[发明专利]一种铁尾矿的固化方法

权利要求书

1.一种铁尾矿的固化方法，其特征在于，包括如下步骤：

原材料检测：将作为固化剂使用的工业废渣进行破碎，并检测其物理、化学以及环保指标，以确保其在后期施工过程中无污染，并能够充分发挥固化作用；

确定配合比：根据工程成品需求抓取所需的铁尾矿、所述工业废渣以及催化剂，并根据所述铁尾矿、所述工业废渣以及所述催化剂的物理和化学性质在室内进行配合比试验，以确定各种材料的预设配比；

原材料拌合：将所述铁尾矿、所述工业废渣以及所述催化剂按照所述预设配比依次加入特制的搅拌机中，并加入特定量的水，通过设置在所述搅拌机上的温控装置控制所述搅拌机按照预设温度在可控温度状态下进行搅拌，并通过设置在所述搅拌机内部的检测装置实时监测其内部拌合物的均匀度，以确保在整个拌和过程中能够充分激活、利用所述铁尾矿、所述工业废渣以及所述催化剂的化学活性，使其产生类似水泥混凝土的化学反应，保证后期成品的力学性能；

成品制备：将搅拌均匀的所述拌合物进行摊铺晾晒，在其含水率达到所述成品需求时，通过采用机械夯实或压路机压实的方式使其密实，以形成满足施工需求的铁尾矿固化成品；

养护测试：采用保温、保湿的方式对所述铁尾矿固化成品进行养护，并在不同预设龄期对其进行土力学指标和环保指标检测；

所述温控装置包括：设置在所述搅拌机内壁上的若干加热条、设置在所述搅拌机中搅拌臂和搅拌翼上的若干温度探头以及设置在所述搅拌机外侧的温度控制单元；

所述温度控制单元能够根据若干所述温度探头监测到的温度计算出温度均值，并根据所述温度均值控制所述加热条温度加热温度的升降；

所述温度控制单元按照如下方式计算若干所述温度探头获取的温度数据的均值：

式中，T为所述温度控制单元计算出的温度均值，Ti为设置在所述搅拌臂上的第i个温度探头监测的温度值，Pi所述搅拌臂上的温度探头监测结果的可信度，N为所述搅拌臂上的温度探头的数量，Tj为设置在所述搅拌臂上的第j个温度探头监测的温度值，Pj所述搅拌翼上的温度探头监测结果的可信度，M为所述搅拌臂上的温度探头的数量；

所述检测装置包括：三个设置在所述搅拌机内壁不同高度上取样器、用于称重的计重器，以及用于判断所述拌合物均匀度的判别单元；所述判别单元能够根据所述计重器计量的所述三个取样器取样结果的重合度判断所述搅拌器内部的拌合物是否搅拌均匀；

所述判别单元能够按照下述公式计算第一取样器、第二取样器取样结果的重合度值：

式中，Ψ21为第一取样器、第二取样器的取样结果的重合度值，m1为第一取样器的实时监测值，m2为第二取样器的实时监测值，m3为第三取样器的实时监测值，S为均方差运算，I为积分运算；

所述判别单元能够按照下述公式计算第一取样器、第三取样器取样结果的重合度值：

式中，Ψ31为第一取样器、第三取样器的取样结果的重合度值，m1为第一取样器的实时监测值，m2为第二取样器的实时监测值，m3为第三取样器的实时监测值，S为均方差运算，I为积分运算；

所述判别单元能够按照下述公式计算第二取样器、第三取样器取样结果的重合度值：

式中，Ψ23为第二取样器、第三取样器的取样结果的重合度值，m1为第一取样器的实时监测值，m2为第二取样器的实时监测值，m3为第三取样器的实时监测值，S为均方差运算，I为积分运算；

上述运算过程中：通过获取在某个时间段内的所有取样器的取样结果，并对某个时间段内的各个取样结果进行积分运算和均方差运算，得出相比较的平均值；最后，通过判别单元比较Ψ21、Ψ31以及Ψ23之间的差异，差异越小表明所述拌合物越均匀；

所述加热条可拆卸地垂直设置在所述搅拌器的内壁上；

所述搅拌臂的搅拌速度的调整按照下述进行；

其中，在第一温度段，在5-10℃温度范围内：

式中，p1表示第一温度段的实时转速值，T表示第一温度段内的实时温度，T0表示参考预设温度值，温度为5℃，m表示加入的铁矿石的粒度，M表示加入的铁矿石的标准粒度，其为0.1mm，c表示铁矿石的密度，P0表示第一温度段的预设转速值，其为700转/min；

其中，在第二温度段，在10-15℃温度范围内：

式中，P2表示第二温度段的实时转速值，T表示第二温度段内的实时温度，T10表示参考预设温度值，可控温度温度为10℃，m表示加入的铁矿石的粒度，M表示加入的铁矿石的标准粒度，其为0.1mm，c表示铁矿石的密度，P0表示第一温度段的预设转速值，P10表示第二温度段的预设转速值，其为800转/min；

升温至15℃时，在15-20℃温度范围内：

式中，P3表示第三温度段的实时转速值，T表示第三温度段内的实时温度，T20表示参考预设温度值，温度为15℃，m表示加入的铁矿石的粒度，M表示加入的铁矿石的标准粒度，其为0.1mm，c表示铁矿石的密度，P0表示第一温度段的预设转速值，P10表示第二温度段的预设转速值，其为900转/min。