一種防水砂漿及其制備方法
【專利摘要】本發明屬于建筑材料領域，具體涉及一種以反浮選硅質尾礦為主要原料的防水砂漿及其制備方法，首先按反浮選硅質尾礦粉為50～75wt％，水泥為25～50wt％配料，加入到行星式攪拌機中攪拌，使原料充分混合均勻；然后加入占上述原料25～33.5wt％的水，采取攪拌制度攪拌后，裝模，在膠砂振動臺上振動成型；室溫放置后脫模，脫模后，進行養護制得防水砂漿產品。本發明具有環境友好、生產成本低、原料配方和生產工藝簡單、用途廣泛等特點，并開拓了反浮選硅質尾礦大宗高附加值利用的新方法；所制備的以反浮選硅質尾礦為主要原料的水泥基防水砂漿防水性和耐久性能優良。
【專利說明】
一種防水砂漿及其制備方法
技術領域
[0001]本發明屬于建筑材料領域，具體涉及一種以反浮選硅質尾礦為主要原料的防水砂楽■及其制備方法。
【背景技術】
[0002]礦產資源是人類生存和發展的重要物質基礎之一。隨著科學技術的發展，生產力水平的提高，人類利用礦產資源的種類與數量愈來愈廣。但伴隨著礦產資源的開采，尾礦的出產量也愈來愈大。全球尾礦年排放量在100億噸以上，其中我國尾礦年排放量高達15億噸以上。最新統計數據顯示:我國尾礦累積堆存量已接近150億噸。尾礦大量堆積會造成諸多社會問題。具體為:①環境問題。突出表現在土地侵占、植被破壞、土地退化、沙漠化以及粉塵污染、水體污染等。②引發地質災害等問題。尾礦庫中含有大量重金屬離子和化學藥劑，一旦發生事故，會對下游居民的生命和財產造成巨大的危害，對環境造成嚴重污染;③造成資源的嚴重浪費。尾礦中含有大量有待開發的有價組分，如有色金屬銅、鐵、鋅、鉛、錫等以及大量可用脈石石英、長石等。
[0003]—些發達國家尾礦的利用率可達60%以上，然而目前我國的礦山尾礦利用率很低，僅為18.9%，主要用于以下幾個方面:①尾礦再選、回收有價成分;②尾礦的干排和復墾;③尾礦充填采礦區；④尾礦生產建材。在公開的論文(F.L.da Silva,F.G.S.Araujo，Μ.P.Teixeira,R.C.Gomes,F.L.von Kriiger.tudy of the recovery and recycling oftailings from the concentrat1n of iron ore for the product1n of ceramic[J].Ceramics Internat1nal,2014,12:16085-16089.)中,F.L.da Silva等人成功利用鐵尾礦制備了陶瓷材料;在公開的論文(Yongliang Chen,Yimin Zhang,Tiejun Chen,YunliangZhao,Shenxu Ba0.Preparat1n of eco-friendly construct1n bricks from hematitetaiIings[J].Construct1n and Building Materials，2011，04:2107-2111.)中，Yongliang Chen等人利用低娃赤鐵礦成功制備了環保型蒸壓磚。說明尾礦在建材方面的潛力巨大；
[0004]研究表明，浮選尾礦是尾礦的重要組成部分。浮選通常包括正浮選和反浮選，其中反浮選尾礦表面更是吸附有大量浮選藥劑，浮選藥劑疏水端向外定向排列，在尾礦表面形成一層疏水層，使反浮選尾礦表現出疏水的特性。另一方面，反浮選尾礦的通常呈現為硅質的化學特性，這一點與砂漿中骨料的化學特性表現出一致性。
【發明內容】
[0005]本發明旨在克服現有技術缺陷，基于反浮選尾礦疏水的表面特性及硅質的化學的特性，提出一種防水砂漿及其制備方法，其屬于綠色環保型且能顯著降低防水材料成本的尾礦處理方法。
[0006]本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是:一種防水砂漿，其組分及其含量為:
[0007]反浮選娃質尾礦粉 50?75wt%;
[0008]水泥25 ?50wt%
[0009]還包括有占上述原料25?33.5wt%的水。
[0010]所述的防水砂漿的制備方法，首先按反浮選硅質尾礦粉為50?75wt%，水泥為25?50wt%配料，加入到行星式攪拌機中攪拌，使原料充分混合均勻;然后加入占上述原料25?33.5wt %的水，采取攪拌制度攪拌后，裝模，在膠砂振動臺上振動成型；室溫放置后脫模，脫模后，進行養護制得防水砂漿產品。
[0011 ] 按上述方案，所述的反浮選硅質尾礦的S12含量在70wt %以上，粒度范圍為0.38?0.074mmo
[0012]按上述方案，所述的水泥是硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥或復合硅酸鹽水泥。
