一种利用有色金属选矿废水制备的碱激发混凝土制造技术

本发明专利技术公开了一种利用有色金属选矿废水制备的碱激发混凝土，包括如下原料：有色金属选矿废水、碱性激发剂和矿渣。本发明专利技术使用有色金属选矿废水作为碱激发混凝土的拌合水来源，制备碱激发混凝土，利用碱激发混凝土的高碱环境分解有色金属选矿废水中的有机物质，固化其中的重金属；利用有色金属选矿废水中的钠钙等离子辅助激发胶凝材料，促使形成强化胶结体，变废为宝、变害为宝，大幅简化有色金属选矿废水的处置和利用工艺，减轻有色金属矿山企业的经济、安全与环境负担，将废水经济价值提升至城市普通自来水水平，符合国家环保政策要求，应用前景巨大。应用前景巨大。应用前景巨大。

【技术实现步骤摘要】
一种利用有色金属选矿废水制备的碱激发混凝土


[0001]本专利技术涉及有色金属选矿废水资源化利用领域，具体涉及一种利用有色金属选矿废水制备的碱激发混凝土。

技术介绍

[0002]在有色金属提取过程中，人们往往采用浮选工艺去除杂质，提取出有色金属。然而，该过程会产生大量选矿废水，并与尾矿一并排放到尾矿库中，不仅污染环境，而且还会渗透、侵蚀尾矿库坝体，威胁尾矿库的安全，使得尾矿库成为重要危险源，危害人民群众的生命、财产安全。
[0003]通常情况下，有色金属浮选工艺非常复杂，往往需要加入大量药剂，分离目标元素和杂质，相关药剂包括捕收剂(如乙基黄药(C2H5OCSSNa)、丁基黄药(C4H9OCSSNa)、二丁基二硫代磷酸铵((C4H9O)2PSSNH4)、发泡剂(如醇类(C
10
H
17
OH))、抑制剂(如CaO)、活化剂、PH调节剂、分散剂(如水玻璃、六偏磷酸钠(NaPO3)6、甲基纤维素(C6H
11
O7)
n
)、絮凝剂等。此外，在浮选过程中，尾矿中的重金属、硫化物等与铜共存的可溶性物质也会溶解并释放到选矿废水中。可见，选矿废水成分十分复杂，且含有重金属，严重危害生态环境安全。开展选矿废水的处置和资源化利用工作尤为必要。实际上，在选矿废水的处置利用方面，人们提出了不少方法，包括化学浸出、电化学沉积、固化重金属、光化学法回收有价金属、电化学净化等方法。但是上述方法的应用极其有限，主要是因为：一方面，上述方法工艺复杂，成本较高，不仅不能高效处置选矿废水，还会产生新的废物；另一方面，选矿废水成本较低，上述方法性价比低，推广应用难度高。
[0004]为克服现有技术的不足，本专利技术提出利用有色金属选矿废水作为拌合水来源制备碱激发混凝土，该方法高效、简单、绿色、彻底，应用前景非常广阔。碱激发混凝土是新型绿色胶凝材料，具有快硬早强、水化热低、耐酸耐侵蚀性好等突出优点，在替代水泥方面潜力巨大。通常情况下，碱激发混凝土采用碱性激发剂激发矿渣、粉煤灰、偏高岭土等胶凝材料，激发剂包括NaOH、水玻璃、KOH等。从理论和实践上来说，使用有色金属选矿废水作为碱激发混凝土拌合水来源都是可行的，因为：1)碱激发混凝土拥有高碱环境，不仅可中和有色金属选矿废水中的酸性物质，还能降低重金属的溶解度，将其固化；2)有色金属选矿废水中的有机物质在高碱环境中可被分解而失效；3)有色金属选矿废水含有较多Na
+
、Ca
2+
等离子，当使用有色金属选矿废水作为碱激发混凝土拌合水来源时，这些离子可辅助激发矿渣、粉煤灰、偏高岭土，促进水化产物形成，有利于混凝土的抗压强度发展与耐久性提升，实现变废为宝、变害为宝，大幅简化有色金属选矿废水的处置和利用工艺，显著提高其经济价值。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是解决现有技术中存在的问题，使用有色金属选矿废水作为碱激发混凝土的拌合水来源，制备碱激发混凝土。利用碱激发混凝土的高碱环境分解有色金属选矿废水中的有机物质，固化其中的重金属；利用有色金属选矿废水中的钠钙等离子辅助激
发胶凝材料，促使形成强化胶结体，变废为宝、变害为宝，大幅简化有色金属选矿废水的处置和利用工艺，显著提高其经济价值。
[0006]本专利技术采用的技术方案是：一种利用有色金属选矿废水制备的碱激发混凝土，包括如下原料：有色金属选矿废水、碱性激发剂和矿渣。
[0007]作为本专利技术的进一步改进，还包括城市普通自来水、砂、石子、纤维、减水剂、偏高岭土和粉煤灰。
[0008]作为本专利技术的进一步改进，其重量份组成为：矿渣189～423份，粉煤灰13～246份，偏高岭土13～246份，砂0～356份，石子0～385份，纤维0～26份，减水剂0～26份，碱性激发剂26～131份，城市普通自来水0～330份，有色金属选矿废水50～330份。
