【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及工业固废资源化利用，尤其涉及一种金尾矿基辅助胶凝材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、自19世纪问世以来，波特兰水泥见证了世界上许多主要城市的建设。然而，波特兰水泥的生产需要消耗大量的能量，导致二氧化碳的释放。据统计，在全球范围内生产波特兰水泥产生的二氧化碳约占二氧化碳总排放量的6％-7％。水泥行业是所有制造业中能源密集程度最高的行业，占全球工业能源总消耗量的5％左右。
2、目前，混凝土领域最常用的辅助胶凝材料是火山灰，其可以有效减少二氧化碳的排放和能源消耗，因此，得到广泛的推广。常用的辅助胶凝材料还有粉煤灰和矿粉，但是，由于这些材料的地域分布不均，满足不了混凝土行业的需求。
3、金尾矿是黄金矿业开采后被丢弃在矿区附近的副产品，随着矿业开采的快速发展，黄金尾矿的产生量也越来越大。金尾矿就地堆积占用了大量的耕地，且金尾矿暴露在空气中不仅会产生大量的粉尘，还会导致大量的酸性矿山废水污染土壤和水体，进而危害人类的生活环境。若是能将金尾矿作为水泥的部分替代品，则不仅可节约能源，减少二氧化碳的排放，而且还可以实现废弃物的资源化利用，保护环境，同时获得额外的成本效益。但是，金尾矿不胶结、反应性低，因此，如何提高金尾矿的反应性，是实现金尾矿资源化利用的瓶颈问题。
技术实现思路
1、针对现有技术中金尾矿作为水泥部分替代品存在的反应活性低的问题，本专利技术提供一种金尾矿基辅助胶凝材料及其制备方法和应用。通过本专利技术提供的辅助胶凝材料，可实现金尾矿的高附加值的
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案是：
3、第一方面，一种金尾矿基辅助胶凝材料，包括如下质量份数的原料组分：金尾矿60份～80份，废石灰石粉5份～20份，石膏尾矿5份～15份，钙芒硝尾矿5份～10份和性能调节剂0.5份～1份；
4、其中，所述性能调节剂包括如下质量百分含量的组分：二乙醇单异丙醇胺5％～15％，油酸钠10％～20％和醇溶剂70％～85％。
5、相对于现有技术，本专利技术提供的金尾矿基辅助胶凝材料，以金尾矿作为主要原料，通过加入废石灰石粉、石膏尾矿和钙芒硝尾矿弥补金尾矿反应活性低的缺陷；并通过加入二乙醇单异丙醇胺和油酸钠作为性能调节剂，其中，二乙醇单异丙醇胺中的羟烷基和胺基易于吸附在颗粒的矿物颗粒的表面以及颗粒因外力作用产生的缝隙中，降低矿物颗粒的表面能，使得矿物颗粒更易破碎，同时，氮的电负性可使二乙醇单异丙醇胺具有静电斥力，从而可有效减少矿物颗粒间的静电聚集，提高矿物颗粒间的分散均匀性，除此之外，二乙醇单异丙醇胺还可以提高c3a和c4af的水化速度，加速早期阶段微晶ca(oh)2的生成，促进金尾矿粉的水化速度，提升c2s的后期水化程度，有利于胶砂试块早期和后期强度的增加；油酸钠可提高矿物颗粒的可磨性，阻止微细颗粒的粘结、团聚，且辅助胶凝材料中的ca2+增加了油酸钠在金尾矿中石英表面的吸附作用，显著降低石英的表面硬度；通过二乙醇单异丙醇胺和油酸钠协同，显著降低了矿物颗粒的表面能，提高了矿物颗粒间的混合均匀度。
6、进一步地，所述醇溶剂为无水乙醇。
7、进一步地，所述金尾矿是金矿开采或选矿过程中产生的尾渣，其主要矿物相为石英(sio2)、白云母(k{al2[alsi3o10](oh)2})、钠长石(naalsi3o8)和微斜长石(k[alsi3o8])，本专利技术中选用的金尾矿的粒径为1μm～1mm，d50为58.627μm，含水率为3.57％。
8、进一步地，所述废石灰石粉是采石场石材加工的废料，主要以方解石(caco3)为主，还含有微量的白云石(mgco3)，本专利技术中选用的废石灰石粉的粒径为0.002mm～0.006mm，含水率为1.02％。
9、进一步地，所述石膏尾矿为采矿过程中产生的含有杂质的低品位石膏尾矿，本专利技术选用的石膏尾矿的粒径为5μm～150mm，其中，二水石膏和无水石膏的含量约占59％，其余为粘土杂质，含水率为8.62％。
10、进一步地，所述钙芒硝尾矿是钙芒硝矿山采矿过程中产生的含有杂质的低品位钙芒硝矿石，按照质量比例钙芒硝尾矿中含有约40％的na2so4，约占38％的ca2so4，其余杂质约占22％，本专利技术选用的钙芒硝尾矿的粒径为0.5mm～30mm，含水率为1.27％。
11、第二方面，本专利技术还提供了一种金尾矿基辅助胶凝材料的制备方法，包括如下步骤：
