专利名称：：一种含有纳米尾矿的鱼礁胶凝材料及其制造方法
技术领域：
：本发明属于矿业领域和海洋环境领域，特别涉及一种含有纳米尾矿的鱼礁胶凝材料及其制造方法。
背景技术：
：我国磁铁石英岩型尾矿年产出量超过2.5亿吨，累积堆存20亿吨以上。这些年来随着铁精矿价格不断攀升和选矿技术的进步，选矿过程中的磨矿细度越来越高，所排出的尾矿也越来越细。极细粒度的尾矿给尾矿砌块等传统建材的生产带来困难，也给全尾砂胶结充填矿井带来困难。此外极细粒尾矿的大量堆存也给环境和安全带来更大的压力。刘保全等发明了"一种铁尾矿砂免烧免蒸承重砌块或砖及其制造工艺(CN1727301)";关常君等发明了"用铁尾矿粉制造建筑制品的方法(CN1944325)";上述两个专利都没有考虑充分利用极细粒尾矿细度特征的问题，也没有考虑降低碱度以适应人工鱼礁的需要。王先进等的发明专利"采用铁尾矿和高钙粉煤灰渣生产砌筑水泥的方法(CN1065851A)"，虽然考虑了利用尾矿的细度特征，但没有提到发挥其中的纳米颗粒的作用，也没有考虑降低其碱度以适应人工鱼礁的生产。
发明内容本发明目的是要充分利用极细粒磁铁石英岩型尾矿的细度，以及含有大量石英及其他硅酸盐矿物的成分特点，采用梯级混磨的方法将其进一步磨细直至出现明显的纳米颗粒，并具备一定的胶凝反应活性，同时掺入矿渣、水泥熟料和石膏等制成含有纳米磁铁石英岩型尾矿的低碱度胶凝材料。这种含有纳米磁铁石英岩型尾矿的低碱度胶凝材料可用来制备低碱度人工鱼礁混凝土。一种含有纳米尾矿的鱼礁胶凝材料及其制造方法，具体歩骤如下1、将磁铁石英岩型尾矿用60100目筛网进行分级，将筛上较粗部分筛出，作为建筑用砂出售，将筛下部分进行烘干至含水率0.01%1%。将烘干后的细尾矿在磨机中磨细至比表面积30004000cm7g。2、将歩骤1中磨细的尾矿与烘千后的高炉水淬矿渣再进一步混磨至比表面3积40005000cm7g，其中高炉水淬矿渣的含水率也要求在0.01%1%。在二次混磨过程中，尾矿与矿渣的配料比以干基重量百分比计分别为尾矿占50%60%，高炉水淬矿渣占40%50%。3、将上述尾矿与高炉水淬矿渣的混合细粉再与水泥熟料和石膏进行配料，配料按干基重量百分比计分别为混合粉占75%85%，水泥熟料占10%15%，石膏占5%10%。将配好的料在球磨机中进行第三次混磨，至比表面积50006000cm7g，就得到了含有纳米磁铁石英岩型尾矿的鱼礁胶凝材料。本发明的有益之处(1)与普通硅酸盐水泥相比本发明的胶凝材料中水泥熟料含量降低5倍以上，对节能减排有重要意义。(2)充分利用极细粒磁铁石英岩型尾矿的细度，以及含有大量石英及其他硅酸盐矿物的成分特点，采用梯级混磨的方法将其进一步磨细直至出现明显的纳米颗粒，并具备一定的胶凝反应活性，解决了现有技术中极细粒磁铁石英岩型尾矿难以利用的难题。(3)由于大幅度降低了水泥熟料的用量，减少了水化产物中Ca(OH)2的含量，可使人工鱼礁混凝土的碱度大幅度降低，有利于提高人工鱼礁的海洋生态相容性。具体实施方式实施例1(1)将磁铁石英岩型尾矿用60目筛网进行分级，将筛上较粗部分筛出，作为建筑用砂出售，将筛下部分进行烘干至含水率0.4%。将烘干后的细尾矿在磨机中磨细至比表面积3000cm7g。(2)将步骤1中磨细的尾矿与烘干后的高炉水淬矿渣再进一步混磨至比表面积5000cm7g，其中入磨的高炉水淬矿渣的含水率为0.6%。在二次混磨过程中，尾矿与矿渣的配料比以干基重量百分比计分别为尾矿占60%，高炉水淬矿渣占40%。(3)将上述尾矿与高炉水淬矿渣的混合细粉再与水泥熟料和石膏进行配料，配料按干基重量百分比计分别为混合粉占80%，水泥熟料占10%，石膏占10%。将配好的料在球磨机中进行第三次混磨，至比表面积6000cm7g，就得到了含有纳米磁铁石英岩型尾矿的鱼礁胶凝材料。(4)将上述混磨好的含有纳米磁铁石英岩型尾矿的鱼礁胶凝材料按每立方米人工鱼礁混凝土加入胶凝材料350kg，UNF-5高效减水剂3.5kg，砂950kg，石子1150kg，水180kg，经搅拌均匀后可得到具有良好的工作性能，具有较高强度和低碱度的人工鱼礁混凝土，其主要性能指标如表1所示。