一种基于固化剂处理铜尾矿砂的路基填料及其制备方法技术

本发明专利技术属于矿山尾矿综合利用技术领域，本发明专利技术公开了一种基于固化剂处理铜尾矿砂的路基填料及其制备方法。本发明专利技术提供了一种基于铜尾矿砂的路基填料，利用固化剂处理的铜尾矿砂能够替代大量水泥、石灰、碎石等传统路基填料，减少因取土而造成的耕地占用、地表植被的生态破坏，还可增加因尾矿利用少占用土地资源，同时能够达到道路基层技术标准要求，所得路基填料的7d无侧限抗压强度＞1.5MPa，28d抗拉强度为0.2～0.3MPa，28d回弹模量为400～500MPa，水稳定性为70～80％，能够达到较好的抗冻和抗渗效果。本发明专利技术还提供了所述基于固化剂处理铜尾矿砂的路基填料的制备方法，所述制备工艺简单，无需大型设备，适合大范围的推广应用。适合大范围的推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种基于固化剂处理铜尾矿砂的路基填料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及矿山尾矿综合利用
，尤其涉及一种基于固化剂处理铜尾矿砂的路基填料及其制备方法。

技术介绍

[0002]尾矿是在开采、选矿过程中排放的大量废弃物，每年都会有大量的尾矿产生，由于尾矿砂是矿石经历一系列破碎、磨矿、分选等措施得到的产物，目前，研究人员对铜尾矿砂的二次利用进行了研究，但处理利用率较低，并且处理成本较高，大量的铜尾矿砂利用尾矿库进行保存，不仅具有严重的安全隐患，同时占用了大量的土地等自然资源，并且由于废弃物排放量大，对生态环境造成严重污染。目前，尾矿在制作烧结砖、蒸汽砖以及填充采空区综合利用率不到10％，并且处理成本较高，仅填充采空区，每处理一吨尾矿砂需要消耗60～70元水泥进行固结。因此，对铜尾矿砂进行高效、环保、经济处理应用具有重要的现实意义。而路基填料是公路工程建设中需求量最大的筑路材料，由于大量取土造成耕地占用、地表植被生态破坏等，以至于路基填料获取困难，筑路成本高。
[0003]目前，虽然添加固化剂对铜尾矿砂进行处理取得了一定的成果，但固化剂应用很少，并且选型没有针对性，效果不好，并且在改性铜尾矿砂的理论研究和实际工程应用方面尚未深入。且现有技术中尚未公开利用铜尾矿砂制备路基填料的技术方案。因此，发展一种铜尾矿砂固化处理效果好，铜尾矿砂综合利用率高的路基填料成为本领域亟需。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种基于固化剂处理铜尾矿砂的路基填料及其制备方法，以解决现有技术中铜尾矿砂的处理效果差、铜尾矿砂综合利用率低，对利用固化剂处理的铜尾矿砂制备路基填料的研究存在空白的问题。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种基于固化剂处理铜尾矿砂的路基填料，所述路基填料包括铜尾矿砂、固化剂、素土、基料和水。
[0007]作为优选，所述铜尾矿砂的粒度及其级配为：粒度为0.015mm以下的铜尾矿砂60～63％、粒度为0.015～0.02mm的铜尾矿砂4.4～4.7％、粒度为0.02～0.038mm的铜尾矿砂27～30％、粒度为0.038～0.053mm的铜尾矿砂4.2～4.5％、粒度为0.053～0.074mm的铜尾矿砂0.5～0.6％、粒度为0.074mm以上的铜尾矿砂0.5～0.6％；所述固化剂为高聚类离子液体土壤固化剂；所述基料为石灰或水泥。
[0008]作为优选，所述素土的粒径为≤5mm，素土的含水量为≤3％。
[0009]作为优选，所述铜尾矿砂与固化剂的质量比为1：0.001～0.004；所述固化剂与基料的质量比为0.1～0.4：2～6；在铜尾矿砂、固化剂、素土、基料和水的混合物中，所述素土的质量浓度为92～96％；所述水的添加量为铜尾矿砂、固化剂和基料总质量的2～4％。
[0010]本专利技术还提供了所述基于固化剂处理铜尾矿砂的路基填料的制备方法，包括如下
步骤：
[0011]将铜尾矿砂、固化剂、素土、基料和水混合后顺次进行成型、养护，得到路基填料。
[0012]作为优选，所述养护为恒温恒湿养护；所述养护的温度为18～27℃，养护的湿度为94～96％，养护的时间为7～9d。
[0013]作为优选，养护的最后一天将成型后的试件浸没于水中；水面距试件顶面的垂直距离为2.4～2.6cm。
[0014]作为优选，所述成型的方法为静力压实法或锤击法。
[0015]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术有益效果如下：
