一种钼尾矿地聚物胶凝材料的制备方法
技术领域
本发明属于无机胶凝材料技术领域，特别涉及一种钼尾矿地聚物胶凝材料的制备方法。
背景技术
我国钼矿资源丰富，位居世界首位，但由于钼矿石品位通常较低，经选矿后绝大部分都以尾矿形式排出，大量钼尾矿的堆积，给周围的生态环境和人们的生存健康带来极大危害，存在极大的安全隐患。另一方面，钼尾矿除含有极少量的有价伴生元素外，主要由方解石和白云石等组成，其中主要成分为SiO2(含量接近80％)，其它杂质含量较低，主要为氧化铁、氧化铝、氧化钾等金属氧化物，是良好的硅铝原料，具有巨大的资源利用前景。因此，结合钼尾矿资源的特点，积极开展其综合利用，即有利于废弃物的资源回收，又有利于区域环境的保护。
地聚物材料是近年来研究较多的一种新型无机硅铝质胶凝材料。自法国科学家Joseph Dav-idovits于1985年提出地聚物的概念后，地聚物的研究已得到广泛关注。地聚物材料具有机械性好、耐久性强、耐酸碱腐蚀、耐火耐高温等优良性能，且还具有完美代替水泥的胶凝性能，在建筑材料、高强材料、核废料固封材料和耐高温材料等方面都有一定应用。
目前制备地聚物胶凝材料主要采用活性较高的硅铝原料，其高活性是指可溶性Si、Al的含量较高(碱性环境)，它们可直接参与地质聚合反应，但是对低活性硅铝质工业废弃物制备地聚物胶凝材料的研究还鲜有报道。
对低活性硅铝质原料进行活化预处理研究，用以提高低活性硅铝原料参与聚合反应的能力，不但可以扩大制备地聚物胶凝材料的原料来源，也将有利于地聚合材料更广泛的应用。本发明围绕钼尾矿制备地聚物胶凝材料开展研究，寻找广泛廉价的铝硅原料，制得环境友好的地聚物胶凝材料，具有非常重要的理论和应用价值。
发明内容
本发明的目的是提供了一种钼尾矿地聚物胶凝材料的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明涉及一种钼尾矿地聚物胶凝材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：
步骤1，原料预处理；将钼尾矿和粉煤灰分别磨碎至粉末状，得粉末混合物，
步骤2，地聚物浆料制备：所述粉末混合物与固体NaOH、KOH或两者混合物)混合，机械搅拌至混合均匀，放入马弗炉煅烧，冷却，与适量去离子水混合，得混合料；将混合料放入钢模中，压制成型，坯体用塑料薄膜密封，放在养护箱内养护，去掉密封薄膜，即得钼尾矿地聚物胶凝材料。
优选地，步骤1中，所述粉末混合物的粒径≤200目。
优选地，步骤1中，所述钼尾矿中SiO2的质量百分数为70％-85％，Al2O3的质量百分数为3％-6％；所述粉煤灰中SiO2的质量百分数为40％-50％，Al2O3的质量百分数为30％-40％。
优选地，步骤1中，所述钼尾矿与粉煤灰质量比为4:1。
优选地，步骤2中，所述粉末混合物与固体NaOH、KOH或两者混合物的质量比为5:1。
优选地，步骤2中，所述机械搅拌时间为5-10分钟。
优选地，步骤2中，所述煅烧温度为500-700℃，时间为30-90min。
优选地，步骤2中，所述混合料的液固比为0.4-0.6。
优选地，步骤2中，所述压制成型的压力为10-30MPa，所述钢模的规格为20cm×10cm×4cm。
优选地，步骤2中，所述养护箱中养护条件为在温度40～60℃、湿度90～95％养护箱内养护24～72小时。
在本发明的方法有以下优点：
(1)本发明采用钼尾矿为主要原料，实现废弃物二次资源有效利用，实现变废为宝，化害为利，同时也扩大制备地聚物胶凝材料的原料来源，将有利于地聚合材料更广泛的应用。
(2)本发明利用固体废弃物钼尾矿配以粉煤灰制备地聚物胶凝材料，不仅实现变废为宝，且工艺简单、成本低、能耗小，为钼尾矿的综合利用提供了一条有效途径。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。应当指出的是，以下的实施实例只是对本发明的进一步说明，但本发明的保护范围并不限于以下实施例。