12、s1，按照上述任一项所述的设计配比称取各组分，将称取的金尾矿和废石灰石粉混合均匀，球磨，得研磨物料；
13、s2，将所述研磨物料于700℃～800℃煅烧120min～180min，冷却，得煅烧物料；
14、s3，将所述煅烧物料与称取的石膏尾矿、钙芒硝尾矿混合均匀，将性能调节剂喷洒至混合后的物料上，球磨，得金尾矿基辅助胶凝材料。
15、进一步地，在称取各原料之前，将金尾矿、废石灰石粉、石膏尾矿、钙芒硝尾矿预先在100℃～110℃条件下干燥2h～3h。
16、进一步地，s1中，所述球磨的转速为30r/min～45r/min，球磨的时间为30min～50min。
17、进一步地，s2中，采用程序升温的方式升温至700℃～800℃，程序升温的速率为10℃/min～20℃/min。
18、进一步地，s3中，所述球磨的转速为30r/min～45r/min，球磨的时间为10min～30min。
19、针对金尾矿反应活性较低的问题，本专利技术提供了上述制备辅助胶凝材料的方法，在制备方法中通过机械活化、热活化和化学活化等方法，显著提高金尾矿的反应性，以及最终制备的辅助胶凝材料的力学性能。
20、本专利技术提供的辅助胶凝材料及制备方法的优势，具体如下：
21、1.金尾矿中的白云母是内部含有结构水的层状铝硅酸盐矿物，在机械研磨下，其出现内部缺陷，晶体结构转变为亚稳态，在后续特定温度的高温煅烧下，白云母发生脱羟基反应，进一步分解释放出kalsi3o8和al2o3，白云母分解释放的kalsi3o8和al2o3进入熔体中，降低了石英和长石混合物的最低熔融温度，并促进石英和长石分解释放出活性硅和活性铝以及可溶性盐，从而提高金尾矿的反应活性。
22、2.废石灰石粉在机械研磨和特定高温条件下的煅烧，部分石灰石分解，生成cao和极性的co2，极性的co2会对金尾矿中的结晶相产生较强的侵蚀作用，有利于金尾矿中矿物相的结晶度的降低；cao的存在，为胶凝体系的早期水化阶段提供了一定的ca2+和ph环境，在一定程度上弥补了辅助胶凝材料因早期反应活性低而导致的早期强度低、强度发展缓慢的缺陷；除此之外，剩余未分解的石灰石中的caco3会与胶凝材料水化生成的不稳定的水化铝酸钙和单硫型水化硫铝酸钙(ms)反应，生成稳定的单碳型水化铝酸本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种金尾矿基辅助胶凝材料，其特征在于，包括如下质量份数的原料组分：金尾矿60份～80份，废石灰石粉5份～20份，石膏尾矿5份～15份，钙芒硝尾矿5份～10份和性能调节剂0.5份～1份；
2.如权利要求1所述的金尾矿基辅助胶凝材料，其特征在于，所述醇溶剂为无水乙醇。
3.如权利要求1所述的金尾矿基辅助胶凝材料，其特征在于，所述金尾矿的粒径为1μm～1mm；和/或
4.如权利要求1所述的金尾矿基辅助胶凝材料，其特征在于，所述石膏尾矿的粒径为5μm～150mm。
5.如权利要求1所述的金尾矿基辅助胶凝材料，其特征在于，所述钙芒硝尾矿的粒径为0.5mm～30mm。
6.一种金尾矿基辅助胶凝材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
7.如权利要求6所述的金尾矿基辅助胶凝材料的制备方法，其特征在于，S1中，所述球磨的转速为30r/min～45r/min，球磨的时间为30min～60min；和/或
8.一种胶凝材料，其特征在于，包括权利要求1～5任一项所述的金尾矿基辅助胶凝材料和水泥。
9.权
10.一种混凝土，其特征在于，包括1～5任一项所述的金尾矿基辅助胶凝材料或权利要求8所述的胶凝材料。
...【技术特征摘要】
1.一种金尾矿基辅助胶凝材料，其特征在于，包括如下质量份数的原料组分：金尾矿60份～80份，废石灰石粉5份～20份，石膏尾矿5份～15份，钙芒硝尾矿5份～10份和性能调节剂0.5份～1份；
2.如权利要求1所述的金尾矿基辅助胶凝材料，其特征在于，所述醇溶剂为无水乙醇。
3.如权利要求1所述的金尾矿基辅助胶凝材料，其特征在于，所述金尾矿的粒径为1μm～1mm；和/或
4.如权利要求1所述的金尾矿基辅助胶凝材料，其特征在于，所述石膏尾矿的粒径为5μm～150mm。
5.如权利要求1所述的金尾矿基辅助胶凝材料，其特征在于，所述钙芒硝尾矿的粒径为0.5mm～...
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