[发明专利]一种高强铜尾矿陶粒及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高强铜尾矿陶粒及其制备方法，其中，制备陶粒的原材料配比为：铜尾矿90%~100%，粉煤灰0%~10%；制作工艺流程为：将铜尾矿原料晒干，进行筛分，然后烘干至恒重，再按照配合比对铜尾矿和粉煤灰称量，将干料混合均匀后，加入水搅拌均匀，然后手工搓球造粒，再放入烘箱中烘干24h，之后放入高温电炉中，经过预热，焙烧，冷却，制得铜尾矿陶粒，其堆积密度，表观密度，空隙率，吸水率，筒压强度都满足GBT 174311‑2010《轻集料及其试验方法》要求。本发明的制备方法降低了陶粒制备原料的选择标准，烧制出的陶粒的堆积密度、筒压强度等远远超出轻集料标准，能够作为粗骨料制备混凝土。

技术领域

本发明属于建筑材料和矿产资源综合利用领域，具体为一种高强铜尾矿陶粒及其制备方法。

背景技术

矿产在经过一系列选别作业处理后，有用金属被提取，再经过中和处理，矿石的次要成分或其它伴生金属也得到回收后剩余的含有用成分很低的这部分产物成为了尾矿。尾矿只有很少一部分会作为填充料被利用，大多数还是堆积储存，利用率极低，我国2015年到2020年尾矿堆积量逐年增多，在2020年达到了 222万吨。堆积起来的尾矿占用了大量的土地，尾矿废物经常含有砷，锌，镉，氰化物等多种有害物质，原有的水资源，动植物，土壤等生态环境和生物都会受到伤害，而且铜尾矿随着风吹飘扬，会对附近的居民生活造成极大的危害，严重的会造成泥石流，矿山溃坝等安全事故。大量的资源开采消耗，产生了关于有效处置，循环利用的问题。

陶粒作为一种新型的人造轻集料，凭借着密度小，强度高，孔隙率低，热导率低，内部多孔等特点。在建筑材料，隔热耐火材料，化工石油，净化水质等多个领域都有使用。在建筑材料方面主要用于保温轻骨料混凝土，结构保温轻骨料混凝土，结构轻骨料混凝土，陶粒混凝土砌块和墙板。现阶段我国高强陶粒的发展迅速，国内的武汉证券大厦64层至68层楼板，珠海国际会议中心，天津永定新河大桥引桥都使用了陶粒作为轻骨料来制作混凝土。国内对陶粒的研究和使用与外国相比还有差距，国外的横滨亮马大厦七层以上楼板、Monbegawa 桥、Hahawa桥、Ogatayama桥都使用高强陶粒制作混凝土用作承重构件。

目前陶粒的研究结果更多的还是停留在轻质的特点，高强陶粒的性能一直没有达到理想要求，以后的研究要更加注重高强，使陶粒能够运用到更多承重结构的方面。

公开号为CN102344296A的中国发明专利申请公开了“一种铜尾矿粉陶粒的制造方法”，以铜尾矿、粉煤灰、煤粉制备陶粒，在烧结过程中，烧结温度都在1250℃以上，最高还达到了1450℃，温度过高，烧结时间长，能耗过大，不利于日常生产，不是一种理想的铜尾矿综合利用的方法。

公开号为CN109437629A的中国发明专利申请公开的“一种复合废弃尾矿多孔材料及其制备方法”以废弃铜尾矿、废弃铁尾矿、碳酸氢钠、水玻璃、玉米淀粉和活性碳粉为原料制备陶粒，公开号为CN104909796A的中国发明专利申请公开的“一种用于高速公路绿化的粘土陶粒”以粘土、铜尾矿、粉煤灰、纸浆废液、砂食盐、白云石、钠长石、稻壳、蔗糖杆、秸秆灰、乙二酸、有机溶液、分散剂和粘结剂制备陶粒，这两种制备方法都是所需的原材料过多，配合比设计麻烦，不够简便，并且吸水率过高，强度无法保证。

上述各专利申请使用的主料中硅和铝的含量都非常高，在选择制陶粒原料时，现在都要求原料中SiO₂和Al₂O₃的总量达到60％～70％，这样限制了大量废弃物制陶粒的选择，此方面需要进一步研究调整，使更多的废弃物可以烧制出性能较好的陶粒，进而使废弃物更好的综合利用。

发明内容

本发明目的在于，提供一种解决铜尾矿大量堆积难以消化问题的方案；以简单的原材料组成，并且在原材料化学成分不满足传统烧胀陶粒要求的前提下，依然通过掺入配料调节配合比和铝硅比，调整烧结温度和时间，烧制出性能较好的高强铜尾矿陶粒；并且陶粒的强度良好，能够作为粗骨料替代碎石制备混凝土。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下。