技术领域
[0001] 本发明属于建筑材料技术领域，尤其涉及一种利用铜尾矿砂制作粉煤灰的方法。
相关背景技术
[0002] 铜尾矿的大量堆存造成了资源的严重浪费、制约了产废企业的正常生产、带来了的安全隐患；与此同时混凝土作为使用最为广泛的大宗建材产品，在禁止开采河砂后，混凝土的重要原材料建筑用砂的价格不断攀升，同时由于我国长江以南区域火电厂较少，粉煤灰相对缺乏，价格连年攀升，原材料价格的不断上涨导致混凝土的生产成本不断增加，亟需寻找新的廉价替代原材料，因此提出一种利用铜尾矿砂制作粉煤灰的方法。
具体实施方式
[0016] 以下实施例对本申请作进一步详细说明。
[0017] 一种利用铜尾矿砂制作粉煤灰的方法，包括以下步骤：
[0018] S1：将85‑105份铜尾矿原料与水均匀混合，得到固含量为50‑80％的混合物，加入湿式球磨机中，加入研磨介质和30‑38份的矿渣粉后进行研磨，研磨完后筛分取出所述研磨介质，得到混合铜尾矿砂浆料；
[0019] S2：将混合铜尾矿砂浆料烘箱中恒温干燥2h，将干燥的铁尾矿置于等离子体球磨机中，并加入活性激发剂和三聚磷酸钠后，混合球磨，得到改性铜尾矿砂，其中，活性激发剂和三聚磷酸钠的质量比为(2‑8)：(1‑3)。
[0020] 所述活性激发剂包括磷石膏、氧化钙以及水玻璃，所述磷石膏、氧化钙以及水玻璃的质量比为(3‑9)：(1‑5)：(2‑6)。
[0021] 在本申请之前，粉煤灰相对缺乏，价格连年攀升，原材料价格的不断上涨导致混凝土的生产成本不断增加，亟需寻找新的廉价替代原材料。
[0022] 针对上述技术问题，本申请通过湿法机械粉磨和化学处理的双重活化作用下破坏铜尾矿砂原有的稳定硅铝结构，释放尾矿中的惰性硅铝组分，将铜尾矿中的惰性成分活化，提升尾矿活性，提升混凝土抗压强度，使得所得铜尾矿混合材能够大量的替代粉煤灰；
[0023] 用湿法研磨铜尾矿砂，在热处理的作用下，能够促进铜尾矿颗粒表面化学键断裂，从而激发铜尾矿砂的活性，并且矿渣粉的含钙量较高，在研磨的过程中与活性物质协同作用可以加速激发铜尾矿砂的活性，显著提高混凝土材料的抗压强度。
[0024] 本申请中涉及的重要组分若无特殊说明，均购自市售产品。
[0025] 制备例1‑制备例4为活性激发剂的制备例，具体如下：
[0026] 制备例1
[0027] 按磷石膏、氧化钙以及水玻璃质量比为3：5：2称取混合；
[0028] 制备例2
[0029] 按磷石膏、氧化钙以及水玻璃质量比为5：4：3称取混合；
[0030] 制备例3
[0031] 按磷石膏、氧化钙以及水玻璃质量比为7：3：5称取混合；
[0032] 制备例4
[0033] 按磷石膏、氧化钙以及水玻璃质量比为9：1：6称取混合；
[0034] 实施例1
[0035] 将85kg铜尾矿原料与水均匀混合，得到固含量为50％的混合物，加入湿式球磨机中，温度范围设置为50℃，加入研磨介质和30kg的矿渣粉后进行研磨，研磨时间为1h，所述湿式球磨机的磨机转速为700r/min，研磨完后筛分取出所述研磨介质，得到混合铜尾矿砂浆料，研磨后的铜尾矿的粒径在1000μm；
[0036] 将混合铜尾矿砂浆料烘箱中恒温干燥，恒温干燥的时间为50min，恒温干燥的温度为400℃，将干燥的铁尾矿置于等离子体球磨机中，并加入5kg活性物质后，混合球磨，混合球磨1h，球磨转速300r/min，得到改性铜尾矿砂，其中，活性激发剂和三聚磷酸的质量比为1∶2，采用制备例1制备的活性激发剂。
[0037] 实施例2
[0038] 将95kg铜尾矿原料与水均匀混合，得到固含量为70％的混合物，加入湿式球磨机中，温度范围设置为60℃，加入研磨介质和34kg的矿渣粉后进行研磨，研磨时间为1.5h，所述湿式球磨机的磨机转速为1000r/min，研磨完后筛分取出所述研磨介质，得到混合铜尾矿砂浆料，研磨后的铜尾矿的粒径在1250μm；