表1用实施例1所得鱼礁胶凝材料配制的人工鱼礁混凝土主要性能指标塌落度(mm)3天抗压强度(Mpa)28天抗压强度(Mpa)抗渗标号抗冻融性(次)18521.745.6>P30208实施例2(1)将磁铁石英岩型尾矿用80目筛网进行分级，将筛上较粗部分筛出，作为建筑用砂出售，将筛下部分进行烘干至含水率0.8%。将烘干后的细尾矿在磨机中磨细至比表面积3500cmVg。(2)将步骤1中磨细的尾矿与烘干后的高炉水淬矿渣再进一步混磨至比表面积4500cm7g，其中入磨的高炉水淬矿渣的含水率为0.4%。在二次混磨过程中，尾矿与矿渣的配料比以干基重量百分比计分别为尾矿占55%，高炉水淬矿渣占45%。(3)将上述尾矿与高炉水淬矿渣的混合细粉再与水泥熟料和石膏进行配料，配料按干基重量百分比计分别为混合粉占85%，水泥熟料占11%，石膏占4%。将配好的料在球磨机中进行第三次混磨，至比表面积6000cm7g，就得到了含有纳米磁铁石英岩型尾矿的鱼礁胶凝材料。(4)将上述混磨好的含有纳米磁铁石英岩型尾矿的鱼礁胶凝材料按每立方米人工鱼礁混凝土加入胶凝材料300kg，二级磨细粉煤灰100kg，UNF-5高效减水剂3.8kg，砂900kg，石子1150kg，水190kg，经搅拌均匀后可得到具有良好的工作性能，较高强度和低碱度的人工鱼礁混凝土，其主要性能指标如表2所示。表2用实施例2所得鱼礁胶凝材料配制的人工鱼礁混凝土主要性能指标塌落度3天抗压强度28天抗压强度抗冻融性抗渗标号(mm)(MPa)(MPa)(次)5<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>实施例3(1)将磁铁石英岩型尾矿用100目筛网进行分级，将筛上较粗部分筛出，作为建筑用砂出售，将筛下部分进行烘干至含水率0.9%。将烘干后的细尾矿在磨机中磨细至比表面积3800cm7g。(2)将步骤1中磨细的尾矿与烘干后的高炉水淬矿渣再进一步混磨至比表面积5000cm7g，其中入磨的高炉水淬矿渣的含水率为0.4%。在二次混磨过程中，尾矿与矿渣的配料比以干基重量百分比计分别为尾矿占52%，高炉水淬矿渣占48%。(3)将上述尾矿与高炉水淬矿渣的混合细粉再与水泥熟料和石膏进行配料，配料按干基重量百分比计分别为混合粉占75%，水泥熟料占15%，石膏占10%。将配好的料在球磨机中进行第三次混磨，至比表面积6000cm7g，就得到了含有纳米磁铁石英岩型尾矿的鱼礁胶凝材料。(4)将上述混磨好的含有纳米磁铁石英岩型尾矿的鱼礁胶凝材料按每立方米人工鱼礁混凝土加入胶凝材料200kg，二级磨细粉煤灰200kg，UNF-5高效减水剂3.5kg，砂900kg，石子1150kg，水190kg，经搅拌均匀后可得到具有良好的工作性能，较高强度和低碱度的人工鱼礁混凝土，其主要性能指标如表3所示。表3用实施例3所得鱼礁胶凝材料配制的人工鱼礁混凝土主要性能指标<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>实施例4(1)将磁铁石英岩型尾矿用60目筛网进行分级，将筛上较粗部分筛出，作为建筑用砂出售，将筛下部分进行烘干至含水率0.8%。将烘干后的细尾矿在磨机中磨细至比表面积4000cm7g。(2)将歩骤1中磨细的尾矿与烘干后的高炉水淬矿渣再进一步混磨至比表面积4800cm7g，其中入磨的高炉水淬矿渣的含水率为0.7%。在二次混磨过程中，尾矿与矿渣的配料比以干基重量百分比计分别为尾矿占51%，高炉水淬矿渣占49%。(3)将上述尾矿与高炉水淬矿渣的混合细粉再与水泥熟料和石膏进行配料，配料按干基重量百分比计分别为混合粉占85%，水泥熟料占10，石膏占5%。将配好的料在球磨机中进行第三次混磨，至比表面积5800cmVg，就得到了含有纳米磁铁石英岩型尾矿的鱼礁胶凝材料。(4)将上述混磨好的含有纳米磁铁石英岩型尾矿的鱼礁胶凝材料按每立方米人工鱼礁混凝土加入胶凝材料180kg，二级磨细粉煤灰300kg，UNF-5高效减水剂5.5kg，砂800kg，石子1150kg，水180kg，经搅拌均匀后可得到具有良好的工作性能，较高强度和低碱度的人工鱼礁混凝土，其主要性能指标如表4所示。