[发明专利]一种含铁尾矿粉与花岗岩石粉的地聚物材料及其制备方法

说明书

本发明涉及固废利用领域，具体涉及一种含铁尾矿粉与花岗岩石粉的地聚物材料，其特征在于，各配方原料按重量份配比为：铁尾矿粉35~55份、花岗岩石粉15~40份、粉煤灰15~25份、石灰5~15份、碱性激发剂8~20份、外加剂0.5~0.9份和水，水的重量份与其他所有配料的重量份数比为0.35~0.6。与现有的技术相比，本发明的有益效果是：利用铁尾矿粉与花岗岩石粉制备的地聚物材料可以消耗废弃铁尾矿粉与花岗岩石粉，实现铁尾矿和花岗岩石粉的资源化利用，减少环境污染，促进资源的回收利用和可持续发展。

技术领域

本发明涉及固废利用领域，更具体地，涉及一种含铁尾矿粉与花岗岩石粉的地聚物材料及其制备方法。

背景技术

地质聚合物是一种以活化过的硅铝质材料为主要原料，通过激发剂的作用使单体重构凝胶化、缩聚硬化形成三维网状无定形或半结晶结构的硅铝酸盐凝胶材料，最早在1978年由法国人Davidovits提出，这种材料具有优良的机械性能和耐酸碱性能，并且可利用矿物废料和建筑垃圾作为原料，是一种生态环保建筑材料。

铁尾矿是选矿选取有用组分后所排放的废弃物。其排放量大且综合利用率低，大量堆积造成了土地资源的浪费和环境污染，如何实现其有效利用对环境保护和可持续发展有主要意义。

花岗岩石材加工过程中会产生大量废弃花岗岩石粉，主要成分是长石和石英，由于得不到及时有效处理，造成大量堆积，其年排放量逐年增加，更加加重了污染环境和土地资源浪费，因此，花岗岩石粉的资源化利用亟待解决。

利用铁尾矿粉和花岗岩石粉为主要原料来制备地聚合物材料，通过碱激发的方式利用其中的硅、铝元素，一方面可以解决铁尾矿粉和花岗岩石粉污染环境和浪费土地资源的问题，另一方面可以降低生产成本、有效缓解资源紧张的压力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含铁尾矿粉与花岗岩石粉的地聚物材料及其制备方法，可以消耗废弃铁尾矿粉和花岗岩石粉，实现铁尾矿粉和花岗岩石粉的资源化利用，缓解原料紧张，减少环境污染，充分利用了铁尾矿粉、花岗岩石粉富含硅、铝元素的特点，提高硅、铝资源高值高效利用。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

技术方案之一：一种含铁尾矿粉与花岗岩石粉的地聚物材料，其特征在于，各配方原料按重量份配比为：铁尾矿粉35~55份、花岗岩石粉15~40份、粉煤灰15~25份、石灰5~15份、碱性激发剂8~20份、外加剂0.5~0.9份和水，水的重量份与其他所有配料的重量份数比为0.35~0.6；

所述铁尾矿粉的粒径范围是孔径0.045mm方孔筛筛余小于12%；

所述花岗岩石粉的粒径范围是孔径0.08mm方孔筛筛余小于12%；

所述粉煤灰为Ⅱ级粉煤灰或Ⅱ级以上的粉煤灰；

所述石灰的消化时间为15～30min，孔径0.08mm的方孔筛筛余小于10%。

所述碱性激发剂由氢氧化钠固体与水玻璃溶液按质量比为1:5混合而成；所述氢氧化钠为工业级片碱。

所述水玻璃溶液的模数为2.25，水玻璃固含量为43%，波美度50°Bé，含 Na2O13.75wt%，SiO2 29.99wt%。

所述外加剂为聚羧酸减水剂。

所述铁尾矿粉为选矿废渣，孔径0.045mm方孔筛筛余小于12%，二氧化硅含量≥60%，三氧化二铝含量≥20%；所述花岗岩石粉为岩石切割产生的废渣粉，孔径0.08mm方孔筛筛余小于12%，三氧化二铝含量≥50%。

技术方案之二：一种含铁尾矿粉与花岗岩石粉的地聚物材料的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

1）取全部配方量的铁尾矿粉、花岗岩石粉、粉煤灰、石灰混合均匀成粉料；

2）取全部配方量的减水剂、碱性激发剂与水分别计量并混合均匀后，加入1）中粉料搅拌成均匀料浆；