[发明专利]一种钨尾矿资源化利用的重金属固化剂及固化方法

说明书

本发明公开了一种钨尾矿资源化利用的重金属固化剂及固化方法，固化剂配比组成为：30～70％活化钨尾矿、5～20％石灰、5～10％泡花碱和20～40％水泥；固化剂混合均匀后在90℃～110℃加热4～6小时干燥，最后将固化剂采用磨机粉磨至比表面积超过300m²/kg；所述活化钨尾矿的方法为：以钨尾矿的质量为基准，活化剂的用量：0.01％‑0.5％；活化剂以溶液形式加入，活化剂为：六偏磷酸钠、硬脂酸、半水石膏和聚合有机多元醇，混合后采用磨机粉磨一定时间，获得活化钨尾矿；本发明采用矿山活化钨尾矿、石灰、泡花碱和水泥制备固化剂，制备工序耗时短，能耗较低，且能有效减少水泥的用量，减少能源和资源的消耗。

技术领域

本发明属于固废资源化和环境保护领域，具体涉及一种钨尾矿资源化利用的重金属固化剂及固化方法。

背景技术

我国是钨资源大国，已探明的钨储量居世界首位。我国钨矿原矿品位普遍较低，为0.1％～0.8％，因此选矿过程中会产生大量尾矿，占原矿的90％以上。我国每年排放的钨尾矿量为1500万吨以上，堆存量高达上亿多吨占用大量的土地资源，并对环境存在一 定的潜在危害。

钨尾矿的产生量和堆存量巨大，迫切需要寻找合适的大规模资源化利用途径。钨尾 矿中含有部分有价的金属及非金属元素，通过进一步的选矿或冶炼回收，可以有效的提高资源的利用率。钨尾矿的化学性质稳定，硬度大且颜色较浅，可作为惰性填料应用于 制备陶瓷、水泥等材料。目前，钨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，我国钨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。

由于矿冶工业的快速发展以及人类各项生产活动的影响，土体的重金污染已成为世 界许多地区面临的主要环境污染问题之一。目前，修复处理重金属污染土的主要方法包括自然衰减、物理方法、化学方法、生物方法、电动修复和固化稳定法等。其中固化稳 定法既可提高土体强度，又可降低重金属污染离子的溶出，是重金属污染土地基处理的 重要方法之一，具有经济和修复效果好等诸多优点。

固化稳定法又分为水泥固化法、石灰固化法、塑形材料固化法、熔融固化法、沥青固化法及化学稳定法。石灰固化法强度较低，且需较长的养护时间；塑形材料固化法需 要特殊的设备和专业的操作人员；熔融固化法高温熔融需消耗大量能源；设施投入和处 理成本高昂；沥青固化法需加温，且加热蒸发具有可燃性；化学稳定法适用范围窄，适 应性差。

水泥固化稳定法是欧美发达国家较为常用的一种污染土修复技术，有如下优点：水 泥材料及应用技术都较为成熟，水泥固化过程操作方便；水泥材料与多种废弃物具有兼容性，能够处理的化学成分范围较广，能使大多数液相废弃物与水泥发生化学作用；形 成的水泥固化体具有很好的化学和物理长期稳定性、相对好的力学和结构特性、相对低 的渗透性；对紫外线、生物降解有高的抵抗力，对核废料具有很好的自我屏蔽作用；采 用合理的配合比，可使固化过程快速和可控；水泥材料价格便宜等。但水泥固化法消耗 水泥量过大；水泥的生产消耗了太多的能源和资源，不适应当前绿色工业的发展需要。

如何综合利用尾矿并使其不对生态环境和人类健康造成危害是近年来的研究热点， 若能利用钨尾矿粒度细和具有潜在活性的特点，开发钨尾矿与水泥协同固化重金属的技 术，既能实现钨尾矿的资源化利用，又能治理重金属环境污染，对矿业可持续发展具有重要意义。

发明内容

本发明针对水泥固化法消耗水泥量过大，钨尾矿矿物组成复杂、粒度细、利用率不高和综合利用途径不多等技术上的不足，提出利用钨尾矿粒度细和具有潜在活性的特 点，以钨尾矿为原料，通过化学活化工艺制得的活化钨尾矿，开发了一种以活化钨尾矿 和传统固化剂水泥为主要原料，再添加石灰和泡花碱为辅助剂的重金属固化剂，不仅提 高了钨尾矿的附加值，实现了尾矿的大规模资源化利用，开拓了钨尾矿的应用领域，且 显著减少了水泥固化重金属过程中水泥的消耗量；整体制备工艺绿色环保，具有重要的 环境效益和社会经济效益。