[发明专利]一种转炉铜渣提铁及其尾渣地质聚合物材料及其制备方法

权利要求书

1.一种铜渣还原含铜生铁的配渣，其特征在于，按质量份计，所述配渣是由以下组分组成：铜渣 80～100份、生石灰 7～10份、焦炭10～15份、萤石 0～5份。

2.如权利要求1所述的铜渣还原含铜生铁的配渣，其特征在于，所述的铜渣为缓冷块状铜渣，需经过烘干后破碎，块状粒径不大于10cm；所述的生石灰中有效氧化钙含量不小于80%；所述的焦炭为冶金焦炭，粒度大于25mm，灰分小于等于13.5%，硫分小于等于0.90%，挥发分小于等于1.8%；所述的萤石中CaF2含量不小于90%，SiO2含量不大于9.0%，S含量不大于0.1%，P含量不大于0.06%。

3.如权利要求1所述的铜渣还原含铜生铁的配渣的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：按比例称取铜渣、生石灰、焦炭、萤石，从下至上按照焦炭、生石灰、铜渣、萤石的顺序分层置于中频感应炉坩埚中，对物料加热，待物料全部熔化后测量熔池温度，继续加热至熔池温度为1300～1400℃时开始控制中频感应炉功率进行保温，保温40～60min后出料；出料时分为两个坩埚盛熔融物料，其中一个用来盛尾渣粉，另一个用来盛含铜生铁，然后将熔融状态的尾渣缓慢的倒入水淬池中，待降至常温备用，即得水淬尾渣粉；将降至常温的含铜生铁从坩埚中取出，即得含铜生铁。

4.一种转炉铜渣提铁后尾渣制备的地质聚合物材料，按质量份数计，所述地质聚合物材料是由以下组分组成：水淬尾渣粉 200～250份、粉煤灰 650～750份、碱激发剂 12～20份、纤维 20～30份、减水剂2～6份。

5.如权利要求4所述的一种转炉铜渣提铁后尾渣制备的地质聚合物材料，其特征在于，所述的碱激发剂包括碱类、硅酸盐类、有机碱类物质中的一种或多种。

6.如权利要求4所述的一种转炉铜渣提铁后尾渣制备的地质聚合物材料，其特征在于，所述的纤维包括聚丙烯纤维、石棉纤维或氟橡胶纤维中的至少一种或多种。

7.如权利要求4所述的一种转炉铜渣提铁后尾渣制备的地质聚合物材料，其特征在于，所述减水剂为萘系减水剂或聚羧酸减水剂中的一种。

8.如权利要求4所述的一种转炉铜渣提铁后尾渣制备的地质聚合物材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、按比例称重 ：铜渣 80～100份、生石灰 7～10份、焦炭10～15份、萤石 0～5份，从下至上按照焦炭、生石灰、铜渣、萤石的顺序分层置于中频感应炉坩埚中，按照特定升温制度对物料加热，待物料全部熔化后测量熔池温度，继续加热至熔池温度为1300～1400℃时开始控制中频感应炉功率进行保温，保温40～60min后出料；出料时分为两个坩埚盛熔融物料，其中一个用来盛尾渣，另一个用来盛生铁，然后将熔融状态的尾渣缓慢的倒入水淬池中，待降至常温备用，即得水淬尾渣；

步骤2、水淬尾渣活化：将步骤1制得的水淬尾渣取出烘干、磨细得到水淬尾渣粉，作为制备地质聚合物材料的原料；

步骤3、地质聚合物材料制备：将水淬尾渣粉、粉煤灰混合搅拌均匀，用NaOH、水玻璃和水配制碱激发剂，然后将碱激发剂倒入混合粉料中，搅拌3min至混合均匀后即得到地质聚合物浆体；将其倒入试模振捣成型得到试块，将其置于相对湿度50～60%，温度20±1℃的环境中养护28h后脱模得到试件，将试件置于相对湿度80～95%，温度20±1℃的环境中养护25～28d，得到铜渣还原生铁后水淬尾渣制备的地质聚合物材料。

9.如权利要求8所述的一种转炉铜渣提铁后尾渣制备地质聚合物材料，其特征在于，步骤1中所述的特定升温制度如下表所示：

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10.如权利要求8所述的一种转炉铜渣提铁后尾渣制备地质聚合物材料，其特征在于，所述步骤2的具体制备方法为将步骤1制得的水淬尾渣烘干后倒入球磨机进行初步球磨40min，过100目筛后的较小颗粒水淬尾渣粉在球磨机中进行精磨60min之后过325目筛，其中所述的水淬尾渣粉的表观密度为3.5～3.7g/m³，所述的水淬尾渣粉的比表面积大于450m²/kg。