[0016]本专利技术在道路基层施工中具有重要的现实意义，不仅能够安全环保的解决铜尾矿砂废弃物的处理，而且利用固化剂处理的铜尾矿砂能够替代大量水泥、石灰、碎石等传统道路基层材料，能很好的响应双碳目标，并且减少因取土而造成的耕地占用、地表植被的生态破坏，还可增加因尾矿利用而少占用的土地资源，同时能够达到道路基层技术标准要求；
[0017]本专利技术所得路基填料的7d无侧限抗压强度≥1.5MPa，28d抗拉强度为0.2～0.3MPa，28d回弹模量为400～500MPa，水稳定性为70～80％，并且能够达到较好的抗冻和抗渗效果。
具体实施方式
[0018]本专利技术提供了一种基于固化剂处理铜尾矿砂的路基填料，所述路基填料包括铜尾矿砂、固化剂、素土、基料和水。
[0019]在本专利技术中，所述铜尾矿砂的粒度及其级配优选为：粒度为0.015mm以下的铜尾矿砂60～63％、粒度为0.015～0.02mm的铜尾矿砂4.4～4.7％、粒度为0.02～0.038mm的铜尾矿砂27～30％、粒度为0.038～0.053mm的铜尾矿砂4.2～4.5％、粒度为0.053～0.074mm的铜尾矿砂0.5～0.6％、粒度为0.074mm以上的铜尾矿砂0.5～0.6％，进一步优选为粒度为0.015mm以下的铜尾矿砂61～62％、粒度为0.015～0.02mm的铜尾矿砂4.5～4.6％、粒度为0.02～0.038mm的铜尾矿砂28～29％、粒度为0.038～0.053mm的铜尾矿砂4.3～4.4％、粒度为0.053～0.074mm的铜尾矿砂0.55～0.58％、粒度为0.074mm以上的铜尾矿砂0.52～0.58％；所述固化剂优选为特种固化剂，进一步优选为高聚类离子液体土壤固化剂；所述基料优选为石灰或水泥，进一步优选为水泥。
[0020]在本专利技术中，所述素土的粒径优选为≤5mm，进一步优选为≤4mm；素土的含水量优选为≤3％，进一步优选为≤2.5％。
[0021]在本专利技术中，所述素土的制备方法为：将土壤在100～110℃下烘干，然后捣碎，过筛，取筛下物加水浸润22～25h，得到素土；
[0022]所述烘干的温度优选为102～108℃，进一步优选为103～106℃；
[0023]所述捣碎过程中应避免破坏土壤的原粒径；
[0024]所述过筛所用筛网优选为4～6mm筛网，进一步优选为5mm筛网；
[0025]所述浸润的时间优选为23～24h，进一步优选为23.5h。
[0026]在本专利技术中，所述铜尾矿砂与固化剂的质量比优选为1：0.001～0.004，进一步优选为1：0.002～0.003；所述固化剂与基料的质量比优选为0.1～0.4：2～6，进一步优选为0.2～0.3：3～5；在铜尾矿砂、固化剂、素土、基料和水的混合物中，所述素土的质量浓度优
选为92～96％，进一步优选为93～95％；所述水的添加量优选为铜尾矿砂、固化剂和基料总质量的2～4％，进一步优选为铜尾矿砂、固化剂和基料总质量的2.5～3％。
[0027]本专利技术还提供了所述基于固化剂处理铜尾矿砂的路基填料的制备方法，包括如下步骤：
[0028]将铜尾矿砂、固化剂、素土、基料和水混合后顺次进行成型、养护，得到路基填料。
[0029]在本专利技术中，所述铜尾矿砂、固化剂、素土、基料和水混合的方式为：当固化剂为固体时，将铜尾矿砂、固化剂、基料和水一同本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于固化剂处理铜尾矿砂的路基填料，其特征在于，所述路基填料包括铜尾矿砂、固化剂、素土、基料和水。2.根据权利要求1所述基于固化剂处理铜尾矿砂的路基填料，其特征在于，所述铜尾矿砂的粒度及其级配为：粒度为0.015mm以下的铜尾矿砂60～63％、粒度为0.015～0.02mm的铜尾矿砂4.4～4.7％、粒度为0.02～0.038mm的铜尾矿砂27～30％、粒度为0.038～0.053mm的铜尾矿砂4.2～4.5％、粒度为0.053～0.074mm的铜尾矿砂0.5～0.6％、粒度为0.074mm以上的铜尾矿砂0.5～0.6％；所述固化剂为高聚类离子液体土壤固化剂；所述基料为石灰或水泥。3.根据权利要求1所述基于固化剂处理铜尾矿砂的路基填料，其特征在于，所述素土的粒径为≤5mm，素土的含水量为≤3％。4.根据权利要求1～3任一项所述基于固化剂处理铜尾矿砂的路基填料，其特征在于，所述铜尾矿砂与固化剂的质量比为1：0.001～0.0...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴文亭，刘莫，许培烁，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：