【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及膠凝材料，尤其涉及一種利用礦山濾餅制備的膠凝材料及其制備方法與應(yīng)用。
技術(shù)介紹
1、礦山濾餅是礦山在礦石加工等過程中產(chǎn)生的一種固體廢棄物，在礦山開采及礦石加工生產(chǎn)建筑材料的過程中，為了分離礦石中的有用成分和雜質(zhì)，通常會(huì)采用水洗等工藝，這就會(huì)產(chǎn)生大量的廢水。這些廢水中含有大量的固體顆粒，包括礦石粉末、泥土等懸浮物。向廢水中加入絮凝劑聚丙烯酰胺。聚丙烯酰胺是一種線型高分子聚合物，具有絮凝性、粘合性等特點(diǎn)。其分子鏈上的活性基團(tuán)與廢水中的細(xì)顆粒表面發(fā)生吸附，在顆粒之間起連接作用，使細(xì)顆粒形成較大絮團(tuán)，加快了固體顆粒的沉淀速度，從而實(shí)現(xiàn)固液初步分離。經(jīng)過絮凝沉淀后的混合物被送入框式壓濾機(jī)。框式壓濾機(jī)由濾框、濾板、壓緊裝置、進(jìn)料排料系統(tǒng)等部分組成。工作時(shí)，混合物被壓入濾板和濾布之間形成的濾室，在壓力作用下，液體透過濾布排出，固體顆粒則被截留在濾室內(nèi)，隨著固體顆粒不斷堆積，逐漸被壓縮成餅狀，實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的脫水固化，最終形成含水量在30～40％的礦山濾餅。
2、目前，大量的礦山濾餅是以堆存的方式處理，濾餅式堆存是尾礦干堆的一種常見方式，即將尾礦濃縮膏體、壓濾或過濾后得到的濾餅，以汽車或其他輸送方式運(yùn)至尾礦堆場(chǎng)，在山谷或傍山、平原圍堤所形成區(qū)域內(nèi)存放。但礦山濾餅堆存存在諸多問題，如占用大量土地，造成資源浪費(fèi)，還可能污染土壤、水體和空氣，存在滑坡、泥石流等安全隱患。因此，如何開發(fā)礦山濾餅新的利用途徑成為了本領(lǐng)域人員亟需解決的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本專利技術(shù)提供了一
2、為了達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)采用如下技術(shù)方案：
3、本專利技術(shù)提供了一種利用礦山濾餅制備的膠凝材料的制備方法，包括以下步驟：
4、s1、將礦山濾餅和堿激發(fā)劑混合后進(jìn)行反應(yīng)得到具有膠凝性能的水化產(chǎn)物；
5、s2、將具有膠凝性能的水化產(chǎn)物和改性劑混合后進(jìn)行改性反應(yīng)得到改性水化產(chǎn)物；
6、s3、將改性水化產(chǎn)物和穩(wěn)定劑混合后進(jìn)行穩(wěn)定化反應(yīng)得到膠凝粗產(chǎn)品；
7、s4、將膠凝粗產(chǎn)品順次進(jìn)行成型處理、養(yǎng)護(hù)處理即得膠凝材料。
8、進(jìn)一步的，所述步驟s1中，礦山濾餅的含水量為30～40％；所述堿激發(fā)劑包括氫氧化鉀溶液或氫氧化鈉溶液。
9、進(jìn)一步的，所述步驟s1中，礦山濾餅和堿激發(fā)劑的質(zhì)量比為1：0.1～0.5；反應(yīng)的溫度為20～60℃，反應(yīng)的時(shí)間為60～120min。
10、進(jìn)一步的，所述步驟s2中，改性劑包括偏硅酸鈉和/或偏硅酸鉀；改性劑的用量為礦山濾餅質(zhì)量的5～15％。
11、進(jìn)一步的，所述步驟s2中，改性反應(yīng)的溫度為30～70℃，改性反應(yīng)的時(shí)間為30～180min。
12、進(jìn)一步的，所述步驟s3中，穩(wěn)定劑包括聚乙烯醇和/或羧甲基纖維素；所述穩(wěn)定劑的用量為礦山濾餅質(zhì)量的2～10％。
13、進(jìn)一步的，所述步驟s3中，穩(wěn)定化反應(yīng)的溫度為25～65℃，穩(wěn)定化反應(yīng)的時(shí)間為60～180min。
14、進(jìn)一步的，所述步驟s4中，成型處理的壓力為10～20mpa，成型處理的時(shí)間為5～10min；
15、所述養(yǎng)護(hù)處理的溫度為20～30℃，養(yǎng)護(hù)處理的濕度為90～95％，養(yǎng)護(hù)處理的時(shí)間為7～14天。
16、本專利技術(shù)提供了上述制備方法所制備的膠凝材料。
17、本專利技術(shù)還提供了上述膠凝材料在土壤重金屬吸附中的應(yīng)用，該膠凝材料用于被重金屬污染的土壤，降低土壤中重金屬的含量，減少植物對(duì)重金屬的吸收。
18、經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益效果如下：
19、1、資源利用率顯著提高：本專利技術(shù)充分利用了礦山濾餅這一工業(yè)廢棄物，將其轉(zhuǎn)化為具有膠凝性能的材料，極大地提高了資源利用率。礦山濾餅通常被視為廢棄物，處理成本高且對(duì)環(huán)境造成負(fù)擔(dān)。通過本方法，不僅減少了廢棄物的排放，還將其變廢為寶，實(shí)現(xiàn)了資源的循環(huán)利用，符合綠色環(huán)保的發(fā)展理念。。
20、2、環(huán)境影響顯著降低：本專利技術(shù)在制備過程中，減少了傳統(tǒng)膠凝材料生產(chǎn)中的高溫?zé)骗h(huán)節(jié)，從而大幅降低了能源消耗和二氧化碳排放。此外，利用礦山濾餅作為原料，減少了廢棄物的堆存和處理，有效降低了環(huán)境污染。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每利用1噸礦山濾餅，可減少約0.5噸的二氧化碳排放，具有顯著的環(huán)保效益。
