一种采用铁尾矿膜袋技术扩建既有尾矿库的方法技术

本发明专利技术属于矿物开采用膜袋领域，具体涉及一种采用铁尾矿膜袋技术扩建既有尾矿库的方法。本发明专利技术提供了一种铁尾矿膜袋及其在尾矿库建设的使用方法，根据铁尾矿的性质与成分，按照固化剂占铁尾矿10

【技术实现步骤摘要】
一种采用铁尾矿膜袋技术扩建既有尾矿库的方法


[0001]本专利技术属于矿物开采用膜袋领域，具体涉及一种铁尾矿膜袋及其在尾矿库建设的使用方法。

技术介绍

[0002]铁尾矿是我国产量最大、利用率最低的一种工业固体废物，目前由于技术水平的限制铁尾矿只能做堆积处理。铁尾矿的大量堆积不仅占用耕地、污染环境还给相关企业带来严重负担。在《中国大宗工业固体废物综合利用产业发展报告2019—2020年度》中，表明我国的尾矿总产生量在2019年为12.72亿吨，其中铁尾矿总生产量为5.21亿吨，是产生量最大的尾矿，占尾矿总产生量的40.9%。从节约土地，减少基建投资，避免修筑高坝增加危险源等角度，将露天采坑改建为尾矿库，是一个好解决办法。但是矿山现用尾矿库服务年限小，新建尾矿库由于周边环境复杂选址困难，因可以通过研制高性能环保型固化剂来时回填尾矿强度增加的同时，可以利用尾矿增加尾矿库的高度，增大尾矿库的容量，从而解决尾矿库不足的缺点。

