[發明專利]三元耦合激發的尾礦粉及其制品

在審

• 申請號: 202110794427.3
• 申請日: 2021-07-14
• 公開（公告）號: CN113480211A
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 金小剛;竇順珍;蘇磊
• 申請（專利權）人: 北京榮露材料科技有限公司
• 主分類號: C04B12/00
• 分類號: C04B12/00;C04B7/24;C04B28/00
• 代理公司: 武漢經世知識產權代理事務所(普通合伙) 42254
• 代理人: 高照

本發明屬于三元耦合激發的尾礦粉，其特征在于：按如下步驟制備而成：S1、將含硅鋁材料的尾礦與0.1～5mol/L化學激發劑共同磨粉，同時加入鋁校正料混合制備成混合料，所述混合料的Si∶Al≤1∶5；S2、將混合料和碳化硅球置于具有微波發生器的球磨機中進行球磨，所述碳化硅球與混合料的球料比范圍為20:1～20:5；S3、在球磨的同時打開微波發生器對混合料進行活化，微波加熱溫度為500～900℃，活化完成后得到活性尾礦粉。本發明的有益效果是：本技術方案中通過化學方法提高尾礦中硅鋁材料的溶出率，通過機械方法降低尾礦中硅鋁材料的結晶度，使其在化學作用和微波作用下變成具有相當活性的無定形態。

技術領域

本發明屬于材料技術領域，特別涉及三元耦合激發的尾礦粉及其制品。

背景技術

隨著工業的發展，大量的金屬材料被應用，相應地產生了大量的金屬選礦的尾礦，大量尾礦不能得以應用長期處于露天堆放的狀態，既污染環境，又存在安全隱患。銅鐵尾礦砂是采礦業以及相關冶煉工業所排放的工業廢棄物，我國現有堆放量超過幾十億噸，并且以每年數千萬噸的增加量在增加，目前我國國內應用尾砂和鋼渣的狀況遠遠低于國際水平，目前僅為12％，主要用于水泥廠添加劑，其他方面應用鮮有報道，而國外尾礦砂的應用最高已達到80％以上，而且應用的方面極其廣闊，不僅僅應用在建筑方面，還應用于其他各個方面，因此合理地應用尾礦砂和鋼渣使其成為城市礦產資源市場極其廣闊。

目前處理尾礦砂的主要處理方法能耗都較高，比如生產微晶玻璃、微晶陶瓷還有燒制水泥，這些加工方法都需要消耗大量的能源，同時產生大量的廢氣，雖然解決了部分尾礦砂的循環再利用，但不可避免的產生了二次污染，沒達到完全利廢并保護環境的最終目的，同時因為成本的制約以及原材料的品質不可控大大限制了大量尾礦砂的使用，這些因素直接導致了尾礦砂至今用量較低的狀況。

發明內容

本發明的目的是提供三元耦合激發的尾礦粉及其制品，具有大量消納尾礦，同時提高固體廢棄物的綜合利用的附加值，具有十分顯著的經濟效益與社會效益。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：按如下步驟制備而成：

S1、將含硅鋁材料的尾礦與0.1～5mol/L化學激發劑共同磨粉，同時加入鋁校正料混合制備成混合料，所述混合料的Si∶Al≤1∶5；

S2、將混合料和碳化硅球置于具有微波發生器的球磨機中進行球磨，所述碳化硅球與混合料的球料比范圍為20:1～20:5；

S3、在球磨的同時打開微波發生器對混合料進行活化，微波加熱溫度為500～900℃，活化完成后得到活性尾礦粉。

本發明的進一步設置為：所述含硅鋁材料的尾礦為銅尾礦或鐵尾礦。

本發明的進一步設置為：所述鋁校正材料為鋁的氧化物含量＞50％的物質，所述鋁的氧化物包括鋁酸鹽、鋁氧化物、鋁氫氧化物、鋁酸鹽水泥中一種或多種。

通過采用上述技術方案：銅鐵尾礦中硅鋁材料的比例不適宜制備高性能地聚物材料，主要原因是Si:Al比過大，超過1:5的最優比例，通過加入鋁校正料，可使Si:Al比達到合適范圍，以利于形成PS、PSS等結構的地聚物材料。加入的鋁校正料，優選為含有鋁氧化物的工業廢棄物，如鋁土礦選礦尾礦，最優選為鋁土礦選礦尾礦，一方面鋁土礦選礦尾礦中鋁氧化物含量較高(50％)，主要為一水硬鋁石(29％)、高嶺石(33％)、伊利石(21％)，高嶺土結構的含量較高，另一方面該尾礦也屬于儲量較大的尾礦，顆粒較細，易揚塵、易流動、不易沉降，處理消納的壓力也較大。鋁校正料在本發明中僅僅起到調節整體活性尾礦粉中Si:Al比的作用，與已有的專利中所闡述的使用鋁土礦尾礦直接制備地聚物材料是有本質不同的。

本發明的進一步設置為：所述鋁的氧化物包括鋁酸鹽熟料或鋁土礦選礦尾礦。

本發明的進一步設置為：所述化學激發劑為堿金屬化合物、堿土金屬化合物、氫氧化物、碳酸鹽、亞硫酸鹽中的一種或多種。