一种用矿山尾矿渣和锂渣制备复合矿物掺合料的方法与流程

1.本发明涉及尾矿处理技术领域，特别是涉及一种用矿山尾矿渣和锂渣制备复合矿物掺合料的方法。

背景技术：

2.尾矿渣是选矿厂对金属矿石选别后留下的残余脉石、矿砂。通常占矿石总量的50％～90％。主要化学成分为二氧化硅、氧化铁、氧化铝、氧化钙等，有的还含有金属或稀有金属。
3.尾矿渣一般以浆状从选矿厂排出，粒度通常为0.001～1毫米,干化后易扬尘,污染大气环境。主要采取筑坝堆存处置。可从中回收有金属或稀有金属,或用作填充材料和制造建筑材料等。
4.而锂渣是锂矿石(锂云母、锂辉岩)生产锂盐过程中排出的残渣，现有锂矿石提锂盐工艺产出的锂渣颗粒很细，外排堆放对周边环境粉尘污染严重，影响当地居民正常生活，同时含酸含碱的渣水流出影响周边地区生态平衡。锂盐生产企业每年因生产碳酸锂、氢氧化锂等产品需额外缴纳处置费且易引发环保污染问题，因此如何实现对锂渣的资源化利用是当前急需解决的问题。
5.目前，公开号为cn108840710a的中国专利公开了一种利用锂尾矿及钢渣尾矿生产发泡陶瓷建筑保温材料的方法，将锂尾矿、钢渣尾矿、粘土原料、发泡材料a、水按一定比例配料，混合磨细后过筛除铁，放入泥浆池，压滤成泥饼，然后练泥，练泥过程中加入发泡材料b聚苯颗粒，练泥挤出的泥段挤压成型为发泡陶瓷湿坯，湿坯送入隧道窑干燥，再按一定的烧成制度在节能双层隧道窑内高温1100～1200℃烧成毛坯砖，加工切割后得到成品。
6.该方法在一定程度上解决了尾矿渣和锂渣的资源化利用，而本发明则通过另一种思路，旨在提供一种应用广泛的、对于尾矿渣和锂渣消耗更大的使用方法，以提升尾矿渣和锂渣的工业应用前景。

