[发明专利]一种低品位锰尾矿基胶凝材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及资源再生利用技术领域，特别涉及一种低品位锰尾矿基胶凝材料的制备方法。

背景技术

近年来随着我国城市化的加快以及工业经济的迅猛发展，锰需求量不断增长，相应的锰矿数量和规模也在不断扩大，于此同时低品位锰尾矿排放量急剧增加。我国锰矿主要分布在湖南、贵州和广西三省，低品位锰尾矿堆存量巨大，锰尾矿堆积不仅占用土地，而且雨水渗滤液还会造成土壤和地下水的锰污染，随着空气污染愈发严重，酸雨越来越频繁，迄今已发生多起土壤和地下水锰严重超标事件，不仅危害人类身体健康，还对周围生态环境造成影响，延缓树木生长，增加病虫害频率，导致农作物减产甚至死亡，另外锰尾矿长期露天堆放，由于风力侵蚀，表面逐渐风化成粉尘并漂浮在空气中，不仅污染大气环境，还会形成酸雨，因此必须尽快解决锰尾矿堆积问题。

目前锰尾矿胶结充填地下采矿区是实现低品位锰尾矿资源化利用最有效的途径之一，不仅可以解决建设尾矿坝存在的挤占土地、污染环境、耗资巨大等问题，还可以解决地下采空区存在的安全隐患和采空区塌陷造成的破坏地表生态问题，传统胶结充填技术普遍使用水泥作胶凝材料来固化锰尾矿，但水泥消耗量大导致锰尾矿胶结充填成本居高不下，严重阻碍低品位锰尾矿资源化利用，而且锰尾矿因水化活性低、材质坚硬难以破碎、杂质成分复杂已成为较难处理的固体废弃物之一，因此急需一种成本低、利用率高、制备简便的低品位锰尾矿资源化利用途径。

发明内容

本发明提供一种低品位锰尾矿基胶凝材料的制备方法，解决现有技术中锰尾矿利用率低，难以处理应用，胶结充填成本高的技术问题；达到降低锰尾矿的再利用成本，提升其利用率，避免锰尾矿环境污染的技术效果。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种低品位锰尾矿基胶凝材料的制备方法，包括：

将低品位锰尾矿水洗、烘干、破碎以及球磨至矿粉；

将所述矿粉与激发剂混合搅拌均匀；

其中，所述激发剂包括：生石灰、水玻璃以及石膏；所述锰尾矿的成分组成中至少包括：二氧化硅、三氧化二铝以及氧化钙。

进一步地，所述矿粉的粒径小于等于0.075mm。

进一步地，所述激发剂占所述矿粉的掺杂质量百分比是：

生石灰掺杂10％，水玻璃掺杂1.5％，石膏掺杂4％。

进一步地，所述矿粉中二氧化硅、三氧化二铝以及氧化钙的质量百分比大于60％。

进一步地，所述生石灰为粉末状。

进一步地，所述水玻璃为固体颗粒状。

进一步地，所述石膏为磷石膏或脱硫石膏粉。

一种凝胶材料，采用上述的低品位锰尾矿基胶凝材料的制备方法制备得到。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1、本申请实施例中提供的低品位锰尾矿基胶凝材料的制备方法，锰尾矿粉中的活性组份与激发剂发生水化反应，利用固体废弃物自身化学性质和激发剂的化学反应原理实现了低品位锰尾矿的资源化利用，具有无二次污染、成本低廉、制备方便及资源利用率高等特点。

2、本申请实施例中提供的低品位锰尾矿基胶凝材料的制备方法，采用生石灰作为激发剂，其遇水释放Ca²⁺和OH^-，Ca²⁺参与水化反应中钙矾石的生成，OH^-调节浆体pH，为钙矾石和水化硅酸钙凝胶等水化产物制造最佳的碱性生长环境，从而提升锰尾矿的利用率。

3、本申请实施例中提供的低品位锰尾矿基胶凝材料的制备方法，采用水玻璃作为激发剂，水玻璃对水化反应中间产物硅铝酸盐酸性保护膜的溶解破坏起到催化作用，充分激发低品位锰尾矿潜在胶凝活性，从而提升锰尾矿的利用率。

4、本申请实施例中提供的低品位锰尾矿基胶凝材料的制备方法，采用石膏作为激发剂，石膏与中间产物水化铝酸钙凝胶直接发生二次反应生成具有早强特性的钙矾石，大大提升了凝胶材料的品质，从而提升其循环利用率。

具体实施方式

本发明实施例提供的一种低品位锰尾矿基胶凝材料的制备方法，

将低品位锰尾矿水洗、干燥、破碎以及球磨至矿粉；

将所述矿粉和激发剂混合均匀搅拌；

其中，所述激发剂包括：生石灰、水玻璃以及石膏；所述锰尾矿的成分组成中至少包括：二氧化硅、三氧化二铝以及氧化钙。

矿粉的粒径小于等于0.075mm，使得凝胶反应高效。

激发剂占所述矿粉的掺杂质量百分比是：