[发明专利]一种利用铁尾矿固化铜尾矿制作矿井填充材料的方法

说明书

技术领域

本发明属于尾矿资源综合利用及废物无害化处理领域，具体涉及一种利用铁尾矿固化铜尾矿制作矿井填充材料的方法。

背景技术

根据统计，1949-2007年期间，我国铜尾矿排放量总计为24亿吨。2007-2011年期间，铜尾矿总计排放量为13.55亿吨。2011年以后，铜尾矿每年排放均超过2亿吨，且逐年增长。每年铜尾矿大量的排放，带来诸多环境问题。其中最为严重的为重金属污染问题，其次还包括选矿过程中使用的化学药剂残存于尾矿并与某些组分发生化学反应产生新的污染源，流经尾矿堆放场所的地表水溶解尾矿中某些有害成分并将其携带转移造成更大范围的污染，尾矿污染区域在氧化、水解和风化等作用下使污染区域扩大，尾矿沿着河流、湖泊堆放直接污染水体，或坍塌导致河道堵塞等一系列问题。

铁尾矿是一种复合矿物原料，主要为铁矿石经过筛选过粗选、精选和扫选后剩下的废渣。其除了含有少量金属外，主要矿物组成为脉石矿物。据不完全统计，目前我国发现的矿产有150多种，开发、建立、运营8000多座矿山，累计生产尾矿59.7亿吨。其中堆存铁尾矿量竟高达十几亿，占全部尾矿堆存总量的近1/3，每年排出铁尾矿接近3亿吨且综合利用率还不到20％。目前，随着水泥行业的不断发展，自然资源的不断开发，传统原料已不能满足水泥长远与可持续发展的需求，寻求新的原材料来替代传统材料已刻不容缓。铁尾矿与水泥生料的化学组成基本相同，理论上可以将尾矿作为水泥的一种生料进行利用，将可以扩到铁尾矿利用范围解决了铁尾矿带来的环境完全问题，同时也可以丰富水泥生产原料的多样性选择。

通常情况下，矿山每开采一吨矿石需回填0.25～0.4立方米或更多的充填料，因而尾矿回填被认为是解决尾矿超量堆积的有效途径之一。目前，尾矿填充技术已较为成熟。应用尾矿充填矿山采空区，不仅可以大幅减少堆积的尾矿数量，降低矿山企业充填成本，而且还可以降低矿石的贫化率和损失率，同时也使尾矿排放带来的诸多问题得以解决。从实践中可以看出，尾矿代替传统的充填料砂石用于充填井下大面积的采空区，不仅解决了尾矿排放问题减轻了企业的经济负担，而且可以获得良好的经济效益和社会效益。但是目前尾矿充填技术中，填充成本、填充料的强度和填料在采空区局部环境下重金属浸出等问题一直束缚着该工艺的发展，找到有效的方法解决这些问题是促进尾矿回填工艺规模化应用的关键。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种利用铁尾矿固化铜尾矿制作矿井填充材料的方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种利用铁尾矿固化铜尾矿制作矿井填充材料的方法，包括以下步骤:

(1)、取铁尾矿、铜尾矿和铝矾土并干燥细化；

(2)、按照质量计，取步骤(1)得到的铁尾矿20～30份、铜尾矿60～70份、铝矾土2～8份以及混合激发剂2～8份混合，然后将混合物在350～650℃条件下高温煅烧50～80min，待混合物温度降低至室温(18～25℃)后，以液固质量比0.3～0.5:1向混合物加入水并搅拌成泥浆状，再入模制块形成矿井填充材料，所述混合激发剂为Na₂CO₃和KOH粉末以质量比1:2～4混合，粒度小于200目。

进一步，步骤(1)中所述铁尾矿、铜尾矿和铝矾土干燥至水分小于2％。

进一步，步骤(1)所述细化方式采用机械研磨1～3小时。

进一步，步骤(2)中所述混合激发剂为Na₂CO₃和KOH粉末以质量比1:2混合。

进一步，所述步骤(3)按质量计，取步骤(1)得到的铁尾矿20份、铜尾矿70份、铝矾土2份以及混合激发剂8份混合，然后将混合物在500～650℃条件下高温煅烧60min，待混合物温度降低至室温(18～25℃)后，以液固质量比0.4～0.5:1向混合物加入水并搅拌成泥浆状，再入模制块形成矿井填充材料。

铝矾土又称矾土或铝土矿，主要成分是氧化铝，系含有杂质的水合氧化铝，是一种土状矿物。白色或灰白色，因含铁而呈褐黄或浅红色。