一种掺高硅型铁尾矿、石灰的碱激发胶凝材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种掺高硅型铁尾矿、石灰的碱激发胶凝材料，本发明属于碱激发无机非金属胶凝材料领域。

背景技术

铁尾矿是铁矿石经过加工提炼分选之后产生的工业固体废物，目前大多数铁矿企业选择将较大部分尾矿堆放等候回填处理，仅有小部分加以利用，据统计我国铁尾矿综合利用率仅为7％。这样不仅占用空间浪费土地资源，更会造成环境污染。而我国有铁矿资源十分丰富，截至到2011年底，全国范围内有4011处铁矿已被查明，储量高达56.67亿t，基础储量更是达到了192.76亿t，查明铁矿石资源储量为743.9亿t。到2011年中国有4203家矿场，铁矿原石开采量达13.27亿t，可想而知产出的铁尾矿更是个天文数字。同时我国经济蓬勃发展，工业化、城镇化不断的推进，钢铁需求量不断增加，可以预见在未来将产生大量的铁尾矿。

进入21世纪后资源有效利用显得尤为重要，铁尾矿二次利用更是重中之重。为了解决以上问题，铁尾矿的综合利用，提高其使用率成为了近年来的研究热点。而将铁尾矿碱激发制备胶凝材料是铁尾矿资源化利用的有效途径之一。近年来国内外学者对此进行不断地研究，因此，寻求一种方便有效的铁尾矿利用方法，进而大量制备胶凝材料，实现铁尾矿的综合利用显得越来越重要。

发明内容

本发明提供一种掺高硅型铁尾矿、石灰的碱激发胶凝材料及其制备方法，提供了一种综合利用铁尾矿的有效途径。一种掺高硅型铁尾矿、石灰的碱激发胶凝材料，由下述原料制得：高硅型铁尾矿、石灰、碱渣、高炉矿渣、碱性激发剂；质量份原料组成：30~50份高硅型铁尾矿，15~20份石灰，20~40份高炉矿渣、5~10份碱渣，1~5份碱性激发剂。

进一步地，高硅型铁尾矿，其化学组成及质量分数为：SiO

进一步地，对高硅型铁尾矿合理级配，按照粒径大小将铁尾矿分为不同细度等级；分级研磨高硅型铁尾矿至粒径0.075mm以下。

进一步地，碱渣为化工厂利用氨碱法生产纯碱产生的固体废物，其化学组成及质量分数为：CaO占50％~65%，SiO

进一步地，碱性激发剂是由浓度为95%以上的Na0H与模数为2.0的Na

进一步地，高炉矿渣为冶炼钢铁过程中产生的残渣，其化学组成及质量分数为：CaO占35％~50%，SiO

进一步地，掺高硅型铁尾矿、石灰的碱激发胶凝材料的制备方法：包括以下步骤：

①按原料质量份比例备料，30~50份高硅型铁尾矿，15~20份石灰，20~40份高炉矿渣、5~10份碱渣，1~5份碱性激发剂；碱性激发剂为：通过水胶比计算出水的质量，将NaOH与Na

②根据GBT17671-1999水泥胶砂试验标准，将高硅型铁尾矿、石灰、高炉矿渣加入搅拌机中搅拌均匀，再将碱渣溶于NaOH、Na

③将搅拌均匀的掺高硅型铁尾矿、石灰的碱激发胶凝材料浆体灌注入模具中，24小时后凝结硬化，即可拆模，然后置于养护装置中进行养护，得掺高硅型铁尾矿、石灰的碱激发胶凝材料。

本发明所述“低速搅拌”指以 120±5 转/分钟的速度搅拌；所述“高速搅拌”指

以 290 ±5 转/分钟的速度搅拌；上述技术方案中，所述养护步骤可按下述方法进行：养护温度为 23±1℃，养护箱对湿度为 97±1％；或采取在空气自然养护。

本发明的有益效果为：

1.本发明所述掺高硅型铁尾矿、石灰的碱激发胶凝材料主要利用铁矿厂开采之后产生的的固体废料和石灰，可通过掺合适量高硅型铁尾矿、石灰达到碱激发胶凝材料的目的，将铁尾矿二次利用。解决高硅型铁尾矿的消耗利用问题；

2.高硅型铁尾矿需要进一步研磨才能进一步制备胶凝材料，相较于其他的研磨方法，本发明专利采用科学级配、分级研磨的方式，极大的降低能源消耗；

3.本发明选用的高硅型铁尾矿有丰富的金属氧化物，其中TFe占8.88%，铁可以增加胶砂材料的密实性、耐久性、抗渗性等；

4.本发明选用的碱渣为化工厂烧碱产生的废物，如若直接排放会造成环境污染，用作制备胶凝材料则变废为宝。

具体实施方式

下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。

下述实施例中所述试验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。

下述实施例中所述“百分比”均按重量份占总物料重量计。

下述实施中所述氢氧化钠纯度为95%以上，下述实施中所用铁尾矿为高硅型铁尾矿。

实施例1

根据GBT17671-1999水泥胶砂试验标准将30份的高硅型铁尾矿和、15份石灰、10份碱渣、40份高炉矿渣加入搅拌机中，120±5 转/分钟的速度搅拌混合30s搅拌均匀，再将碱渣溶于5份的NaOH、Na

实施例2

根据GBT17671-1999水泥胶砂试验标准将40份的高硅型铁尾矿和、17份石灰、10份碱渣、30份高炉矿渣加入搅拌机中，120±5 转/分钟的速度搅拌混合30s搅拌均匀，再将碱渣溶于3份的NaOH、Na

实施例3

根据GBT17671-1999水泥胶砂试验标准将50份的高硅型铁尾矿和、15份石灰、10份碱渣、20份高炉矿渣加入搅拌机中，120±5 转/分钟的速度搅拌混合30s搅拌均匀，再将碱渣溶于5份的NaOH、Na

实施例4

根据GBT17671-1999水泥胶砂试验标准将40份的高硅型铁尾矿和、16份石灰、15份碱渣、25份高炉矿渣加入搅拌机中，120±5 转/分钟的速度搅拌混合30s搅拌均匀，再将碱渣溶于4份的NaOH、Na