细粒尾矿低成本固化处置方法技术

本发明专利技术公开了一种细粒尾矿低成本固化处置方法，该方法包括尾矿浓缩与输送、固化剂混磨、尾矿与固化剂混合、陈化与成型、养护五个步骤。所述固化剂由粉煤灰、生石灰、烧结脱硫灰组成，各组分重量比为1∶0.4～0.5∶0.12～0.15；尾矿与固化剂混合时，通过添加干尾矿，以使最终出料中，水分为24～29%，且以干重计，尾矿与固化剂的比例为76.2～90.4∶9.6～23.8；所述养护过程包括自然养护、或者自然养护与常压蒸汽或高压蒸汽养护的结合。本发明专利技术方法使用的固化剂配方简单、用量少，催化效果好，固化产品强度高，尾矿固化成本低；且还可以通过调节固化剂用量，生产用以充填或生产用作建筑用砖等各种建筑材料的固化产品，实现了尾矿处置与综合利用的统一。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于矿山及环境工程
，具体涉及一种。
技术介绍
传统的尾矿入库处置方法存在经济、安全、环保、土地消耗等诸多问题，开发尾矿不入库处置技术是矿业生产中面临的主要课题。目前，尾矿井下充填技术处于推广阶段，但该技术胶凝剂用量大，管道易磨损、腐蚀和结垢，存在成本较高、运行管理较困难等问题。例如，专利号为200610012672. X的中国专利技术专利“矿山尾矿蒸压砖及其制造方法”以制造建筑砖为目的，固化剂由冶金矿渣或粉煤灰、水泥熟料、磷石膏或脱硫石膏、硬石膏、硫酸钠、 硅酸钠、碳酸钠组成，成分多样复杂，制备成本较高，难以直接用于大规模尾矿处置实践。专利申请号201010241928.0的中国专利技术专利申请“一种不设尾矿库的选矿尾矿固化处理干式堆存方法”采取“添加固化剂_陈化_碾压”工艺进行尾矿的干式堆存，这种技术对场地有特殊要求，尾矿综合利用程度很低，并且其固化剂含水泥熟料、石膏等工业品，处理成本也较闻。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种，该方法通过使用低成本的固化剂，将细粒尾矿固化制备成固化块，用于充填地面塌陷区、地面堆存或作为建筑材料。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案包括如下步骤I)尾矿浓缩与输送将细粒尾矿浓缩至固体重量百分比为65 70%的膏体，用砂泵将浓缩尾矿输送至尾矿固化场；所述细粒尾矿中，粒度< 74 μ m的含量大于80% ；2)固化剂混磨将由粉煤灰、生石灰、烧结脱硫灰按照I : O. 4 O. 5 O. 12 O. 15的重量比混合均匀后，送入气蚀粉磨系统进行磨细，出料中，粒度< 50 μ m的含量大于 99% ；3)尾矿与固化剂混合将经步骤2)混磨后的固化剂加入到经步骤I)浓缩并输送到尾矿固化场的尾矿中，于机械搅拌机中混合，搅拌混合过程中同时添加同样细度的干尾矿，浓缩尾矿、固化剂及干尾矿的添加量应满足最终出料中水分重量为24 29%，且以干重计，尾矿与固化剂的比例为76. 2 90. 4 9. 6 23. 8;4)陈化与成型出料在20 50°C、通风环境下陈化5 60h，使出料水分达到16 17%时，进入砖机压制成块，成型压力为20 60MPa，成型后进行养护；5)养护采用自然养护方法、自然养护与常压蒸汽养护相结合方法、自然养护与高压蒸汽养护相结合方法；所述自然养护方法为自然放置7天以上；所述自然养护与常压蒸汽养护相结合方法为自然放置O 2天后进行常压蒸汽养护，蒸汽温度为70 100°C，养护时间为4 8h ;所述自然养护与高压蒸汽养护相结合方法为自然放置O 2天后进行高压蒸汽养护，蒸汽温度为180°C，养护时间为I 8h。本专利技术方法固化处置细粒尾矿制备的固化块7d抗压强度值为5 15 Mpa,吸水饱和抗压强度值为3 12 Mpa，沸煮5h饱和吸水率小于18%，可用于地面塌陷区充填；或用于地面堆存。其中，抗压强度为10 15MPa、吸水饱和抗压强度为8 12MPa的固化块，符合国家建筑用砖标准，还可用作为建筑材料。本专利技术的优点I.固化剂配方简单、用量少，且未添加水泥熟料，因此成本低廉，尾矿固化成本低。2.尾矿固化处置后产品根据固化剂用量不同，既可用于充填，也可用作为建筑用砖等各种建筑材料。其中，充填固化块中固化剂含量较低，吨尾矿处置成本低于30元；建筑用砖中尾矿含量75%左右，固化剂含量25%左右，块砖生产成本低于O. 15元。且该处置方法可以利用同一生产线生产两种产品，实现了尾矿处置与综合利用的统一。3.本专利技术充分利用尾矿和粉煤灰中金属氧化物种类丰富，如含有氧化铁、氧化钛、 氧化锰等，协同催化能力强的特点，在气蚀粉磨和养护过程中实现了烧结脱硫灰中亚硫酸钙向硫酸钙的转化，硫酸钙可以催化粉煤灰-石灰体系火山灰反应，与普通硫酸钙相比，新生态硫酸钙具有更好的催化效果，提高了固化块的强度。4.本专利技术是以废治废，体现了良好的环境效益。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细的说明。