[发明专利]三元耦合激发的尾矿粉及其制品

说明书

本发明属于三元耦合激发的尾矿粉，其特征在于：按如下步骤制备而成：S1、将含硅铝材料的尾矿与0.1～5mol/L化学激发剂共同磨粉，同时加入铝校正料混合制备成混合料，所述混合料的Si∶Al≤1∶5；S2、将混合料和碳化硅球置于具有微波发生器的球磨机中进行球磨，所述碳化硅球与混合料的球料比范围为20:1～20:5；S3、在球磨的同时打开微波发生器对混合料进行活化，微波加热温度为500～900℃，活化完成后得到活性尾矿粉。本发明的有益效果是：本技术方案中通过化学方法提高尾矿中硅铝材料的溶出率，通过机械方法降低尾矿中硅铝材料的结晶度，使其在化学作用和微波作用下变成具有相当活性的无定形态。

技术领域

本发明属于材料技术领域，特别涉及三元耦合激发的尾矿粉及其制品。

背景技术

随着工业的发展，大量的金属材料被应用，相应地产生了大量的金属选矿的尾矿，大量尾矿不能得以应用长期处于露天堆放的状态，既污染环境，又存在安全隐患。铜铁尾矿砂是采矿业以及相关冶炼工业所排放的工业废弃物，我国现有堆放量超过几十亿吨，并且以每年数千万吨的增加量在增加，目前我国国内应用尾砂和钢渣的状况远远低于国际水平，目前仅为12％，主要用于水泥厂添加剂，其他方面应用鲜有报道，而国外尾矿砂的应用最高已达到80％以上，而且应用的方面极其广阔，不仅仅应用在建筑方面，还应用于其他各个方面，因此合理地应用尾矿砂和钢渣使其成为城市矿产资源市场极其广阔。

目前处理尾矿砂的主要处理方法能耗都较高，比如生产微晶玻璃、微晶陶瓷还有烧制水泥，这些加工方法都需要消耗大量的能源，同时产生大量的废气，虽然解决了部分尾矿砂的循环再利用，但不可避免的产生了二次污染，没达到完全利废并保护环境的最终目的，同时因为成本的制约以及原材料的品质不可控大大限制了大量尾矿砂的使用，这些因素直接导致了尾矿砂至今用量较低的状况。

发明内容

本发明的目的是提供三元耦合激发的尾矿粉及其制品，具有大量消纳尾矿，同时提高固体废弃物的综合利用的附加值，具有十分显著的经济效益与社会效益。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：按如下步骤制备而成：

S1、将含硅铝材料的尾矿与0.1～5mol/L化学激发剂共同磨粉，同时加入铝校正料混合制备成混合料，所述混合料的Si∶Al≤1∶5；

S2、将混合料和碳化硅球置于具有微波发生器的球磨机中进行球磨，所述碳化硅球与混合料的球料比范围为20:1～20:5；

S3、在球磨的同时打开微波发生器对混合料进行活化，微波加热温度为500～900℃，活化完成后得到活性尾矿粉。

本发明的进一步设置为：所述含硅铝材料的尾矿为铜尾矿或铁尾矿。

本发明的进一步设置为：所述铝校正材料为铝的氧化物含量＞50％的物质，所述铝的氧化物包括铝酸盐、铝氧化物、铝氢氧化物、铝酸盐水泥中一种或多种。

通过采用上述技术方案：铜铁尾矿中硅铝材料的比例不适宜制备高性能地聚物材料，主要原因是Si:Al比过大，超过1:5的最优比例，通过加入铝校正料，可使Si:Al比达到合适范围，以利于形成PS、PSS等结构的地聚物材料。加入的铝校正料，优选为含有铝氧化物的工业废弃物，如铝土矿选矿尾矿，最优选为铝土矿选矿尾矿，一方面铝土矿选矿尾矿中铝氧化物含量较高(50％)，主要为一水硬铝石(29％)、高岭石(33％)、伊利石(21％)，高岭土结构的含量较高，另一方面该尾矿也属于储量较大的尾矿，颗粒较细，易扬尘、易流动、不易沉降，处理消纳的压力也较大。铝校正料在本发明中仅仅起到调节整体活性尾矿粉中Si:Al比的作用，与已有的专利中所阐述的使用铝土矿尾矿直接制备地聚物材料是有本质不同的。

本发明的进一步设置为：所述铝的氧化物包括铝酸盐熟料或铝土矿选矿尾矿。

本发明的进一步设置为：所述化学激发剂为碱金属化合物、碱土金属化合物、氢氧化物、碳酸盐、亚硫酸盐中的一种或多种。