[发明专利]一种采用环氧树脂固化尾矿砂及其中化学物质稳定化方法

说明书

本发明提供了一种采用环氧树脂固化尾矿砂及其中化学物质稳定化方法，包括以下步骤：将尾矿砂过筛；将环氧树脂与蒸馏水混合均匀配成预混液；先后将尾矿砂和固化激发剂加入预混液中，搅拌均匀，形成砂浆；将砂浆分层倒入模具中；采用机械振捣的方式对每层砂浆均匀振实，形成试样；将试样放入烘箱养护后，脱模；脱模后，继续将试样置于烘箱养护条件下，养护形成尾矿砂固化体。与现有尾矿砂固化稳定化技术相比，本发明采用环氧树脂固化尾矿砂及其中化学物质稳定化效果优良，固化体长期稳定性好，增容小、固化速率高、能源消耗小，经济效益高。

技术领域

本发明涉及环境岩土工程及尾矿砂处理技术领域，特别涉及一种采用环氧树脂固化尾矿砂及其中化学物质稳定化方法。

背景技术

随着矿山开采规模逐年增大，矿山开采产生的尾矿砂长期暴露于地表环境中，由于地表降水和地下水渗流的作用，导致尾矿砂中的金属矿物进入地下水土，使得环境污染问题愈发严重。仅2018年，我国尾矿砂生产总量为8.8亿吨，但由于尾矿砂利用方法单一或回收利用量不足，综合利用的尾矿砂为2.2亿吨，只占27.1％。由此可见，对尾矿砂开展有效的固化处理及综合利用研究亟待推进。

固化稳定化技术是处置尾矿砂最常用的手段之一，该技术利用无机凝胶材料与尾矿砂之间的物化反应，以获得良好的物理性能，并增加尾矿砂的环境安全特性。近年来，大多学者采用普通硅酸盐水泥和地质聚合物固化处理尾矿砂，但相关研究表明：水泥和地聚物作为固化材料处理尾矿砂时存在增容高、长期稳定性差、固化速率慢等问题。因此，许多学者致力于研发处理效果优良、稳定性好且经济性合理的新型尾矿砂固化稳定化技术。总体而言，现有的尾矿砂固稳技术存在以下的弊端与问题：

(1)尾矿砂固化的长期稳定性问题：尾矿砂处理后多以堆体形式存放，在长期实际工程环境中，固化体强度较小，容易造成固化堆体失稳，对地下水土造成二次污染；使用地聚物固化尾矿砂时，应用范围小，固化效率低，固化效果较差；

(2)固化速率慢的问题：普通硅酸盐水泥作为固化剂时水化作用时间较长，强度增长缓慢，固化速率低下；

(3)固化体增容问题：经水泥和地聚物固化后的尾矿砂固化体体积增加巨大，增容程度较高，固化效果较差；

(4)能源消耗问题：普通硅酸盐水泥作为固化剂时，将消耗大量能源，并导致二氧化碳排放量增加。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种采用环氧树脂固化尾矿砂及其中化学物质稳定化方法，其目的是提供一种固化效果优良、长期稳定性好、增容小、固化速率高、能源消耗小的尾矿砂固化稳定化技术。

为了达到上述目的，本发明提供了一种采用环氧树脂固化尾矿砂及其中化学物质稳定化方法，包括以下步骤：

S1：将尾矿砂过筛；

S2：将环氧树脂与蒸馏水混合均匀，配成预混液；

S3：先后将尾矿砂和固化激发剂加入预混液中，充分搅拌均匀，形成砂浆；

S4：将砂浆分层倒入模具中；

S5：将每层砂浆均匀振实，形成试样；

S6：将试样放入烘箱养护条件下进行养护后，脱模；

S7：脱模后，继续将试样置于烘箱养护条件下，养护形成尾矿砂固化体。

优选地，所述S1中，过筛的筛网孔径为1mm，过筛后称取一定质量的尾矿砂。

优选地，所述环氧树脂可为水溶性海因环氧树脂(1,3-二缩水甘油-5,5-二甲基海因，C₁₁H₁₆N₂O₄)。

优选地，所述S2中，采用机械搅拌方式进行混合，搅拌时间不低于30min。