[发明专利]一种镍渣植生混凝土护坡材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于多功能建筑材料领域，具体涉及一种镍冶金废渣植生混凝土护坡材料及其制备方法。

背景技术

镍工业冶金渣(镍渣)是指在冶炼金属镍过程中排放的一种工业废渣，即在冶炼镍过程中所形成的以FeO-SiO2为主要成分的熔融物，经水淬后形成的粒化炉渣(也有部分企业不经水淬而直接外排)。镍渣中的主要矿物相有辉石(含镁)、橄榄石等，水淬的镍渣中还含有大量的玻璃相。玻璃相的含量与渣排出时的温度、水淬速度等有关。镍渣的化学成分与高炉矿渣类似，但在含量上有较大的差异，并且随镍冶炼方法和矿石来源的不同而不同。采用闪速炉熔炼法生产1t镍约排出10～16t渣。关于镍工业冶金渣的资源化研究一直是镍工业及固体废弃物资源化工作者开展的重要课题。目前专利报道主要有以下5个方面：(1)建筑微晶玻璃(CN105271779A：一种镍渣泡沫玻璃及其制备方法；CN105884329A：一种利用富镁冶金镍渣制备的发光陶瓷及其制备方法)。(2)从镍渣中提取有用元素对于Ni、Cu、Co等含量较高的镍渣(CN105219965A：利用含镍电镀污泥、镍废催化剂、废镍渣提取镍、铜的方法；CN105821216A：一种从湿法炼锌的净化铜镉钴镍渣中浸出锌的方法)。(3)作为生产水泥混合材(CN106587675A：一种高活性镍渣基水泥混合材及其制备方法；CN106045433A：一种单组份碱激发镍渣水泥及其制备和使用方法)。(4)利用镍渣生产建筑砌块(CN105859210A：一种大掺量镍渣免烧砖及其制备方法；CN104671825A：一种镍渣蒸压加气混凝土砌块及其制备方法)。(5)利用镍渣制备混凝土(CN105200981A：镍渣水泥桩及其制备方法；CN105060780A：以镍渣和铅锌尾矿为原料的防辐射混凝土及其制备方法)。

上述镍渣资源化技术主要为三个方面：一是从镍渣中提取有价金属元素，存在二次污染问题；二是制备微晶玻璃建筑材料，存在资源化工艺复杂；三是作为水泥混合材，由于硅酸盐水泥对重金属离子固化能力较弱，存在潜在的重金属问题。

发明内容

发明目的：本发明使用合适的镍渣级配，适宜的化学试剂，提供了一种植生混凝土护坡材料，并提供了该植生混凝土护坡材料的制备方法。

技术方案：本发明以镍冶金废渣为主要原料，利用其制备混凝土粗集料、细集料，并以硅酸盐水泥作为胶凝材料，辅助以部分高活性混合材，在高效混凝土外加剂调控下，制备出镍渣植生混凝土护坡材料，并将其利用在生产沿海地面砖及海堤护坡工程。

具体的，本发明所述的镍渣植生混凝土护坡材料，其原料包括基础物料、外加剂与抗碱性种子，所述的基础物料包括：硅酸盐水泥、镍渣、减水剂；所述的外加剂为：明矾试剂、磷酸二氢钾试剂；所述的抗碱性种子包括狗牙根种子、果岭草种子。

更具体的，所述的硅酸盐水泥为PO42.5R普通硅酸盐水泥。

更具体的，所述的镍渣粒径范围为9.5～16.0mm，且平均粒径＞13mm。

更具体的，所述的减水剂为聚羧酸型减水剂，加入量为硅酸盐水泥的0.05～0.2％。

更具体的，所述的外加剂为：明矾试剂、磷酸二氢钾试剂；利用明矾试剂作为调整混凝土试块的pH值，pH值调整为6～9.5；磷酸二氢钾溶液作为调整试剂，来改变泥土的pH值，稳固混凝土石块pH值，调节pH值为6～9.5。

我们还提供了上述的护坡材料的制备方法，具体包括如下步骤：

(1)将镍渣透过9.5～16.0mm的筛，将筛完后的镍渣倒入搅拌台上，保证针状和片状的成分≤15％；

(2)按配合比称取硅酸盐水泥，水，减水剂；

(3)将称取好的聚羧酸减水剂放入水中混合充分；

(4)将水泥与水分别按照1/4、1/4、1/2的进行分配；

(5)将1/4对的水和1/2的水泥与搅拌好的镍渣活性料进行搅拌，不低于2分钟；再加入1/4的水和1/4水泥进行搅拌不低于2分钟；最后加入剩下对的水和水泥进行搅拌，不低于2分钟，装填成型；

(6)试块养护，到达一定的龄期用高浓度明矾试剂刷涂试块表面降低pH值；

(7)将磷酸二氢钾与泥土搅拌混合，采用喷灌的方式将泥土打入混凝土；

(8)将抗碱性种子植入；

进一步的，所述的步骤(6)中养护条件为：置于20℃，相对湿度为90％～99％的环境下。

进一步的，所述的步骤(6)中的龄期为28天。

进一步的，所述的步骤(6)中的明矾试剂的pH值为3。