技术实现要素：

7.本发明针对上述技术问题，克服现有技术的缺点，提供一种用矿山尾矿渣和锂渣制备复合矿物掺合料的方法。
8.为了解决以上技术问题，本发明提供一种用矿山尾矿渣和锂渣制备复合矿物掺合料的方法。
9.技术效果：本发明主要使用矿山尾矿渣和锂渣生产制备复合矿物掺合料，应用在混凝土中作掺合料使用，生产制得的掺合料能够代替部分水泥使用以填充水泥的空隙，且掺合料的流动性、与减水剂的相容性等各方面性能远高于水泥，能够实现对尾矿渣和锂渣的处理达到环保、节能、绿的目的，因此具有良好的工业前景和社会效益。
10.本发明进一步限定的技术方案是：一种用矿山尾矿渣和锂渣制备复合矿物掺合料的方法，包括如下重量组分的物质：
[0011][0012]
2.根据权利要求1所述的一种用矿山尾矿渣和锂渣制备复合矿物掺合料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0013]
s1，按比例称取定量的尾矿渣和锂渣，将二者混合并烘干；
[0014]
s2，按比例称取取定量石膏和生石灰，将其投入鄂式破碎机破碎后，依次加入步骤s1得到的混合料中；
[0015]
s3，按比例向步骤s2中得到的混合料内添加矿物表面活化剂，并将所有物料混合研磨成粉料；
[0016]
s4，将步骤s3中制得的研磨粉料经过选粉后得到复合矿物掺合料成品，将掺合料成品入库封存。
[0017]
进一步的，步骤s1中使用的尾矿渣是矿山选矿厂通过选矿后剩余的颗粒物料，尾矿渣的放射性、浸出毒性和掺合料性能均需要符合相关标准的规定。
[0018]
前所述的一种用矿山尾矿渣和锂渣制备复合矿物掺合料的方法，步骤s1中使用的锂渣为：锂矿经过焙烧、水选锂矿和复合矿后剩下渣料，渣料通过过滤净化所得的颗粒物料即为锂渣。
[0019]
前所述的一种用矿山尾矿渣和锂渣制备复合矿物掺合料的方法，矿物表面活化剂由如下重量组分物质形成：
[0020][0021]
前所述的一种用矿山尾矿渣和锂渣制备复合矿物掺合料的方法，烷基醇胺为三乙醇胺或二乙醇胺或三异丙醇胺中的一种或多种。
[0022]
前所述的一种用矿山尾矿渣和锂渣制备复合矿物掺合料的方法，步骤s4中形成复合掺合料后，复合掺合料的比表面积需达到450～550m2/kg。
[0023]
本发明的有益效果是：
[0024]
(1)本发明中，锂渣是硫酸法制备碳酸锂工艺形成的副产品，锂辉石经过高温短少后，加入浓硫酸焙烧，充分反应后中和残酸得到浆料，浸出处理后得到锂渣；作为固废渣的一种，锂渣的堆积和处理是需要解决的一大难题，本发明中通过锂渣和尾矿渣制作复合矿掺合料，能够解决锂渣和尾矿渣的堆积存放问题，提升锂渣的工业前景；由于锂渣比表面积
高、流动性差，因此本发明在锂渣中混入一定比例的尾矿渣以解决上述问题，将锂渣和尾矿渣混合应用在复合矿物掺合料中后，能够提升加入掺合料的混凝土的早期强度；
[0025]
(2)本发明中，对于锂渣的应用，大部分是将锂渣当做混合材使用，掺入量较少，因此对于锂渣的使用量和处理能力较低，而本发明将锂渣作为掺合料的主要材料使用，能够极大程度上提升锂渣的处理量，将锂渣与尾矿渣混合，能够解决锂渣水分大、烘干难的问题，同时能够防止锂渣在掺入过程中起灰扬尘污染环境；
[0026]
(3)本发明中，利用锂渣优良的可磨性，能够起到滚珠减阻效应，在掺合料入磨时提高掺合料的细度，同时制备混凝土时，能够大大提升混凝土的强度，减少水泥中形成的空隙，减少有害孔，增加凝胶孔的数量，提升水泥的抗冻性；另外使用锂渣和尾矿渣制备掺合料，能够减少所需的成本，使得掺合料的工业前景增加；
[0027]
(4)本发明中，锂渣加入掺合料后，由于其密度小于水泥，在一定程度上会影响混凝土的坍落度，但加入矿渣、石膏和生石灰后，能够提升混凝土的坍落度，满足混凝土泵送的要求；同时混凝土中加入锂渣和石膏后，能够使得混凝土的黏聚性更好，提升混凝土的早期强度，而尾矿渣则能够提升混凝土的拌合时的和易性，使得混凝土的质量更加均匀，成型密实；
[0028]
(5)本发明中，由于锂渣与水具有较强的亲和力，混凝土中加入锂渣后，泌水性降低，容易振捣密实，防止混凝土后期表面水分丧失产生的细微裂痕，掺合料中的锂渣、尾矿渣和石膏等并非简单叠加，相互配合能够发挥各自的形态效应、活性效应和微集料填充效应，从而形成超叠加效应，使用尾矿渣和锂渣制作复合矿物掺合料，能够节约大量水泥，将废料重复利用，减少了固废料的存储压力，降低了工程造价，对于废渣的有效利用和环境保护起到了重要的作用。
附图说明
[0029]
图1为实施例1的工艺流程图。
具体实施方式
[0030]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图及具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
[0031]
本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
[0032]
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
[0033]
本实施例提供的一种用矿山尾矿渣和锂渣制备复合矿物掺合料的方法，结构如图1所示，该方法用到的主要材料有：重量组分为65～75份的尾矿渣；20～30份锂渣；2～8份石膏和生石灰；以及0.05～0.2份矿物表面活化剂。本方法中采用的锂渣是锂辉石经硫酸法制备碳酸锂工艺形成的副产品。
[0034]
本方法具体生产的步骤如下：
[0035]
s1，按比例称取定量的尾矿渣和锂渣，将称取所得的物料混合并烘干。
[0036]
本步骤中使用的尾矿渣是矿山选矿厂通过选矿后剩余的颗粒物料，尾矿渣的放射性、浸出毒性和掺合料性能均需要符合相关标准的规定。本步骤中使用的锂渣为：锂矿经过焙烧、水选锂矿和复合矿等多道工序后剩下渣料，将该渣料通过过滤净化所得的颗粒物料即为锂渣。
[0037]
s2，按照预定比例称取一定量的石膏和生石灰，将其投入颚式破碎机进行破碎，破碎至尾矿渣和锂渣相似颗粒大小后，依次加入步骤s1中得到的混合渣料内混合。
[0038]
s3，按照预定比例制作矿物表面活化剂，将得到的矿物表面活化剂投入步骤s2中制得的混合料内，并将所有物料混合研磨成粉料。
[0039]
s4，将上述步骤中制得的研磨粉料进过选粉，即得到复合矿物掺合料成品，并将复合矿物掺合料成品入库封存。在该步骤中研磨形成复合矿物掺合料后，复合掺合料的比表面积需达到450～550m2/kg。
[0040]
用该方法制得的复合矿物掺合料中的锂渣、尾矿渣和石膏等并非简单叠加，相互配合能够发挥各自的形态效应、活性效应和微集料填充效应，从而形成超叠加效应，在使用后能够大大减少水泥的用量，将固废渣应用在掺合料中以增加锂渣、尾矿渣应用的工业前景。
[0041]
在步骤s3中用到的矿物表面活化剂，配置的主要材料有：重量组分为35～40份的烷基醇胺；20～30份糖蜜；20～30份甘油；以及5～15份水。
[0042]
配置矿物表面活化剂时，使用的烷基醇胺为三乙醇胺或二乙醇胺或三异丙醇胺中的一种或多种。
[0043]
本发明中，对于制备而成的复合矿物掺合料的各项性能指标均进行了测试，性能测试参照jg/t 486-2015标准进行，不同实施例中物质配比如表1所示，测试结果如表2所示。
[0044]
表1不同实施案例复合掺合料配方表
[0045]
[0046][0047]
表2不同实施案例复合掺合料性能验证表
[0048][0049]
由表1和表2可知，各组分形成的复合矿物掺合料产品等级都达到jg/t486-2015混凝土用复合掺合料普通型ii级指标要求。其中，性能最佳的组别为实施例2，复合掺合料7d活性指数大78％，28d活性指数达85％，获得了较好的性能效果。
[0050]
本发明主要使用矿山尾矿渣和锂渣生产制备复合矿物掺合料，应用在混凝土中作掺合料使用，生产制得的掺合料能够代替部分水泥使用以填充水泥的空隙，且掺合料的流动性、与减水剂的相容性等各方面性能远高于水泥，能够实现对尾矿渣和锂渣的处理达到环保、节能、绿的目的，因此具有良好的工业前景和社会效益。
[0051]
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

