[发明专利]一种低石灰剂量稳定铁尾矿路基材料及制备方法

说明书

本发明涉及公路路基材料与固体废弃物治理交叉技术领域，更具体的说是涉及一种低石灰剂量稳定铁尾矿路基材料及其制备方法。低石灰剂量稳定铁尾矿路基材料各组分质量比为：铁尾矿：81.4%~88.3%；石灰：1.8%~8.1%；蒸馏水：8.8%~11.4%。本发明提供的一种低石灰剂量稳定铁尾矿路基材料的制备方法，原料成本低、制备过程简单，可重复性强，制备过程能够将原料均匀混合，从而得到结构和性能均匀、稳定的路基材料；并且，以铁尾矿为原料，能够有效解决铁尾矿堆积带来的环境安全的问题；通过原料组成、搅拌混合、静压成型的相互配合实现了结构性能稳定、绿色环保、社会经济效益显著的新型路基材料。

技术领域

本发明涉及公路路基材料与固体废弃物治理交叉技术领域，更具体的说是涉及一种低石灰剂量稳定铁尾矿路基材料及其制备方法。

背景技术

近年来，铁尾矿的尾矿库作为一种高势能危险的固体废弃物堆积堆，愈加引起全世界的广泛关注，居高不下的铁尾矿堆存量威胁着人民的生命和财产安全。从经济性上看，铁尾矿的堆存使得工厂需要进一步支付土地征用费、运费、填埋费等，增加了生产成本；另一方面，对于公共资源配置来说，这种堆填处置方式不仅会占用土地，而且容易引起环境污染和安全问题，铁尾矿沉积过程中可能会形成新的污染物。一旦发生突发性事故，容易造成水源、土地和植被的长期大面积污染，在我国土地污染问题中，以铁尾矿为主要污染源的土地面积已达到千万亩。种种迹象均表明目前的堆填法是一种低效、非环保且非经济的处理方式。因此寻求一种具有实际应用价值的铁尾矿的综合利用途径是本领域亟待解决的问题。

道路施工过程中，不良土质地基的处理效果直接影响着路面质量的好坏，整个施工质量的好坏，直接关联公路的使用寿命。因此，路基的处理是公路工程施工中比较核心的工作。我国南方地区普遍存在软土路基，因沉降造成的路基开裂，重荷载作用下的局部剪切或整体破坏、路面沉降失稳等是软土路基的典型破坏方式。对于这种不良土质的处理方法，主要采取的方式是换填、挤密和排水固结，其中，换填法是最可靠的一种方法，即用土质良好的土体置换软土路基，能够彻底消除因为不良土质路基对施工质量的影响。其次，若路基或基层结构遭到破坏而引起路面沉降，所采取的道路修补方式就是换填新料并夯实。但是换填土量大，造价高使这种方法实际推广受到限制。

因此，利用铁尾矿制备一种强度符合规定、施工造价低廉的公路路基材料，不仅可以改善铁尾矿资源化利用少且利用率低的问题，还能缓解道路工程在建设过程中对于土石材料的大量需求，这也是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明提供的一种低石灰剂量稳定铁尾矿路基材料的制备方法是以铁尾矿替代传统的路基土，并辅助搭配低剂量的石灰，实现得到一种新型环保的公路路基材料。其可以改善铁尾矿堆积带来的生态安全问题，降低道路建设施工成本。

本发明采用如下技术方案：

本发明所述的低石灰剂量稳定铁尾矿路基材料，包括铁尾矿、石灰与蒸馏水组成，所述低石灰剂量稳定铁尾矿路基材料各组分质量比为：

铁尾矿：81.4％～88.3％；

石灰：1.8％～8.1％；

蒸馏水：8.8％～11.4％

本发明所述的低石灰剂量稳定铁尾矿路基材料，所述铁尾矿为南京梅山细粒级废弃固体物料，尾矿性质及成分与普遍铁尾矿有一定程度的差异性，铁尾矿的粒径小于2mm，粒径为0.075mm的铁尾矿占总质量的70％以上，细度模数小于0.73，塑性指数范围15～20，有机质含量小于5％。

作为优化方案：对铁尾矿进行预处理，具体方法为将铁尾矿放入高温负压烘箱110℃烘干，干燥时间为24h，并采用滚动式球磨机破碎块状铁尾矿，过2mm筛冷却备用。

本发明述的低石灰剂量稳定铁尾矿路基材料，所述铁尾矿为无较大膨胀系数硫酸盐矿物，主要元素摩尔比为Al:Fe:Si:Ca＝1:4～5:2～3:2～3。