[发明专利]一种铅锌尾矿胶凝材料及其制备方法

说明书

本发明涉及固体废弃物的资源化利用和环保节能领域，具体涉及一种铅锌尾矿胶凝材料及其制备方法。所述铅锌尾矿胶凝材料质量配比如下：铅锌尾矿50％‑70％，脱硫石膏5％‑15％，矿渣8％‑30％，钢渣1％‑8％，石英1％‑5％，早强剂1％‑5％，激发剂1％‑5％，减水剂0.1％‑2％。所述激发剂包括为硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、熟石灰、石灰石的一种或多种。本发明的胶凝采用以铅锌尾矿为主要原料，有缓解决铅锌尾矿堆积问题，使得铅锌尾矿二次资源高值化利用。

技术领域

本发明涉及固体废弃物的资源化利用和环保节能领域，具体涉及一种铅锌尾矿胶凝材料及其制备方法。

背景技术

铅锌尾矿是在铅锌矿选矿分选作业中产生的有用目标元素含量最低的组分，一般有选矿厂排放的尾矿矿浆经自然脱水后形成的固体矿物废料。我国铅锌尾矿堆放量超过2亿吨，占地达0.3万hm²，每年新增加2000万吨，以约2.5％的速度逐年增加。铅锌尾矿可污染水质和土壤，危害农作物生长，破坏生态环境。尾矿中含有铅、锌、镉等重金属，残留在尾矿中的选矿药剂中含有砷等有毒物质，这些物质对周围环境及生物存在巨大威胁。我国尾矿库正常运行不足70％，有44％尾矿库处于险、病、超期服务状态每年运行费用达7.5亿元，长期堆放则有引发如尾矿库溃坝等重大地质与工程灾害的风险，给社会带来巨大的损失。

中国发明专利CN104193200A公开一种新型胶凝材料制备方法，该法将铅锌尾矿粉磨70分钟后与水泥熟料、铅锌冶炼废渣、脱硫石膏一起制备胶凝材料，用于矿山填充。但是其添加量较少，强度低，利用率不高，对解决铅锌尾矿堆放问题效果有待提高。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种铅锌尾矿胶凝材料及其制备方法。具体方案如下：

一种铅锌尾矿胶凝材料，其质量配比如下：铅锌尾矿50％-70％，脱硫石膏5％-15％，矿渣8％-30％，钢渣1％-8％，石英1％-5％，早强剂1％-5％，激发剂1％-5％，减水剂0.1％-2％。半水石膏的加入增加了胶凝材料的中后期强度，减少初凝、终凝时间，石英的加入提高了后期强度。

进一步地，所述激发剂包括为硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、熟石灰、石灰石的一种或多种。加入少量水泥熟料，增加胶凝材料初始反应速率，减少初凝、终凝时间。

进一步地，所述激发剂中硅酸盐水泥：硫铝酸盐水泥：熟石灰：石灰石的质量配比为1-4：2-4：1-2：0.5-2。

进一步地，所述矿渣为S95级矿渣，其中氧化铝含量≤17％。

进一步地，所述钢渣颗粒粒径≤75μm，所述石英的比表面积大于580m²/kg，所述早强剂为氯化钠。氯化钠的加入，减少了初凝时间，增加了前期的强度

进一步地，所述减水剂为聚羧酸减水剂或萘系减水剂。减水剂的加入大大减少胶凝材料的需水量，胶凝材料需水量相比水泥降低了20-30％，可增加球磨时的流动性，减少水量的加入，降低水处理量，降低能耗。

一种铅锌尾矿胶凝材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)球磨铅锌尾矿并干燥，过300目筛得铅锌尾矿粉料；

(2)将所述铅锌尾矿粉料、激发剂、矿渣、钢渣、石英倒入球磨机中球磨，得混合料；

(3)在所述混合料中加入早强剂和减水剂，混合均匀即得所述铅锌尾矿胶凝材料。

进一步地，所述铅锌尾矿胶凝材料的产品图如图1所示。

一种铅锌尾矿混凝土，由以上所述铅锌尾矿胶凝材料制备而成，所述铅锌尾矿混凝土的产品图如图2所示。

本发明的胶凝采用以铅锌尾矿为主要原料，有缓解决铅锌尾矿堆积问题，使得铅锌尾矿二次资源高值化利用。