[发明专利]一种固化重金属的胶凝材料及其应用

说明书

本发明提供了一种固化重金属的胶凝材料，属于冶金废渣处理技术领域，所述胶凝材料包括干基原料、水和减水剂；以质量分数计，所述干基原料包括：钢渣：20％～60％，矿渣：20％～60％，石膏：5％～40％；所述水的质量为所述干基原料质量的0.1％～1％，所述减水剂的质量为所述干基原料质量的0～0.5％。本发明还提供了一种固化重金属的胶凝材料在重金属尾砂处理中的应用。

技术领域

本发明属于冶金废渣处理技术领域，特别涉及一种固化重金属的胶凝材料及其应用。

背景技术

重金属污染是国内外有色金属和贵金属采选冶集中区中存在的重点问题。我国大部分有色金属尾矿和废石都具有较高的铅、锌等重金属的残余量，有的高出正常土壤背景值几百倍甚至上万倍；部分有色冶炼厂的含铅固体废物，如脱水污泥、脱硫石膏和部分环节的冶炼渣已被国家明确规定为危险固体废物；部分大型、超大型铁矿的尾矿以及铜铁伴生矿区的尾矿也含有超出正常土壤背景值几十倍甚至上百倍的铅、锌或其他重金属元素。

矿渣和钢渣是工业固体废弃物综合利用的重点研究对象。利用矿渣、钢渣等固体废弃物作为矿山充填采矿及固化有毒废弃物的胶凝材料具有十分重要的现实意义和广阔的应用前景。

公开号为CN102211917A的专利《一种用于矿山充填的高含水泥浆固化剂及其使用方法》公开了一种高含水泥浆用于矿山充填的方法。其固化剂主要由两部分组成，组分A为明矾、硫铝酸盐或铁铝酸盐和高铝水泥熟料、非结晶超细粉、粒化高炉矿渣，组分B主要包括固体水玻璃、碱金属碳酸盐、石灰、石膏，在使用时，将组分A和B分别调成水浆后，B与泥浆一起输送，A浆单独输送，至填充场后混合固化。该技术利用复合胶凝体系来固化高含水泥浆，能有效提高其含水量和凝结速度，增加早期强度，并使后期强度持续增长。但该体系成分复杂，生产成本较高。

专利申请号为201210006550.5的《一种铁尾矿胶结充填方法》的专利文献中，申请人介绍的主要是一种新型充填方法，分为底层和面层，底层和面层掺入不同比例的固化剂共同组成充填体，其使用的固化剂是矿渣、硅酸盐水泥熟料、化工废石膏、粉煤灰和生石灰配制而成，该技术在传统水泥的基础上加入了部分工业固体废弃物，但仍难以消纳大量产生的石膏等大宗固废。

发明内容

为了解决重金属尾砂处理成本高的技术问题，本发明提供了一种固化重金属的胶凝材料，该胶凝材料能够固化重金属尾砂，生产成本低廉，环保效果显著。

本发明还提供了一种固化重金属的胶凝材料在重金属尾砂处理中的应用。

本发明通过以下技术方案实现：

本申请提供一种固化重金属的胶凝材料，所述胶凝材料包括干基原料、水和减水剂；

以质量分数计，所述干基原料包括：钢渣：20％～60％，矿渣：20％～60％，石膏：5％～40％；

所述水的质量为所述干基原料质量的0.1％～1％，所述减水剂的质量为所述干基原料质量的0～0.5％。

可选的，所述钢渣包括热闷钢渣、热泼钢渣、滚筒钢渣、浅盘钢渣和风淬钢渣中的至少一种。

可选的，所述矿渣为高炉炉渣。

可选的，所述石膏为工业生产中由化学反应生成的以无水和二水硫酸钙为主要成分的工业副产品，包括脱硫石膏、磷石膏、氟石膏、柠檬石膏和废陶模石膏中的至少一种。

可选的，所述减水剂包括木质素磺酸盐类减水剂、萘系减水剂、三聚氰胺系减水剂、氨基磺酸盐系减水剂、脂肪酸系减水剂和聚羧酸盐系减水剂中的至少一种。

可选的，所述干基原料的比表面积为400m²/kg～700m²/kg。

基于同一发明构思，本申请还提供一种固化重金属的胶凝材料在重金属尾砂处理中的应用。