[0009]作为本专利技术的进一步改进，用于配置激发剂溶液的拌合水由城市普通自来水与有色金属选矿废水混合而成，优选地，城市普通自来水和有色金属选矿废水的质量比例为0：1～1：1。
[0010]作为本专利技术的进一步改进，所述有色金属选矿废水是有色金属选矿后排出的酸性废水，优选地，有色金属选矿废水为铜矿和金矿尾矿库废水，其pH小于7。
[0011]作为本专利技术的进一步改进，所述碱性激发剂为NaOH、水玻璃、LiOH、Na2SO4、Na2CO3、MgO、石灰、KOH等的一种或多种混合物。
[0012]作为本专利技术的进一步改进，所述矿渣为市售高炉矿渣，优选地，高炉矿渣为S95级以上高炉矿渣，细度为200目占90％以上。
[0013]作为本专利技术的进一步改进，所述粉煤灰为市售粉煤灰，优选地，粉煤灰为二级以上粉煤灰，细度为200目占90％以上。
[0014]作为本专利技术的进一步改进，所述偏高岭土为市售煅烧高岭土粉，优选地，细度为400目占90％以上。
[0015]作为本专利技术的进一步改进，所述减水剂为聚羧酸减水剂，减水率大于30％。
[0016]作为本专利技术的进一步改进，所述纤维是短切纤维，优选地，纤维可为聚丙烯纤维、玄武岩纤维、碳纤维、钢纤维等的一种或几种混合物。
[0017]本专利技术的有益效果是：
[0018](1)变废为宝。有色金属选矿废水成分复杂，含有重金属，酸性较强，在尾矿库中不断侵蚀尾矿库坝体，不断渗入地下水，造成严重的环境污染和安全问题。本专利技术提供的一种利用有色金属选矿废水制备的碱激发混凝土，大幅简化有色金属选矿废水的处置和利用工艺，减轻有色金属矿山企业的经济、安全与环境负担，将废水经济价值提升至城市普通自来水水平，符合国家环保政策要求。
[0019](2)变害为宝。有色金属选矿废水中不仅含有酸性和有机物成分，还有大量宝贵钠钙等离子。本专利技术提供的一种利用有色金属选矿废水制备的碱激发混凝土，使用有色金属选矿废水作为碱激发混凝土的拌合水来源，制备碱激发混凝土，不仅可协同利用碱激发混凝土的高碱环境分解有色金属选矿废水中的有机物质，固化其中的重金属，而且还可以利用有色金属选矿废水中的钠钙等离子辅助激发胶凝材料，促使形成强化胶结体，具有突出的经济、社会、环保效益，应用前景巨大。
附图说明：
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1是本专利技术实施例1的各基准组不同龄期抗压强度；
[0022]图2是本专利技术实施例1的各基准组碱激发矿渣的水化放热曲线；
[0023]图3是本专利技术实施例1的经核磁共振测得的各基准组28天试块的孔结构图；
[0024]图4是本专利技术实施例1的经纳米压痕测得的基准组1和基准组2弹性模量分相图。
具体实施方式：
[0025]为使本专利技术更加容易理解以及技术方案、优点更加清楚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用有色金属选矿废水制备的碱激发混凝土，其特征是包括如下原料：有色金属选矿废水、碱性激发剂和矿渣。2.根据权利要求1所述的一种利用有色金属选矿废水制备的碱激发混凝土，其特征是还包括城市普通自来水、砂、石子、纤维、减水剂、偏高岭土和粉煤灰。3.根据权利要求2所述的一种利用有色金属选矿废水制备的碱激发混凝土，其特征是其重量份组成为：矿渣189～423份，粉煤灰13～246份，偏高岭土13～246份，砂0～356份，石子0～385份，纤维0～26份，减水剂0～26份，碱性激发剂26～131份，城市普通自来水0～330份，有色金属选矿废水50～330份。4.根据权利要求2所述的一种利用有色金属选矿废水制备的碱激发混凝土，其特征是用于配置激发剂溶液的拌合水由城市普通自来水与有色金属选矿废水混合而成，优选地，城市普通自来水和有色金属选矿废水的质量比例为0：1～1：1。5.根据权利要求1所述的一种利用有色金属选矿废水制备的碱激发混凝土，其特征是有色金属选矿废水是有色金属选矿后排出的酸性废水，优选地，有色金属选矿废水为铜矿和金矿尾矿库废...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈佩圆，谢剑凯，王成，徐雅洁，王永辉，谭伟博，李进，方嘉思，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：