技术特征：

1.一种用矿山尾矿渣和锂渣制备复合矿物掺合料的方法，其特征在于，包括如下重量组分的物质：2.根据权利要求1所述的一种用矿山尾矿渣和锂渣制备复合矿物掺合料的方法，其特征在于，包括如下步骤：s1，按比例称取定量的尾矿渣和锂渣，将二者混合并烘干；s2，按比例称取取定量石膏和生石灰，将其投入鄂式破碎机破碎后，依次加入步骤s1得到的混合料中；s3，按比例向步骤s2中得到的混合料内添加矿物表面活化剂，并将所有物料混合研磨成粉料；s4，将步骤s3中制得的研磨粉料经过选粉后得到复合矿物掺合料成品，将掺合料成品入库封存。3.根据权利要求2所述的一种用矿山尾矿渣和锂渣制备复合矿物掺合料的方法，其特征在于：所述步骤s1中使用的尾矿渣是矿山选矿厂通过选矿后剩余的颗粒物料，尾矿渣的放射性、浸出毒性和掺合料性能均需要符合相关标准的规定。4.根据权利要求2所述的一种用矿山尾矿渣和锂渣制备复合矿物掺合料的方法，其特征在于，所述步骤s1中使用的锂渣为：锂矿经过焙烧、水选锂矿和复合矿后剩下渣料，渣料通过过滤净化所得的颗粒物料即为锂渣。5.根据权利要求2所述的一种用矿山尾矿渣和锂渣制备复合矿物掺合料的方法，其特征在于，所述矿物表面活化剂由如下重量组分物质形成：6.根据权利要求5所述的一种用矿山尾矿渣和锂渣制备复合矿物掺合料的方法，其特征在于：所述烷基醇胺为三乙醇胺或二乙醇胺或三异丙醇胺中的一种或多种。7.根据权利要求2所述的一种用矿山尾矿渣和锂渣制备复合矿物掺合料的方法，其特征在于：所述步骤s4中形成复合掺合料后，复合掺合料的比表面积需达到450～550m2/kg。

技术总结

本发明公开了一种用矿山尾矿渣和锂渣制备复合矿物掺合料的方法，涉及尾矿处理技术领域。该掺合料由以下固废渣为主原料制备而成：尾矿渣65～75份；锂渣20～30份；石膏和生石灰2～8份；矿物表面活化剂0.05～0.2份；本发明主要使用矿山尾矿渣和锂渣生产制备复合矿物掺合料，应用在混凝土中作掺合料使用，生产制得的掺合料能够代替部分水泥使用以填充水泥的空隙，且掺合料的流动性、与减水剂的相容性等各方面性能远高于水泥，能够实现对尾矿渣和锂渣的处理达到环保、节能、绿的目的，因此具有良好的工业前景和社会效益。良好的工业前景和社会效益。良好的工业前景和社会效益。