，容易腐蝕；而且本身韌性差、脆性強，溫度越低，越容易被破壞。二灰碎石是在粒料中摻入適量的石灰和粉煤灰，其中石灰和粉煤灰為膠結材料，粒料起骨架作用。二灰碎石形成的道路基層屬于半剛性基層，具有明顯的水硬件、緩凝性，但是粒料和石灰、粉煤灰一旦結合，內部即停止化學反應，形成的道路基質剛性過大，容易受溫度和濕度影響而開裂，抗裂性差。

發明內容