[发明专利]一种尾矿制备混凝土掺合料的方法

说明书

本发明公开了一种尾矿制备混凝土掺合料的方法，包括以下步骤：步骤1：将尾矿干燥，尾矿含水量控制在5％以下；步骤2：用去离子水将激发剂配置成溶液；所述的激发剂为以下药剂：偏铝酸钠、石灰和腐殖酸钠；步骤3：称量一定量的尾矿，以尾矿的质量为基准，添加一定量的激发剂溶液，并使尾矿与激发剂饱和溶液混合均匀，在一定温度和一定时间下进行尾矿预处理；步骤4：将步骤3得到的预处理尾矿与活化剂混合，混合后采用磨机粉磨一定时间，获得尾矿混凝土掺合料。通过添加化学激发剂和活化剂，采用化学预处理与机械‑化学活化联合工艺制备了混凝土用掺合料，不仅提高了尾矿的附加值，还真正实现了尾矿的大规模资源化利用。

技术领域

本发明属于矿业固废资源化和无机非金属材料领域，具体涉及一种尾矿制备混凝土掺合料的方法。

背景技术

混凝土中的掺合料是一类能改善混凝土性能的天然的或人工的细分散硅质粉状材 料，占混凝土中总胶凝材料用量的20％-70％，是高强混凝土和高性能混凝土的必要组成 材料，也被称为混凝土的第六组分材料。由于这类材料通常具有潜在的火山灰活性，能与石灰、消石灰等钙质材料加水拌合后，能够凝结硬化进而产生强度，或与水泥水化生 成的氢氧化钙起反应，生成具有胶凝能力的水化产物，能改善混凝土性能，节约用水， 调节混凝土强度等级，市场需求巨大。常用于混凝土中的掺合料主要为粉煤灰、粒化高 炉矿渣粉、沸石粉、硅灰等，尤其是粉煤灰应用最为广泛。

尾矿是工业固体废弃物的主要组成部分。世界各国每年采出的金属矿、非金属矿、煤、粘土等高达100亿t以上，排出的尾矿量约50亿t，以有色金属矿山累计堆存的尾 矿为例，美国达到80亿t。目前我国发现的矿产有150多种，开发建立了8000多座矿 山，累计生产尾矿59.7亿t，而且每年仍以3.0亿t的速度在增长。目前，尾矿的综合 利用途径主要包括：1)回收尾矿中的有价组分；2)尾矿用作建筑材料及采空区填充料； 3)尾矿用作土壤改良剂及微量元素肥料；4)利用尾矿复垦植被。目前，我国尾矿综合 利用率仅为15％左右，与国外综合利用率为60％的先进水平相距甚远。

矿物掺合料已经成为配制混凝土的必要组分。随着我国基础建设的大规模展开，粉煤灰、矿渣粉等传统混凝土掺合料已经出现紧缺的问题。尾矿主要化学成分与传统建 筑材料原料相似，且粒度较细，性质稳定，作为建材原料有着天然的优势。若能将尾矿 制备成混凝土掺合料，既可解决传统混凝土掺合料紧缺问题，又能促进尾矿减量化、无 害化和资源化处理；但由于其火山灰活性低，其最大的掺量小。因此，如何提高尾矿的 火山灰活性，成为其大规模资源化利用的关键。

发明内容

本发明针对尾矿综合利用率不高，活性低，综合利用工艺复杂、生产成本高等技术上的不足，提出了一种以尾矿为原料，通过添加化学激发剂和活化剂，采用化学预处 理与机械-化学活化联合工艺制备了混凝土用掺合料，不仅提高了尾矿的附加值，还真 正实现了尾矿的大规模资源化利用，而且开拓了尾矿的应用领域；整体制备工艺绿色环 保，具有重要的环境效益和经济效益。

为达到上述技术效果，本发明提供以下技术方案：

一种尾矿制备混凝土掺合料的方法，包括以下步骤：

步骤1：将尾矿在一定条件下干燥，尾矿含水量控制在5％以下；

步骤2：用去离子水将激发剂配置成溶液；所述的激发剂为以下药剂：偏铝酸钠、石灰和腐殖酸钠；

步骤3：称量一定量的尾矿，以尾矿的质量为基准，添加一定量的激发剂溶液，并使尾矿与激发剂饱和溶液混合均匀，在一定温度和一定时间下进行尾矿预处理；激发剂 添加量为尾矿重量的：0.01％-3％；激发剂的优化组合为：偏铝酸钠、石灰和腐殖酸钠， 三者重量百分比为：10-30％：10-40％：20-70％；激发剂会对尾矿产生表面溶解，使其 表面形成无定形物质以提高活性组分。