[0013]按上述方案，所述的養護溫度20± 3°C，養護相對濕度90%以上。
[OOM]按上述方案，所述的攪拌制度是在攪拌葉自轉140±5r/min、公轉62±5r/min條件下攬摔I?4min，在攬摔葉自轉258± 10r/min、公轉125± 10r/min條件下攬摔0.5?2min。
[0015]按上述方案，所述的振動時間是2?5min；室溫放置時間12?48h。
[0016]按上述方案，行星式攪拌機中攪拌時間3?lOmin。
[0017]按上述方案，所述的反浮選硅質尾礦為采用活化劑為金屬離子，捕收劑為離子型捕收劑的常規工藝所得。
[0018]由于采用上述技術方案，本發明具有以下有益效果:
[0019]1、拓寬了尾礦回收利用的途徑，提高了尾礦的利用率。緩解與改善了因尾礦堆積而造成的一系列問題，實現了礦物資源綜合利用；
[0020]2、傳統防水砂漿所添加的聚合物防水劑價格昂貴，占了整個生產成本的絕大部分，而本發明取豐富且廉價的尾礦資源為主要制備原料，極大地降低了防水砂漿的制備成本；
[0021]3、傳統防水砂漿一般涂抹在墻體表面做防水層，抗沖擊性能差，易開裂滲水，使用壽命短，施工要求高。而本發明可用于砌塊，因為內部、表面是均一相而具有內部、表面都疏水的性質，極大地提高了防水砂漿的防水性質和耐久性。
[0022]4、本發明制備技術簡單，且結構密實，抗壓強度高，可用于防水防腐等基建工程；
[0023]因此，本發明具有環境友好、生產成本低、原料配方和生產工藝簡單、用途廣泛等特點，并開拓了反浮選硅質尾礦大宗高附加值利用的新方法;所制備的以反浮選硅質尾礦為主要原料的水泥基防水砂漿防水性和耐久性能優良。
【具體實施方式】
[0024]為了更好地理解本發明，下面結合實施例進一步闡明本發明的內容，但本發明的內容不僅僅局限于下面的實施案例。
[0025]為避免重復，先將本【具體實施方式】所要涉及到的原料或工藝參數同一描述如下，實施案例中不再贅述:
[0026]反浮選硅質尾礦所用的活化劑為金屬離子，所用的捕收劑為離子型捕收劑;反浮選硅質尾礦的S12含量在70wt%以上，粒度范圍為0.38?0.074mm;水泥可以是硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥或復合硅酸鹽水泥。吸水率米用標準BS EN 1925-1999(NaturaI stone test methods-Determinat1nof water absorpt1n coefficient by capillarity)進行測試。
[0027]實施例1
[0028]—種以反浮選硅質尾礦為主要原料的防水砂漿及其制備方法，該防水砂漿的組分及其含量是:反浮選娃質尾礦粉為50wt%，普通娃酸鹽水泥為50wt% ；
[0029]該防水砂漿的制備方法是:首先按上述原料組分及含量配料，加入到行星式攪拌機中攪拌3?1min，使原料充分混合均勻;然后加入上述原料33.5wt %的水，在攪拌葉自轉140 ±5r/min、公轉62 ±5r/min條件下攬摔I ?4min，在攬摔葉自轉258 土 10r/min、&Rl25土 10r/min條件下攪拌0.5?2min后，裝模，在膠砂振動臺上振動2?5min成型；室溫放置12?48h后脫模，脫模后，進行養護(溫度20±3°C，相對濕度90%以上)制得防水砂漿產品。
[0030]將尾礦換成常規石英砂(粒度為0.38?0.074mm)，重復上述步驟，制得對比產品。
[0031]本實施例所制備的防水砂漿產品結構密實，有良好的抗滲性及抗壓性。3d吸水率為37.23g/m2s0.5，后期吸水率有減小趨勢；3d抗壓強度達到30MPa以上，后期強度還有增長趨勢。對比產品結構密實，抗壓性能良好，抗滲性一般。3d吸水率為97.lSg/m2』.5，后期吸水率有減小趨勢;3d抗壓強度達到30MPa以上，后期強度還有增長趨勢。
[0032]實施例2
[0033]—種以反浮選硅質尾礦為主要原料的防水砂漿及其制備方法，該防水砂漿的組分及其含量是:反浮選硅質尾礦粉為66.7wt%，普通硅酸鹽水泥為33.3wt% ；
[0034]該防水砂漿的制備方法是:首先按上述原料組分及含量配料，加入到行星式攪拌機中攪拌3?1min，使原料充分混合均勻；然后加入上述原料29.26wt %的水，在攪拌葉自轉140 土 5r/min、公轉62 土 5r/min條件下攬摔I?4min，在攬摔葉自轉258 土 10r/min、公轉125± 10r/min條件下攪拌0.5?2min后，裝模，在膠砂振動臺上振動2?5min成型；室溫放置12?48h后脫模，脫模后，進行養護(溫度20±3°C，相對濕度90%以上)制得防水砂漿產品。
[0035]將尾礦換成常規石英砂(粒度為0.38?0.074mm)，重復上述步驟，制得對比產品。