[0039] 将混合铜尾矿砂浆料烘箱中恒温干燥，恒温干燥的时间为85min，恒温干燥的温度为500℃，将干燥的铁尾矿置于等离子体球磨机中，并加入7kg活性物质后，混合球磨，混合球磨1.5h，球磨转速400r/min，得到改性铜尾矿砂，其中，活性激发剂和三聚磷酸的质量比为1∶2，采用制备例1制备的活性激发剂。
[0040] 实施例3
[0041] 将105kg铜尾矿原料与水均匀混合，得到固含量为80％的混合物，加入湿式球磨机中，温度范围设置为70℃，加入研磨介质和38kg的矿渣粉后进行研磨，研磨时间为2h，所述湿式球磨机的磨机转速为1200r/min，研磨完后筛分取出所述研磨介质，得到混合铜尾矿砂浆料，研磨后的铜尾矿的粒径在1500μm；
[0042] 将混合铜尾矿砂浆料烘箱中恒温干燥，恒温干燥的时间为120min，恒温干燥的温度为600℃，将干燥的铁尾矿置于等离子体球磨机中，并加入活性物质后，混合球磨，混合球磨2h，球磨转速500r/min，得到改性铜尾矿砂，其中，活性激发剂和三聚磷酸的质量比为1∶2，采用制备例1制备的活性激发剂。
[0043] 将实施例1‑实施例3制备得到改性铜尾矿砂代替粉煤灰加入到制备混凝土材料中，将该混凝土制备得到100mm*100mm*100mm的立方体试块，根据《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081‑2002中试验规定，进行混凝土抗压强度试验，试验结果如表1所示：
[0044]7d(MPa) 28d(MPa)
实施例1 18.56 31.57
实施例2 20.89 33.52
实施例3 17.35 30.18
[0045] 通过上述测试结果可知，实施例1‑3采用本申请制备的改性改性铜尾矿砂代替粉煤灰加入到制备混凝土材料中，7d的抗压强度能达到20MPa以上，28d抗压强度能够达到33MPa以上，湿法机械粉磨和化学处理的双重活化作用下破坏铜尾矿砂原有的稳定硅铝结构，释放尾矿中的惰性硅铝组分，将铜尾矿中的惰性成分活化，提升尾矿活性，提升混凝土抗压强度，使得所得铜尾矿混合材能够大量的替代粉煤灰；
[0046] 用湿法研磨铜尾矿砂，在热处理的作用下，能够促进铜尾矿颗粒表面化学键断裂，从而激发铜尾矿砂的活性，并且矿渣粉的含钙量较高，在研磨的过程中与活性物质协同作用可以加速激发铜尾矿砂的活性。
[0047] 发明人发现，所述活性激发剂和三聚磷酸钠的配比对混凝土的抗压强度有影响，因此，本申请以实施例2为基础，设计实施例4‑实施例6，在实施例4‑实施例6中，除活性激发剂和三聚磷酸钠的配比变化外，其他都不变，制备方法也不变，具体见表2。
[0048] 实施例4 实施例6 实施例7活性激发剂 1 1 1
三聚磷酸钠 3 1 0.5
[0049] 表2
[0050] 将实施例4‑实施例6制备得到改性铜尾矿砂代替粉煤灰加入到制备混凝土材料中，将该混凝土制备得到100mm*100mm*100mm的立方体试块，根据《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081‑2002中试验规定，进行混凝土抗压强度试验，试验结果如表3所示：
[0051]7d(MPa) 28d(MPa)
实施例4 20.73 33.98
实施例5 22.13 33.54
实施例6 21.85 33.65
[0052] 表3
[0053] 通过上述测试结果可知，其中，通过实施例4‑6配合实施例2，可以看出，当活性激发剂和三聚磷酸钠的比例1∶(0.5‑2)时，逐步提升三聚磷酸钠的比例时，制备的混凝土的7d的抗压强度达到高峰，28d的抗压强度变化不大；
[0054] 当活性激发剂和三聚磷酸钠的比例1∶(2‑3)时，逐步提升三聚磷酸钠的比例时，制备的混凝土的7d的抗压强度逐渐下降，28d的抗压强度变化不大。
[0055] 发明人发现，所述磷石膏、氧化钙以及水玻璃的质量比对混凝土的抗压强度有影响，因此，本申请以实施例2为基础，设计实施例7‑实施例9，在实施例7‑实施例9中，除活性激发剂和三聚磷酸钠的配比变化外，其他都不变，制备方法也不变。