21、3、吸附性能優(yōu)越：本專利技術(shù)制備的膠凝材料具有良好的土壤重金屬吸附性能。礦山濾餅中含有大量的硅酸鹽和鋁酸鹽等活性成分，經(jīng)堿激發(fā)劑激發(fā)后，生成的膠凝材料具有較大的比表面積和豐富的孔隙結(jié)構(gòu)，能夠有效吸附土壤中的重金屬離子，顯著改善土壤環(huán)境質(zhì)量。相較于傳統(tǒng)吸附材料，本膠凝材料在吸附效率和吸附容量上均有顯著提升。
22、4、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)化，成本降低：本專利技術(shù)的制備工藝相對(duì)簡(jiǎn)便，主要包括混合、反應(yīng)、成型和養(yǎng)護(hù)等步驟，操作簡(jiǎn)單，易于工業(yè)化生產(chǎn)。現(xiàn)有技術(shù)中，膠凝材料的制備往往需要復(fù)雜的工藝流程和昂貴的設(shè)備投入，而本專利技術(shù)通過優(yōu)化工藝流程，降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。
23、5、產(chǎn)品性能穩(wěn)定：本專利技術(shù)通過引入改性劑和穩(wěn)定劑，制備的膠凝材料具有良好的物理和化學(xué)穩(wěn)定性。改性劑能夠改善膠凝材料的力學(xué)性能和耐久性，穩(wěn)定劑則能夠有效防止膠凝材料在儲(chǔ)存和使用過程中的性能衰減。相較于現(xiàn)有膠凝材料，本產(chǎn)品在長(zhǎng)期使用過程中性能更加穩(wěn)定，使用壽命更長(zhǎng)。
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1.一種利用礦山濾餅制備的膠凝材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中，礦山濾餅的含水量為30～40％；所述堿激發(fā)劑包括氫氧化鉀溶液或氫氧化鈉溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中，礦山濾餅和堿激發(fā)劑的質(zhì)量比為1：0.1～0.5；反應(yīng)的溫度為20～60℃，反應(yīng)的時(shí)間為60～120min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S2中，改性劑包括偏硅酸鈉和/或偏硅酸鉀；改性劑的用量為礦山濾餅質(zhì)量的5～15％。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S2中，改性反應(yīng)的溫度為30～70℃，改性反應(yīng)的時(shí)間為30～180min。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S3中，穩(wěn)定劑包括聚乙烯醇和/或羧甲基纖維素；所述穩(wěn)定劑的用量為礦山濾餅質(zhì)量的2～10％。
7.根據(jù)權(quán)利要求2、3或6所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S3中，穩(wěn)定化反應(yīng)的溫度為25～65℃，穩(wěn)定化反應(yīng)的
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S4中，成型處理的壓力為10～20MPa，成型處理的時(shí)間為5～10min；
9.權(quán)利要求1～8任一項(xiàng)所述制備方法所制備的膠凝材料。
10.權(quán)利要求9所述的膠凝材料在土壤重金屬吸附中的應(yīng)用。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種利用礦山濾餅制備的膠凝材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟s1中，礦山濾餅的含水量為30～40％；所述堿激發(fā)劑包括氫氧化鉀溶液或氫氧化鈉溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述步驟s1中，礦山濾餅和堿激發(fā)劑的質(zhì)量比為1：0.1～0.5；反應(yīng)的溫度為20～60℃，反應(yīng)的時(shí)間為60～120min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，所述步驟s2中，改性劑包括偏硅酸鈉和/或偏硅酸鉀；改性劑的用量為礦山濾餅質(zhì)量的5～15％。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述步驟s2中，改性反應(yīng)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：韓小嬌，卓仁英，陸鑄疇，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)研究所，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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