粉末为重金属离子固定剂的铅锌尾矿免烧砖的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种以微纳CeO2粉末为重金属离子固定剂的铅锌尾矿免烧砖的制备方法。原料配比为：铅锌尾矿50~80wt%、水泥8~10wt%、河砂12~42wt%、CeO20.5~2wt%、Na2SiO34~6.3wt%，铅锌尾矿、水泥和河砂的质量百分数之和为100%。将铅锌尾矿、水泥、河砂、CeO2和Na2SiO3混合均匀，加水后，再湿法混合均匀，自然条件下困料1h，15MPa加压成型，1d后脱模并洒水养护至28d，得到所述的铅锌尾矿免烧砖。本发明制备过程简单，无需高温烧结，成本较低，操作方便。掺入CeO2粉末作为重金属离子的固定剂，其表面缺陷多且比表面积较大，与重金属离子间化学成键，成键强度高，吸附能力强，有效阻止制品中重金属离子的溶出，避免重金属离子释放到环境中，污染周边生态环境。
【专利说明】以微纳CeO2粉末为重金属离子固定剂的铅锌尾矿免烧砖
【技术领域】
[0001] 本发明属于建筑材料行业的免烧砖制备领域，具体涉及一种以微纳CeO2粉末为重 金属离子固定剂的铅锌尾矿免烧砖的制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着经济的快速发展，我国对铅锌等矿产品需求量大幅度增长，铅锌矿的开发规 模随之加大；加之许多可利用的铅锌矿品位日益降低，为了满足铅锌矿产品日益增长的需 求，铅锌矿选矿规模越来越大，产出的铅锌尾矿数量大幅增加。铅锌选矿厂排放的大量尾矿 渣，对矿区周边环境带来严重污染。尾矿中含有残留的选矿剂和较多的重金属，长期堆放在 自然环境下，受到氧气的侵蚀以及风化、雨水的作用，各种有害成分发生迁移，其本身所含 的重金属离子很容易释放到环境中，造成周边土壤、水源和大气的严重污染和破坏，对人畜 健康造成危害。因此，对铅锌尾矿的合理利用，防止尾矿中重金属离子的溶出已成为急需解 决的社会问题。
[0003] 目前，现有所公开的利用铅锌尾矿制备建材制品的研究多集中在铅锌尾矿作为建 材制品生产的原材料，探究其添加量及生产工艺条件等对所制备建材制品的物理、力学性 能指标的影响。而对于制备得到的建材制品中重金属离子的溶出情况的探讨及如何防止制 品中重金属离子溶出的文献则很少。利用铅锌尾矿生产的建材制品，目前尚未发现对铅锌 尾矿制品在使用过程中的安全性问题的相关探讨，这限制了铅锌尾矿建材制品的进一步推 广利用。
[0004] 本发明首次提出微纳CeO2粉末作为铅锌尾矿免烧砖的重金属离子固定剂，利用 CeO2较高的表面缺陷和较大的比表面积，大大地降低了重金属离子的溶出量，使重金属离 子固定在CeO 2晶格内，形成较强的结合键，避免了重金属离子对水土的污染。且CeO2较强的 储放氧能力能使周围空气中的CO、NO等有毒气体氧化为无害气体，达到净化空气的效果。 为成功制备环境友好型免烧砖提供可能。
[0005] 因此，本发明提出的利用固体废弃物铅锌尾矿为免烧砖生产的主要原材料，并加 入重金属离子固定剂CeO2防止尾矿对环境的二次污染。能够实现环境效益、社会效益和经 济效益的有效统一，为制备环境友好型建材制品提供新途径。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种以微纳CeO2粉末为重金属离子固定剂的铅锌尾矿免 烧砖的制备方法。制备过程简单，无需高温烧结，成本较低，操作方便。掺入CeO2粉末作为 重金属离子的固定剂，其表面缺陷多且比表面积较大，与重金属离子间化学成键，成键强度 高，吸附能力强，有效阻止制品中重金属离子的溶出，避免重金属离子释放到环境中，污染 周边生态环境。
[0007] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案： 一种以微纳CeO2粉末为重金属离子固定剂的铅锌尾矿免烧砖的制备方法：将铅锌尾 矿、水泥、河砂、CeO2和Na2SiO3混合均勻，加水后，再湿法混合均勻，自然条件下困料lh, 15MPa加压成型，Id后脱模并洒水养护至28d，得到所述的铅锌尾矿免烧砖。
[0008] 铅锌尾矿 50?80wt%、水泥 8?10 wt %、河砂 12?42 wt %、CeO2O. 5?2 wt %、 Na2Si034~6. 3 wt %，其中铅锌尾矿、水泥和河砂的质量百分数之和为100%。
[0009] 所述的铅锌尾矿在自然条件下风干至含水率小于2%，粒径破碎至2mm。
[0010] 铅锌尾矿的化学成分分析、重金属含量如下：
【权利要求】
1. 一种以微纳Ce02粉末为重金属离子固定剂的铅锌尾矿免烧砖的制备方法，其特征在 于：将铅锌尾矿、水泥、河砂、Ce02和Na2Si03混合均匀,加水后，再湿法混合均匀，自然条件 下困料lh，15MPa加压成型，Id后脱模并洒水养护至28d，得到所述的铅锌尾矿免烧砖。
2. 根据权利要求1所述的以微纳Ce02粉末为重金属离子固定剂的铅锌尾矿免烧砖的 制备方法，其特征在于：铅锌尾矿5(T80wt%、水泥8~10 wt %、河砂12~42 wt %、Ce020. 5~2 wt %、Na2Si034~6. 3 wt %，其中铅锌尾矿、水泥和河砂的质量百分数之和为100%。
3. 根据权利要求1所述的以微纳Ce02粉末为重金属离子固定剂的铅锌尾矿免烧砖的 制备方法，其特征在于：所述的铅锌尾矿在自然条件下风干至含水率小于2%，粒径破碎至 2mm 〇
4. 根据权利要求1所述的以微纳Ce02粉末为重金属离子固定剂的铅锌尾矿免烧砖的 制备方法，其特征在于：所述的Ce02为黄色球形颗粒，粒径为2(T50nm，纯度在99. 5%以上。
5. 根据权利要求1所述的以微纳Ce02粉末为重金属离子固定剂的铅锌尾矿免烧砖的 制备方法，其特征在于：所述的河砂含水量为2~4%，最大粒径为6mm。
6. 根据权利要求1所述的以微纳Ce02粉末为重金属离子固定剂的铅锌尾矿免烧砖的 制备方法，其特征在于：所述的水泥为42. 5型普通硅酸盐水泥。
7. 根据权利要求1所述的以微纳Ce02粉末为重金属离子固定剂的铅锌尾矿免烧砖的 制备方法，其特征在于：所述的Na2Si03粉末为分析纯级，纯度为99. 2%。
8. -种如权利要求1所述的方法制得的以微纳Ce02粉末为重金属离子固定剂的铅锌 尾矿免烧砖。
【文档编号】C04B14/06GK104402354SQ201410579846
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年10月27日 优先权日:2014年10月27日
【发明者】于岩, 许亚丽, 李冲, 张复伟 申请人:福州大学