[發(fā)明專利]一種采用濕磨發(fā)泡制備銅尾礦泡沫混凝土的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111430404.0
• 申請日: 2021-11-29
• 公開（公告）號: CN114105537B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賀行洋;馬慶紅;羅燦;鄭正旗;楊進;王迎斌;吳磊;趙浩祥;李韋龍;李承昊;史虎雄
• 申請（專利權(quán)）人: 湖北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00;C04B38/10;C04B20/02;C04B18/12;C04B111/52
• 代理公司: 武漢華強專利代理事務(wù)所(普通合伙) 42237
• 代理人: 溫珊姍

本發(fā)明提供一種采用濕磨發(fā)泡制備銅尾礦泡沫混凝土的方法,通過將銅尾礦原礦和水按一定比例混合后送入濕式球磨機中，加入研磨介質(zhì)充分研磨后，篩分得到含有大量納米穩(wěn)定泡沫的銅尾礦漿料；按照普通泡沫混凝土常用配比，將泡沫漿料、水泥、骨料、摻合料、外加劑和水快速混合攪拌，得到泡沫混凝土漿體，將其裝入模具，輕微震動刮平表面，自然養(yǎng)護后脫模即可。該方法將銅尾礦顆粒濕磨至納米級別使?jié){料氣泡化，制得大量分布均勻密度低的顆粒穩(wěn)定型泡沫，不僅可同時取代化學(xué)發(fā)泡劑和穩(wěn)泡劑，工藝靈活簡單效果好，而且極大地提高了固廢銅尾礦的活性，實現(xiàn)其在水泥混凝土中的高效應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種采用濕磨發(fā)泡制備銅尾礦泡沫混凝土的方法。

背景技術(shù)

泡沫混凝土具有質(zhì)量輕、隔熱隔音性好、保溫性能好、節(jié)能環(huán)保等特點，目前被廣泛應(yīng)用于外墻保溫層和墻體填充層等領(lǐng)域。但在實際工程中，由于泡沫的不穩(wěn)定性常常導(dǎo)致泡沫混凝土內(nèi)部孔徑分布不均勻，力學(xué)性能不高，甚至在低密度下出現(xiàn)塌模的現(xiàn)象。因此制備均勻穩(wěn)定泡沫是提高泡沫混凝土綜合性能的有效途徑。

銅尾礦又稱銅尾砂，是天然銅礦石經(jīng)過粉碎、分選、精選等選礦作業(yè)后所剩下的粉狀或砂礫狀固體廢棄物。我國銅尾礦除含銅品味較高外，粒度細、類型多、成分雜，以氧化銅礦物和鋁硅酸鹽為主是其普遍特征。銅尾礦的這些性質(zhì)，使其可以作為一種原材料用于建材行業(yè)，采取措施提高活性可以作為礦物摻合料應(yīng)用于水泥混凝土中，不僅那減少水泥使用降低成本，也能一定程度改善混凝土的綜合性能，同時有效回收利用尾礦，減少環(huán)境污染。

現(xiàn)有技術(shù)中使用尾礦制備泡沫混凝土的思路有很多，具備極大的可行性與實用性。如公開號為CN113024215A的專利申請?zhí)峁┝艘环N應(yīng)用于高寒高海拔地區(qū)的尾礦泡沫混凝土及其制備方法，將各原料混合成復(fù)合漿料，再與發(fā)泡劑制得的泡沫混合，最后進行現(xiàn)場澆筑施工或工廠預(yù)制成泡沫混凝土砌塊。如公開號為CN111875405A的專利申請?zhí)峁┝艘环N石墨尾礦泡沫混凝土及其制備方法，其中用到的石墨尾礦是由微粉和填料組成。尾礦先加熱熔融，再倒入水中急冷成粒狀，最后粉磨制得微粉；尾礦與水玻璃、氟化鈣攪拌后預(yù)熱、烘焙、冷卻，最后粉磨篩選。如公開號為CN112777987A的專利申請?zhí)峁┝艘环N鐵尾礦泡沫混凝土及其制備方法，對鐵尾礦的處理是進行機械粉碎和細磨，加入堿性激發(fā)劑激發(fā)提高活性，最后再加入粉煤灰及礦渣。和一般發(fā)泡建材一樣，這些發(fā)泡混凝土制備過程中所需要的泡沫主要是使用發(fā)泡劑進行物理發(fā)泡或化學(xué)發(fā)泡制得。這種傳統(tǒng)發(fā)泡方式一般需要將由多種原料配制的發(fā)泡劑和穩(wěn)泡劑搭配使用，有的還需要額外添加表面活性劑，配比復(fù)雜，發(fā)泡過程繁瑣；這種普通泡沫是由分散在液體中的氣泡組成，依靠表面活性穩(wěn)定，濕泡沫處于非平衡的狀態(tài)，穩(wěn)定性不良，容易降低發(fā)泡建材的力學(xué)性能和耐久性。另外，對尾礦的處理方式也有待改進，采用高溫或堿激發(fā)提高活性工序繁復(fù)，采用普通粉磨減小粒徑效率低能耗高。

顆粒穩(wěn)定型泡沫是在傳統(tǒng)的氣液兩相泡沫的表面引入固相物質(zhì)從而達到穩(wěn)定氣泡的效果，主要機理是在泡沫體系中加入納米級或微米級的顆粒，顆粒聚集在氣液界面，減小氣泡間的接觸面積，形成的致密粒子化膜能夠抑制氣泡的聚并和歧化，同時在泡沫表面與連續(xù)相之間形成三維網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，延長液膜的排液時間，從而提高泡沫的穩(wěn)定性。Pickering乳液是顆粒穩(wěn)定的乳液，機理是納米級或微米級的顆粒在油/水界面聚結(jié)形成稠密的包裹層，有效地阻止分散相液滴因靜電吸引、界面能改變、空間結(jié)構(gòu)等因素而發(fā)生絮狀聚結(jié)或合并，具有很明顯的穩(wěn)定性。

濕法研磨銅尾礦原料過程中由于研磨發(fā)熱和空氣、水的參與，漿料容易產(chǎn)生氣泡。將銅尾礦磨至納米粒徑大小時，銅尾礦漿料會發(fā)生乳化形成穩(wěn)定的Pickering乳液，同時由于空氣的引入，漿體極易產(chǎn)生大量細密氣泡。超細顆粒附著在氣泡表面，形成穩(wěn)定的包裹支撐，減少氣泡破裂和相鄰氣泡融合形成貫通孔，由此可得到大量氣泡分散均勻的顆粒穩(wěn)定型泡沫。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題采用的技術(shù)方案如下：