[0056] 实施例7
[0057] 将95kg铜尾矿原料与水均匀混合，得到固含量为70％的混合物，加入湿式球磨机中，温度范围设置为60℃，加入研磨介质和34kg的矿渣粉后进行研磨，研磨时间为1.5h，所述湿式球磨机的磨机转速为1000r/min，研磨完后筛分取出所述研磨介质，得到混合铜尾矿砂浆料，研磨后的铜尾矿的粒径在1250μm；
[0058] 将混合铜尾矿砂浆料烘箱中恒温干燥，恒温干燥的时间为85min，恒温干燥的温度为500℃，将干燥的铁尾矿置于等离子体球磨机中，并加入7kg活性物质后，混合球磨，混合球磨1.5h，球磨转速400r/min，得到改性铜尾矿砂，其中，活性激发剂和三聚磷酸的质量比为1∶2，采用制备例2制备的活性激发剂。
[0059] 实施例8
[0060] 将95kg铜尾矿原料与水均匀混合，得到固含量为70％的混合物，加入湿式球磨机中，温度范围设置为60℃，加入研磨介质和34kg的矿渣粉后进行研磨，研磨时间为1.5h，所述湿式球磨机的磨机转速为1000r/min，研磨完后筛分取出所述研磨介质，得到混合铜尾矿砂浆料，研磨后的铜尾矿的粒径在1250μm；
[0061] 将混合铜尾矿砂浆料烘箱中恒温干燥，恒温干燥的时间为85min，恒温干燥的温度为500℃，将干燥的铁尾矿置于等离子体球磨机中，并加入7kg活性物质后，混合球磨，混合球磨1.5h，球磨转速400r/min，得到改性铜尾矿砂，其中，活性激发剂和三聚磷酸的质量比为1∶2，采用制备例3制备的活性激发剂。
[0062] 实施例9
[0063] 将95kg铜尾矿原料与水均匀混合，得到固含量为70％的混合物，加入湿式球磨机中，温度范围设置为60℃，加入研磨介质和34kg的矿渣粉后进行研磨，研磨时间为1.5h，所述湿式球磨机的磨机转速为1000r/min，研磨完后筛分取出所述研磨介质，得到混合铜尾矿砂浆料，研磨后的铜尾矿的粒径在1250μm；
[0064] 将混合铜尾矿砂浆料烘箱中恒温干燥，恒温干燥的时间为85min，恒温干燥的温度为500℃，将干燥的铁尾矿置于等离子体球磨机中，并加入7kg活性物质后，混合球磨，混合球磨1.5h，球磨转速400r/min，得到改性铜尾矿砂，其中，活性激发剂和三聚磷酸的质量比为1∶2，采用制备例4制备的活性激发剂。
[0065] 将实施例7‑实施例9制备得到改性铜尾矿砂代替粉煤灰加入到制备混凝土材料中，将该混凝土制备得到100mm*100mm*100mm的立方体试块，根据《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081‑2002中试验规定，进行混凝土抗压强度试验，试验结果如表4所示：
[0066]7d(MPa) 28d(MPa)
实施例7 22.14 34.23
实施例8 22.45 34.61
实施例9 21.24 33.52
[0067] 表4
[0068] 通过上述测试结果可知，其中，通过实施例4‑6配合实施例2，可以看出，磷石膏、氧化钙以及水玻璃质量比为(5‑7)：(4‑3)：(3‑5)时，7d的抗压强度达到22MPa，28d的抗压强度达到34MPa；
[0069] 氧化钙活性激发铜尾矿中的二氧化硅，使其晶体化，氧化钙与二氧化硅发生化学反应生成硅酸钙，形成了新的化学键，同时也改变了微观孔隙结构，再通过磷石膏以及水玻璃的协同作用，使铜尾矿中的Ca‑O键、Si‑O键、Al‑O键断裂，激发尾铜尾矿内钙、硅、铝等离子的反应活性，可进一步提高混凝土内部水化产物的生成，加快水化进程，水化生成的产物填补内部孔隙，提高混凝土整体密实性，减少有害离子的侵蚀通道，进而有效提高混凝土的抗压强度。
[0070] 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。