技术实现思路

[0003]针对现解决铁尾不足且选址困难的缺点，不能很好地将废弃铁尾矿有效储存，本专利技术提供了一种铁尾矿膜袋及其在尾矿库建设的使用方法，根据铁尾矿的性质与成分，按照固化剂占铁尾矿10
‑
50%的质量比；根据不同深度的强度要求，最下方单元采用高固化剂含量的膜袋，依次根据高度的变化，调整膜袋中固化剂的含量；所述的固化剂中采用将铁尾矿活化后，与粉煤灰、硅酸盐水泥、生石灰与其作用，制备得到适合的固化剂，然后将其按照比例与铁尾矿混合，装入膜袋将尾矿固化，从而在空间上加大尾矿库的储存，为尾矿的储存提供新的思路和解决方式；利用高强度固化剂可以直接利用原尾矿成墙，取材方便，成本低。
[0004]本申请的技术方案如下：一种采用铁尾矿膜袋技术扩建既有尾矿库的方法，按照固化剂占铁尾矿10
‑
50%的质量比混合，拌合至均匀，加入纯水，再次混合均匀，搅拌泥浆状态，灌入膜袋，成型即可；根据不同深度的强度要求，最下方单元采用高固化剂含量的膜袋，依次根据高度的变化，调整膜袋中固化剂的含量；所述的固化剂，包括以下重量份的原料：硅酸盐水泥
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30
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50份；硅灰石粉
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6份；生石灰
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5份；氧化铝
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3份；粉煤灰
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5份；预处理铁尾矿
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30
‑
50份；
氢氧化钾
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0.5
‑
1.5份；钢渣
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30份；硫酸钠
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0.5
‑
1.5份。
[0005]优选地，所述的硅灰石粉为300
‑
1250目，Si含量在40%以上。
[0006]优选地，所述生石灰中氧化钙含量为70%以上。
[0007]优选地，所述粉煤灰为二级粉煤灰。
[0008]优选地，所述预处理铁尾矿是指经超细研磨使其粒径在200
‑
300目；然后经过700
‑
1300℃高温煅烧处理。
[0009]本申请的另一个目的是保护，采用上述方法扩建的尾矿库。
[0010]本申请依据废弃尾矿中主要铁尾矿的主要成分为SiO2、MgO、Fe2O3等，具有潜在的活性。水泥水化产物与铁尾矿颗粒的作用方式揭示如下：水化胶凝产物包裹在铁尾矿颗粒周围，提高了铁尾矿颗粒与颗粒之间的胶结能力，增强了结构的整体性，并填充孔隙使结构更加致密。生石灰不仅可以消耗废弃尾矿中的部分水份，而且生成Ca(OH)2呈现碱性，有利于激发废弃铁尾矿和固化剂其他成分的活性，为避免 过多使固化的尾矿膨胀影响应用强度，并在固化剂中加入少量氢氧化钾增加碱性。将原产地尾矿为原产地尾矿经超细研磨和高温煅烧，增加其活性的同时可以填充原废弃尾矿的孔隙，使固化后的废弃尾矿密实性更好。
[0011]粉煤灰与废弃铁尾矿进行火山灰反映生成水化硅酸钙胶凝和钙矾石等，不仅降低了溶出的可能，也填充了废弃尾矿内部的孔隙，对固化尾矿的强度和抗渗性都有提高作用。同时，还起到了形貌效应和填充效应。形貌效应：粉煤灰主要组成是玻璃体，球形玻璃体表面光滑、粒度细、质地致密、内比表面积小、对水的吸附小，因此粉煤灰的加入是尾矿固化需水量减小，降低了尾矿固化早期干燥收缩，水固化尾矿密实性得到很大的提高。填充效应：粉煤灰中的微细颗粒均匀分布在尾矿颗粒之中，不仅能填充尾矿颗粒间的空隙，而且能改善材料的颗粒级配，并增加材料的密实度。氧化铝加速火上反应，生成钙矾石，对于加速废弃尾矿的固化。
[0012]钢渣：钢渣的水化和填充，可以改善尾矿浆的孔结构，使其抗气体渗透能力显著提高，有利于提高固化尾矿的抗碳化能力，同时铁尾矿周围钢厂较多，钢渣取材方便，成本更低。
[0013]硫酸钠：硫酸钠作为一种早强外加剂，可以缩短尾矿固化的凝结时间，提高早期强度，对固化尾矿的抗冻性有一定提高。
[0014]因此，本专利技术的配方中任一材料对固化剂的固化效果具有不可替代的作用，且材料之间相互协同，使固化剂固化尾矿的效果更好。在实际应用中，还可以根据不同高度的强度要求不同（3
‑
20MPa），调节固化剂的掺量，具有很好的灵活性。
[0015]本专利技术的有益效果：（1）生产成本低：本专利技术固化剂主要材料之一为原产地尾矿研磨后的产物，钢渣为产业的附带产业产物，取材方面，就地取材，实现真正意义上的固废资源化利用；制备时，只需要将各种粉末状材料均匀即可；施工时，只需按照现场要求，尾矿中掺入一定比例的固化剂混合搅拌即可，施工简单方便。
[0016]（2）养护时间短，硬化快，抗压强度高，抗冻融效果好，性能稳定，无机物固化剂改
良土寿命长；标准养护条件下，按照固化剂占天然铁尾矿10%的质量比混合，24小时无侧限抗压强度可以达到3
‑
4MPa，7天无侧限抗压强度可达到7
‑
8MPa。按照固化剂占天然铁尾矿50%的质量比混合，24小时无侧限抗压强度可以达到12
‑
15MPa，7天无侧限抗压强度可达到19
‑
21MPa。
[0017]（3）本专利技术废弃铁尾矿固化剂，替代传统高能耗、高污染的水泥，在保证降低碱金属掺量的同时，实现加水即可反应、强度高、耐久性好等目标。可以使固化铁尾矿在干湿循环、冻融循环和侵蚀溶液作用等复杂环境影响下正常固化。
附图说明
[0018]图1为利用膜袋技术，固化铁尾矿来扩建尾矿库示意图；图2为单元膜袋示意图；图3为原位现场堆铺示例。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用铁尾矿膜袋技术扩建既有尾矿库的方法，其特征在于，按照固化剂占铁尾矿10
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50%的质量比混合，拌合至均匀，加入纯水，再次混合均匀，搅拌泥浆状态，灌入膜袋，成型即可；根据不同深度的强度要求，最下方单元采用高固化剂含量的膜袋，依次根据高度的变化，调整膜袋中固化剂的含量；所述的固化剂，包括以下重量份的原料：硅酸盐水泥
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30
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50份；硅灰石粉
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6份；生石灰
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5份；氧化铝
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3份；粉煤灰
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5份；预处理铁尾矿
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30
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50份；氢氧化钾
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【专利技术属性】
技术研发人员：杨忠年，秦夕朋，张莹莹，凌贤长，
申请(专利权)人：青岛磐垚新材料工程研究院有限公司哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：