表4用实施例4所得鱼礁胶凝材料配制的人工鱼礁混凝土主要性能指标塌落度3天抗压强度(MPa)28天抗压强度(MPa)抗渗标号抗冻融性(次)19515.632.1》P20128实施例5(1)将磁铁石英岩型尾矿用80目筛网进行分级，将筛上较粗部分筛出，作为建筑用砂出售，将筛下部分进行烘干至含水率0.5%。将烘干后的细尾矿在磨机中磨细至比表面积3800cm7g。(2)将歩骤1中磨细的尾矿与烘干后的高炉水淬矿渣再进一歩混磨至比表面积4900cm7g，其中入磨的高炉水淬矿渣的含水率为0.9%。在二次混磨过程中，尾矿与矿渣的配料比以干基重量百分比计分别为尾矿占50%，高炉水淬矿渣占50%。(3)将上述尾矿与高炉水淬矿渣的混合细粉再与水泥熟料和石膏进行配料，配料按干基重量百分比计分别为混合粉占75%，水泥熟料占15，石膏占10%。将配好的料在球磨机中进行第三次混磨，至比表面积5900cm7g，就得到了含有纳米磁铁石英岩型尾矿的鱼礁胶凝材料。(4)将上述混磨好的含有纳米磁铁石英岩型尾矿的鱼礁胶凝材料按每立方米人工鱼礁混凝土加入胶凝材料420kg,二级磨细粉煤灰80kg，UNF-5高效减水剂5.8kg，砂800kg，石子1150kg，水180kg，经搅拌均匀后可得到具有良好的工作性能，较高强度和低碱度的人工鱼礁混凝土，其主要性能指标如表5所示。表S用实施例5所得鱼礁胶凝材料配制的人工鱼礁混凝土主要性能指标<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>权利要求1、一种含有纳米尾矿的鱼礁胶凝材料及其制造方法，其特征在于，将磁铁石英岩型尾矿用60～100目筛网进行分级，将筛上较粗部分筛出，将筛下部分进行烘干至含水率0.01％～1％；将烘干后的细尾矿在磨机中磨细至比表面积3000～4000cm2/g；将上述磨细的尾矿与烘干后的高炉水淬矿渣再进一步混磨至比表面积4000～5000cm2/g，其中高炉水淬矿渣的含水率也要求在0.01％～1％；在二次混磨过程中，尾矿与矿渣的配料比以干基重量百分比计分别为尾矿占50％～60％，高炉水淬矿渣占40％～50％。2、如权利要求1所述一种含有纳米尾矿的鱼礁胶凝材料及其制造方法，其特征在于，将比表面积40005000cm7g的尾矿与高炉水淬矿渣的混合细粉再与水泥熟料和石膏进行配料，配料按干基重量百分比计分别为混合细粉占75%85%，水泥熟料占10%15%，石膏占5%10%;将配好的料在球磨机中进行第三次混磨，至比表面积50006000cm7g，就得到了含有纳米磁铁石英岩型尾矿的鱼礁胶凝材料。全文摘要本发明属于矿业领域和海洋环境领域，特别涉及一种含有纳米尾矿的鱼礁胶凝材料及其制造方法。将磁铁石英岩型尾矿用60～100目筛网进行分级，将筛下部分进行烘干并磨细至比表面积3000～4000cm<sup>2</sup>/g。磨细的尾矿与烘干后的高炉水淬矿渣按尾矿50％～60％，高炉水淬矿渣40％～50％配料后再进一步混磨至比表面积4000～5000cm<sup>2</sup>/g。将上述尾矿与水淬矿渣的混合细粉再与水泥熟料和石膏进行配料，混合粉占75％～85％，水泥熟料占10％～15％，石膏占5％～10％。将配好的料在球磨机中进行第三次混磨，至比表面积5000～6000cm<sup>2</sup>/g，就得到了含有纳米磁铁石英岩型尾矿的鱼礁胶凝材料。本发明解决了现有技术中极细粒磁铁石英岩型尾矿难以利用的难题。与普通硅酸盐水泥相比本发明的胶凝材料中水泥熟料含量降低5倍以上，减少了水化产物中Ca(OH)<sub>2</sub>的含量，可使人工鱼礁混凝土的碱度大幅度降低。文档编号C04B7/00GK101671132SQ200910093130公开日2010年3月17日申请日期2009年9月29日优先权日2009年9月29日发明者淼于,文倪,张玉燕,张静文,陈德平,黄晓燕申请人:北京科技大学