[0036]本實施例所制備的水泥基防水砂漿產品結構密實，有良好的抗滲性及抗壓性。3d吸水率為61.35g/m2s0.5,后期吸水率有減小趨勢；3d抗壓強度達到1MPa以上，后期強度還有增長趨勢。對比產品結構密實，抗壓性能良好，抗滲性一般。3d吸水率為165.98g/m2s0.5，后期吸水率有減小趨勢;3d抗壓強度達到1MPa以上，后期強度還有增長趨勢。
[0037]實施例3
[0038]—種以反浮選硅質尾礦為主要原料的防水砂漿及其制備方法，該防水砂漿的組分及其含量是:反浮選硅質尾礦粉為75wt%，普通硅酸鹽水泥為25wt% ；
[0039]該防水砂漿的制備方法是:首先按上述原料組分及含量配料，加入到行星式攪拌機中攪拌3?1min，使原料充分混合均勻；然后加入上述原料25wt%的水，在攪拌葉自轉140 ±5r/min、公轉62 ±5r/min條件下攬摔I ?4min，在攬摔葉自轉258 土 10r/min、&Rl25土 10r/min條件下攪拌0.5?2min后，裝模，在膠砂振動臺上振動2?5min成型；室溫放置12?48h后脫模，脫模后，進行養護(溫度20±3°C，相對濕度90%以上)制得防水砂漿產品。
[0040]將尾礦換成常規石英砂(粒度為0.38?0.074mm)，重復上述步驟，制得對比產品。[0041 ]本實施例所制備的防水砂漿產品結構密實，有良好的抗滲性及抗壓性。3d吸水率為72.42g/m2s0.5，后期吸水率有減小趨勢;3d抗壓強度達到6MPa以上，后期強度還有增長趨勢。對比產品結構密實，抗壓性能良好，抗滲性一般。3d吸水率為278.TSgAi2Sth5,后期吸水率有減小趨勢;3d抗壓強度達到6MPa以上，后期強度還有增長趨勢。
[0042]上述實施例詳細說明了本發明的技術方案，并非是對本發明的保護范圍進行限制，凡根據本發明精神實質所作的任何簡單修改及等效結構變換或修飾，均應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
[0043]本【具體實施方式】通過改變反浮選尾礦與水泥的配比，制備了不同尾礦摻量的防水砂漿產品以及對比產品。通過對比發現，以反浮選硅質尾礦為主要原料制備的防水砂漿，能顯著降低水泥砂漿的吸水率，3d的吸水率可降低至37.SSg/m2』.5，后期吸水率有減小趨勢；對強度幾乎沒有影響，3d抗壓強度可達到30MPa以上，后期強度還有增長趨勢。而且，本發明結構密實，具有良好的抗滲性及抗壓性能。
[0044]因此，本【具體實施方式】具有利廢率高，工藝簡單及生產成本低的特點;所制備的以反浮選硅質尾礦為主要原料的水泥基防水砂漿吸水率低、抗滲性及抗壓性能優良。
【主權項】
1.一種防水砂楽，其組分及其含量為: 反浮選娃質尾礦粉 50?75wt%; 水泥25?50wt% 還包括有占上述原料25?33.5wt%的水。2.權利要求1所述的防水砂漿的制備方法，首先按反浮選硅質尾礦粉為50?75wt%，水泥為25?50wt%配料，加入到行星式攪拌機中攪拌，使原料充分混合均勻;然后加入占上述原料25?33.5wt%的水，采取攪拌制度攪拌后，裝模，在膠砂振動臺上振動成型；室溫放置后脫模，脫模后，進行養護制得防水砂漿產品。3.根據權利要求2所述的防水砂漿的制備方法，其特征在于所述的反浮選硅質尾礦的S12含量在70wt%以上，粒度范圍為0.38?0.074mm。4.根據權利要求2所述的防水砂漿的制備方法，其特征在于所述的水泥是硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥或復合硅酸鹽水泥。5.根據權利要求2所述的防水砂漿的制備方法，其特征在于所述的養護溫度20±3°C，養護相對濕度90%以上。6.根據權利要求2所述的防水砂漿的制備方法，其特征在于所述的攪拌制度是在攪拌葉自轉140±5r/min、公轉62±5r/min條件下攬摔I?4min，在攬摔葉自轉258 土 10r/min、公轉125± 10r/min條件下攬摔0.5?2min。7.根據權利要求2所述的防水砂漿的制備方法，其特征在于所述的振動時間是2?5min;室溫放置時間12?48h。8.根據權利要求2所述的防水砂漿的制備方法，其特征在于行星式攪拌機中攪拌時間3?1min09.根據權利要求2所述的防水砂漿的制備方法，其特征在于所述的反浮選硅質尾礦為采用活化劑為金屬離子，捕收劑為離子型捕收劑的常規工藝所得。
【文檔編號】C04B18/12GK105837123SQ201610259472
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年4月25日
【發明人】趙云良, 王偉, 宋少先, 劉惠
【申請人】武漢理工大學