一种锂辉石浮选尾矿水泥胶砂及其制备方法与流程

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本发明属于工业固废资源化制备免烧建筑材料技术领域，具体涉及一种锂辉石浮选尾矿水泥胶砂及其制备方法。


背景技术：

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随着工业社会的发展，大量资源开发带来的环境问题日益突出，如何妥善处理固体废弃物已经成为当今社会的热门问题，浮选尾矿因其自身特性作为固体废物中的一种特殊固废，存在产量巨大、污染问题复杂、且利用率较低的问题。如何将浮选尾矿资源化，提高其综合利用率已成为亟待解决的问题。
[0003]
利用工业固废尾矿制备相关材料是处理工业固废的一条重要途径。公开专利文献cn105541296a中提出了一种利用铜尾矿制备陶瓷材料的方法，其是通过加压成型制备了铜尾矿陶瓷材料，该工艺需要高温烧结，耗费大量能量。如果能够利用锂辉石浮选尾矿制备免烧材料，则既可以减轻锂生产企业处理尾矿的负担，又可以拓展地聚物原料来源，还可以有效减低高温烧结所带来的能耗。
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公开专利文献cn107500644a提出了一种碱浸铅锌矿渣粉水泥胶砂及其制备方法，其矿渣的处理方式为将碱浸铅锌渣清洗、过滤、烘干、球磨、过筛、煅烧活化，该工艺需要高温活化矿渣，且制备较为复杂。公开专利文献cn103880311a提供了一种水泥胶砂的制备方法，其制备步骤主要为将废玻璃清洗、干燥、破碎、球磨、筛分、加硫酸钠“陈伏”活化，用以替代部分水泥。该工艺一定程度上可废玻璃的综合利用问题，但仍存在破碎、球磨、活化等步骤，这也会增加资源的综合利用成本。能否利用锂辉石浮选尾矿来制备水泥胶砂，并对制备工艺进行探索，采用一种简化工艺或省去二次球磨、筛分、活化等过程，将极大拓展锂辉石浮选尾矿的利用率，并高效实现该固体废弃物的回收利用，减少回收成本，降低环境污染。
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现阶段，由于各尾矿资源的分布不同，组成也不同，对尾矿的利用方式也不相同，目前尚无可直接参考的方案来利用锂辉石浮选尾矿制备水泥胶砂材料。因此，如何提供一种利用锂辉石浮选尾矿制备水泥胶砂的方法及相应的建筑材料，提高其尾矿利用率，解决锂辉石浮选尾矿处理难的问题，并实现降低高温烧结的能耗，简化或省去二次球磨、筛分、活化等过程，并达到相应国家标准，成为亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

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本发明的目的就是为了解决上述技术问题，而提供一种锂辉石浮选尾矿水泥胶砂及其制备方法。本发明所制备的锂辉石浮选尾矿水泥胶砂力学性能优异，达到相应国家标准，且形变较小，成型规则，该材料可应用于免烧砖领域，危险废物固化领域，工业固废处理领域，建筑装饰材料领域等，具有很高的经济、社会、环境效益。
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本发明的目的之一是提供一种锂辉石浮选尾矿水泥胶砂，采用的技术方案如下：按重量份计，包括以下原料组分：锂辉石浮选尾矿100～300份、标准砂900～1100份、粉煤灰50～75份、偏高岭土225～250份、水泥400份；其中，所述水泥占原料总重量的百分比为
21％，所述标准砂和锂辉石浮选尾矿的混合物占原料总重量的百分比为63％，所述偏高岭土和粉煤灰的混合物占原料总重量的百分比为16％。
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本发明的目的之二是提供一种锂辉石浮选尾矿水泥胶砂的制备方法，其包括以下步骤：
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(1)按原料总重量百分比，称取水泥21％、标准砂和锂辉石浮选尾矿的混合物63％，偏高岭土和粉煤灰的混合物16％；
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(2)将步骤(1)的原料混合均匀后，倒入搅拌装置中搅拌至稀泥状；
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(3)将步骤(2)所得物分两次注模成型，并置于混凝土振动台上震动1min，置于水泥标准养护箱中养护；
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(4)将步骤(3)所得物进行脱模后置于水中，并置于养护箱中养护28d以上，即得。
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进一步的是，所述锂辉石浮选尾矿为锂生产企业经过浮选工艺提取锂后的尾料或浸出工艺后的尾料。
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进一步的是，步骤(2)中所述搅拌装置为水泥胶砂搅拌机。
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与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
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(1)本发明利用锂辉石浮选后尾矿为主要原料制备水泥胶砂，解决了锂辉石浮选尾矿难处理问题，其中锂辉石浮选尾矿占总重量比例高达30％，可实现工业固废大规模资源化利用，具有明显的社会效益、环境效益、经济效益。
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(2)本发明突破了利用尾矿制备材料必须高温烧结、活化、二次球磨、破碎、过筛等技术难题，针对这一难点，本发明通过添加具有火山灰活性偏高岭土和粉煤灰的混合物，并确定了其添加量，成功制备出力学性能优异的水泥胶砂材料，大大降低了能耗，简化了工艺流程。
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(3)本发明所制备的锂辉石浮选尾矿水泥胶砂力学性能优异，达到相应国家标准、且形变较小，成型规则，该材料可应用于免烧砖领域，危险废物固化领域，工业固废处理领域，建筑装饰材料领域等。
附图说明
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图1为本发明实施例所制备的水泥胶砂样品图。
具体实施方式
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为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体描述，有必要指出的是，以下实施例仅仅用于对本发明进行解释和说明，并不用于限定本发明。本领域技术人员根据上述发明内容所做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
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实施例1
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原料配方按照如下表1所示，采用以下方法制备锂辉石浮选尾矿水泥胶砂：
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(1)按原料总重量百分比，称取水泥21％、标准砂和锂辉石浮选尾矿的混合物63％，偏高岭土和粉煤灰的混合物16％；
[0024]
(2)将步骤(1)的原料混合均匀后，倒入搅拌装置中搅拌至稀泥状；
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(3)将步骤(2)所得物分两次注模成型，并置于混凝土振动台上震动1min，置于水
泥标准养护箱中养护；
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(4)将步骤(3)所得物进行脱模后置于水中，并置于养护箱中养护，测试其3d、7d、28d抗折强度和抗压强度。
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对所得水泥胶砂材料进行抗弯强度、抗压强度测试，测试方法参考gb/t4741-1999陶瓷材料抗弯强度试验方法和gb/t4740-1999陶瓷材料抗压强度试验方法，测试结果如表1。可见，表1中的配方所得水泥胶砂养护28天的抗压强度均远大于42.5mpa的国家标准。
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表1
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对比例1
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改变原料配方如表2，其制备方法参照实施例1，对所得水泥胶砂材料进行抗折强度、抗压强度测试，所得结果见表2，测试结果如表明：当改变本发明的原料配方，所得水泥胶砂养护28天的抗折强度和抗压强度出现明显下降，抗压强度明显达不到42.5mpa的国家标准。
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表2
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