实施例I铁尾矿细度< 74 μ m的含量为81%，浓缩至含水率为65%。粉煤灰/生石灰/烧结脱硫灰比例为1/0. 47/0. 14，混合，磨细至< 50 μ m的含量大于99%，制备出粉状固化剂。将 120重量份的尾矿浆与9. 6重量份的固化剂于机械搅拌机中混合，搅拌混合过程中同时添加6. 4重量份的同样细度的干尾矿(折合固体尾矿/固化剂质量比为90. 4/9. 6，水分含量为26. 5%)。将混合料在30°C的通风环境下陈化24h后，出料水分为16. 3% ;之后在20MPa 的成型压力下压制成型；自然养护36h后,放入蒸压爸内养护,养护温度为180°C,养护时间为2h，出釜后获得固化块。固化块平均抗压强度为6. 39MPa，吸水饱和时抗压强度平均值为 4. OMPa,煮沸5h饱和吸水率为17. 4%。固化块用于充填地面塌陷区。实施例2铁尾矿细度< 74 μ m的含量为81%，浓缩至含水率为68%。粉煤灰/生石灰/烧结脱硫灰比例为1/0. 47/0. 14，混合，磨细至< 50 μ m的含量大于99%，制备出粉状固化剂。将 125重量份的尾矿浆与12. 7重量份的固化剂于机械搅拌机中混合，搅拌混合过程中同时添加2. 3重量份的同样细度的干尾矿(折合固体尾矿/固化剂质量比为87. 3/12. 7，水分含量为28. 6%)。将混合料在20°C的通风环境下陈化60h后，出料水分为16. 5% ;之后在20MPa 的成型压力下压制成型；自然养护36h后,进行常压蒸汽养护,养护温度为95°C,养护时间为8h，获得固化块。7d后，固化块平均抗压强度为7. 50MPa,吸水饱和时抗压强度平均值为 3. 8MPa，煮沸5h饱和吸水率为17. 3%。固化块用于充填地面塌陷区。实施例3铁尾矿细度< 74 μ m的含量为81%，浓缩至含水率为65%。粉煤灰/生石灰/烧结脱硫灰比例为1/0. 47/0. 14，混合，磨细至< 50 μ m的含量大于99%，制备出粉状固化剂。 将110重量份的尾矿浆与23. 8重量份的固化剂于机械搅拌机中混合，搅拌混合过程中同时添加4. 7重量份的同样细度的干尾矿(折合固体尾矿/固化剂质量比为76. 2/23. 8，水分含量为27. 8%)。将混合料在30°C的通风环境下陈化24h后，出料水分为16. 6% ;之后在20MPa 的成型压力下压制成型；自然养护36h后,放入蒸压爸内养护,养护温度为180°C,养护时间为8h ;出釜后，获得建筑用砖。砖的平均抗压强度为13. 2MPa，吸水饱和时抗压强度平均值为11. OMPa,软化系数大于O. 83 ;按照GB/T2542-2003砌墙砖实验方法测定砖的抗冻性，单块砖质量损失率为O，抗压强度损失率为O。蒸压砖达到国家标准GB5101-93中MUlO强度等级标准，可用于建筑工程中。实施例4铁尾矿细度< 74 μ m的含量为86%，浓缩至含水率为68%。粉煤灰/生石灰/烧结脱硫灰比例为1/0. 4/0. 13，混合，磨细至< 50 μ m的含量大于99%，制备出粉状固化剂。将 125重量份的尾矿浆与10. 5重量份的固化剂于机械搅拌机中混合，搅拌混合过程中同时添加4. 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种细粒尾矿低成本固化处置方法，其特征在于：包括如下步骤∶1）尾矿浓缩：将细粒尾矿浓缩至固体重量百分比为65～70%的膏体，所述细粒尾矿中，粒度＜74μm的含量大于80%；2）固化剂混磨：将由粉煤灰、生石灰、烧结脱硫灰按照1∶0.4～0.5∶0.12～0.15的重量比混合均匀后，送入气蚀粉磨系统进行磨细，出料中粒度＜50μm的含量大于99%；3）尾矿与固化剂混合：将经步骤2）混磨后的固化剂加入到经步骤1）浓缩的尾矿中，机械搅拌混合，搅拌混合过程中同时添加同样细度的干尾矿，浓缩尾矿、固化剂及干尾矿的添加量应满足：最终出料中水分重量为24～29%，且以干重计，尾矿与固化剂比例为76.2～90.4∶9.6～23.8；4）陈化与成型：出料在20～50℃、通风环境下陈化5～60h，使出料水分达到16～17%时，进入砖机压制成块，成型压力为20～60MPa，成型后进行养护；5）养护：采用自然养护方法、或自然养护与常压蒸汽养护相结合方法、或自然养护与高压蒸汽养护相结合方法；所述自然养护方法为自然放置不少于7d；所述自然养护与常压蒸汽养护相结合方法为自然放置0～2天后进行常压蒸汽养护，蒸汽温度为70～100℃，养护时间为4～8h；所述自然养护与高压蒸汽养护相结合方法为自然放置0～2天后进行高压蒸汽养护，蒸汽温度为180℃，养护时间为1～8h。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：罗文斌，李铁一，刘正强，雷国元，
申请(专利权)人：武汉钢铁集团公司，武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：