[發(fā)明專(zhuān)利]一種鐵尾礦活化方式及多固廢鐵尾礦混凝土

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110042309.7
• 申請(qǐng)日: 2021-01-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113149500A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顧曉薇;李曉慧;張偉峰;王青;胥孝川
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C04B24/12
• 分類(lèi)號(hào): C04B24/12;C04B22/14;C04B18/12;C04B28/00
• 代理公司: 沈陽(yáng)之華益專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 21218
• 代理人: 黃英華

發(fā)明屬于建材與固體廢棄物資源化利用技術(shù)領(lǐng)域，涉及了一種鐵尾礦活化方式及含鐵尾礦多固廢混凝土，多固廢摻合料包括鐵尾礦粉20?30份、鈣相摻合料10?15份、鋁相摻合料10?15份、復(fù)合激活劑4?5份、助磨劑1?2份；用多固廢摻合料作為輔助膠凝材料，并以以下配比制備多固廢混凝土，每方混凝土需水泥310?336kg、多固廢摻合料144?170kg、機(jī)制砂492?517kg、天然砂221?281kg、機(jī)制石1020?1055kg、引氣減水劑1.2?1.5%（占膠凝材料總量）、水177?186kg，經(jīng)過(guò)微波輻照、機(jī)械研磨、化學(xué)激發(fā)復(fù)合活化方式對(duì)鐵尾礦進(jìn)行活化，可以較好的提高摻合料的活性指數(shù)，且使用了大量的固廢，提高了鐵尾礦的綜合利用率，減少了天然資源的耗費(fèi)，對(duì)環(huán)境更加友好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及了一種鐵尾礦活化方式及多固廢鐵尾礦混凝土，屬于建材與固體廢棄物資源化利用技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)的尾礦達(dá)9000余座，尾礦堆存近50億t，會(huì)產(chǎn)生大量的尾礦，且我國(guó)的尾礦利用率低，大多都處于堆積狀態(tài)，不僅占用土地，而且也會(huì)帶來(lái)管理和其他費(fèi)用。開(kāi)采尾礦產(chǎn)生的廢石大多含有重金屬，長(zhǎng)期堆積會(huì)滲入地下水層，污染地下水源，影響周?chē)沫h(huán)境。現(xiàn)階段，尾礦的如何利用成為了一個(gè)熱門(mén)話題，若將尾礦應(yīng)用到建筑材料上，既可以降低成本又可以解決鐵尾礦的堆積問(wèn)題，可以說(shuō)是一舉兩得的事情。

近些年來(lái)，人們一直在探索如何利用工業(yè)固廢制備膠凝材料，鐵尾礦由于本身含有大量的硅酸鹽、鋁酸鹽、鐵鋁酸鹽等成分，利用其制備膠凝材料具有一定的可行性，但是鐵尾礦中的顆粒結(jié)晶較為完整、穩(wěn)定性較高，含有較少的玻璃相。面對(duì)大量堆積的鐵尾礦，如何通過(guò)活化來(lái)提高鐵尾礦的活性便成了一個(gè)問(wèn)題。對(duì)鐵尾礦現(xiàn)有的活化方式大概有機(jī)械活化、化學(xué)活化、熱活化幾種，若不對(duì)鐵尾礦進(jìn)行預(yù)處理，直接機(jī)械活化，會(huì)耗費(fèi)大量的時(shí)間和成本，且效果一般；已有一些學(xué)者對(duì)鐵尾礦進(jìn)行化學(xué)活化，但因活化劑選配不合理，效果不是很顯著；熱活化效果較好，但是會(huì)耗費(fèi)大量的資源，且會(huì)污染環(huán)境。

本發(fā)明引入一種微波輻照的活化方式，相比較傳統(tǒng)的熱活化，微波輻照直接作用于物料，使物料本身變成加熱源，從而實(shí)現(xiàn)整體物料的升溫，避免了常規(guī)加熱通過(guò)建立外部加熱源以由表及里的熱傳導(dǎo)方式導(dǎo)致物料出現(xiàn)階梯型溫差。利用微波輻照，不僅可以整體升溫，提高反應(yīng)進(jìn)程，還大大的節(jié)約了時(shí)間，減少了能源的消耗；且微波輻照可以使物料表面產(chǎn)生微裂紋，更有助于機(jī)械研磨，微波輻照還可在加熱過(guò)程中破壞SiO₂-Al₂O₃鍵，使物料發(fā)生結(jié)構(gòu)變化達(dá)到提高活化效率的目的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種鐵尾礦活化方式及多固廢鐵尾礦混凝土，主要利用微波輻照、機(jī)械研磨、化學(xué)激發(fā)、多固廢協(xié)同作用對(duì)鐵尾礦進(jìn)行活化，且在制備混凝土中使用了大量的固廢，提高了鐵尾礦的綜合利用率，減少了天然資源的耗費(fèi)。

本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)方案如下：

一種鐵尾礦活化方式，多固廢摻合料包括以下重量份的原料，鐵尾礦粉20-30份、鈣相摻合料10-15份、鋁相摻合料10-15份、復(fù)合激活劑4-5份、助磨劑1-2份；鈣相摻合料為電石渣、造紙白泥、脫硫灰其中的一種，CaO含量40-70%；鋁相摻合料為煤矸石、鋰渣、陶瓷粉其中的一種，Al₂O₃含量20-40%；復(fù)合激活劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%的NaOH溶液和模數(shù)為2.2-2.5、波美度為38-45Be的液態(tài)硅酸鈉以1：2的比例混合而成；助磨劑為三乙醇胺、脫硫石膏其中的一種或兩種混合。

進(jìn)一步地，所述一種鐵尾礦活化方式，包括以下步驟：

步驟1：取一定量的鐵尾礦粉、鈣相摻合料和鋁相摻合料以2-3：1：1的比例混合，置于頻率為2450MHz的工業(yè)微波爐中，調(diào)至功率為2-10Kw，微波輻照5-10min，得到混合料1；

步驟2：將步驟1得到的混合料1和助磨劑按比例投入到球磨機(jī)中，研磨至比表面積550-650m³/kg，經(jīng)振動(dòng)篩篩選分級(jí)，得到混合料2；