[發明專利]一種摻高硅型鐵尾礦、石灰的堿激發膠凝材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202110075120.8
• 申請日: 2021-01-20
• 公開（公告）號: CN112830692A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 顧曉薇;胡子揚;劉朋;鄒明欣;遲浩峰;王詩凝
• 申請（專利權）人: 東北大學;沈陽工業大學
• 主分類號: C04B7/14
• 分類號: C04B7/14;C04B7/17;C04B12/00;C04B28/00
• 代理公司: 沈陽之華益專利事務所有限公司 21218
• 代理人: 黃英華

本發明涉及一種摻高硅型鐵尾礦、石灰的堿激發膠凝材料，本發明屬于堿激發無機非金屬膠凝材料領域。一種摻高硅型鐵尾礦、石灰的堿激發膠凝材料，由下述原料制得：高硅型鐵尾礦、石灰、堿渣、高爐礦渣、堿性激發劑。質量份原料組成：30~50份高硅型鐵尾礦，15~20份石灰，20~40份高爐礦渣、5~10份堿渣，1~5份堿性激發劑；堿激發劑為:NaOH與Na2SiO3混合配制溶液；本發明摻高硅型鐵尾礦、石灰的堿激發膠凝材料主要利用鐵礦廠開采之后產生的的固體廢料和石灰，可通過摻合適量高硅型鐵尾礦、石灰達到堿激發膠凝材料的目的，將高硅型鐵尾礦二次利用。

技術領域

本發明涉及一種摻高硅型鐵尾礦、石灰的堿激發膠凝材料，本發明屬于堿激發無機非金屬膠凝材料領域。

背景技術

鐵尾礦是鐵礦石經過加工提煉分選之后產生的工業固體廢物，目前大多數鐵礦企業選擇將較大部分尾礦堆放等候回填處理，僅有小部分加以利用，據統計我國鐵尾礦綜合利用率僅為7％。這樣不僅占用空間浪費土地資源，更會造成環境污染。而我國有鐵礦資源十分豐富，截至到2011年底，全國范圍內有4011處鐵礦已被查明，儲量高達56.67億t，基礎儲量更是達到了192.76億t，查明鐵礦石資源儲量為743.9億t。到2011年中國有4203家礦場，鐵礦原石開采量達13.27億t，可想而知產出的鐵尾礦更是個天文數字。同時我國經濟蓬勃發展，工業化、城鎮化不斷的推進，鋼鐵需求量不斷增加，可以預見在未來將產生大量的鐵尾礦。

進入21世紀后資源有效利用顯得尤為重要，鐵尾礦二次利用更是重中之重。為了解決以上問題，鐵尾礦的綜合利用，提高其使用率成為了近年來的研究熱點。而將鐵尾礦堿激發制備膠凝材料是鐵尾礦資源化利用的有效途徑之一。近年來國內外學者對此進行不斷地研究，因此，尋求一種方便有效的鐵尾礦利用方法，進而大量制備膠凝材料，實現鐵尾礦的綜合利用顯得越來越重要。

發明內容

本發明提供一種摻高硅型鐵尾礦、石灰的堿激發膠凝材料及其制備方法，提供了一種綜合利用鐵尾礦的有效途徑。一種摻高硅型鐵尾礦、石灰的堿激發膠凝材料，由下述原料制得：高硅型鐵尾礦、石灰、堿渣、高爐礦渣、堿性激發劑；質量份原料組成：30~50份高硅型鐵尾礦，15~20份石灰，20~40份高爐礦渣、5~10份堿渣，1~5份堿性激發劑。

進一步地，高硅型鐵尾礦，其化學組成及質量分數為：SiO₂占60％~70%，MgO占6％~10%，CaO占5％~8%，Al₂O₃占4％~7%，TFe占8%~12%。

進一步地，對高硅型鐵尾礦合理級配，按照粒徑大小將鐵尾礦分為不同細度等級；分級研磨高硅型鐵尾礦至粒徑0.075mm以下。

進一步地，堿渣為化工廠利用氨堿法生產純堿產生的固體廢物，其化學組成及質量分數為：CaO占50％~65%，SiO₂占15％~20%，MgO占7％~9%，Al₂O₃占4％~7%。

進一步地，堿性激發劑是由濃度為95%以上的Na0H與模數為2.0的Na₂SiO₃按照1：15的質量比混合配制而成的堿性溶液，模數為1.3。

進一步地，高爐礦渣為冶煉鋼鐵過程中產生的殘渣，其化學組成及質量分數為：CaO占35％~50%，SiO₂占30％~40%，Al₂O₃占14％~20%，MgO占7％~12%；礦渣粒度為25um~35um。

進一步地，摻高硅型鐵尾礦、石灰的堿激發膠凝材料的制備方法：包括以下步驟：