实施例1
本发实施例涉及一种钼尾矿地聚物胶凝材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：
步骤1，原料预处理；将钼尾矿和粉煤灰分别磨碎至粉末状，得粉末混合物，
步骤2，地聚物浆料制备：所述粉末混合物与固体NaOH混合，机械搅拌至混合均匀，放入马弗炉煅烧，冷却，与适量去离子水混合，得混合料；将混合料放入钢模中，压制成型，坯体用塑料薄膜密封，放在养护箱内养护，去掉密封薄膜，即得钼尾矿地聚物胶凝材料。
其中，步骤1中，所述粉末混合物的粒径≤200目；所述钼尾矿中SiO2的质量百分数为70％，Al2O3的质量百分数为3％；所述粉煤灰中SiO2的质量百分数为40％，Al2O3的质量百分数为30％；所述钼尾矿与粉煤灰质量比为4:1。
步骤2中，所述粉末混合物与固体NaOH的质量比为5:1；所述机械搅拌时间为5分钟；所述煅烧温度为500℃，时间为30min；所述混合料的液固比为0.4；所述压制成型的压力为10MPa，所述钢模的规格为20cm×10cm×4cm；所述养护箱中养护条件为在温度40℃、湿度90％养护箱内养护24小时。
实施例2
本发实施例涉及一种钼尾矿地聚物胶凝材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：
步骤1，原料预处理；将钼尾矿和粉煤灰分别磨碎至粉末状，得粉末混合物，
步骤2，地聚物浆料制备：所述粉末混合物与固体KOH混合，机械搅拌至混合均匀，放入马弗炉煅烧，冷却，与适量去离子水混合，得混合料；将混合料放入钢模中，压制成型，坯体用塑料薄膜密封，放在养护箱内养护，去掉密封薄膜，即得钼尾矿地聚物胶凝材料。
其中，步骤1中，所述粉末混合物的粒径≤200目；所述钼尾矿中SiO2的质量百分数为85％，Al2O3的质量百分数为6％；所述粉煤灰中SiO2的质量百分数为50％，Al2O3的质量百分数为40％；所述钼尾矿与粉煤灰质量比为4:1。
步骤2中，所述粉末混合物与固体KOH的质量比为5:1；所述机械搅拌时间为10分钟；所述煅烧温度为700℃，时间为90min；所述混合料的液固比为0.6；所述压制成型的压力为30MPa，所述钢模的规格为20cm×10cm×4cm；所述养护箱中养护条件为在温度60℃、湿度95％养护箱内养护72小时。
实施例3
本发实施例涉及一种钼尾矿地聚物胶凝材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：
步骤1，原料预处理；将钼尾矿和粉煤灰分别磨碎至粉末状，得粉末混合物，
步骤2，地聚物浆料制备：所述粉末混合物与固体NaOH与KOH的混合物混合，机械搅拌至混合均匀，放入马弗炉煅烧，冷却，与适量去离子水混合，得混合料；将混合料放入钢模中，压制成型，坯体用塑料薄膜密封，放在养护箱内养护，去掉密封薄膜，即得钼尾矿地聚物胶凝材料。
其中，步骤1中，所述粉末混合物的粒径为≤200目；所述钼尾矿中SiO2的质量百分数为77.54％，Al2O3的质量百分数为4.25％；所述粉煤灰中SiO2的质量百分数为46.32％，Al2O3的质量百分数为33.47％；所述钼尾矿与粉煤灰质量比为4:1。
步骤2中，所述粉末混合物与固体NaOH与KOH的混合物的质量比为5:1；所述机械搅拌时间为10分钟；所述煅烧温度为600℃，时间为60min；所述混合料的液固比为0.6；所述压制成型的压力为20MPa，所述钢模的规格为20cm×10cm×4cm；所述养护箱中养护条件为在温度50℃、湿度95％养护箱内养护72小时。
本发明实施例制备得到地聚物胶凝材料样品，经测试其抗压强度23.2MPa。
在本发明的方法有以下优点：本发明采用钼尾矿为主要原料，实现废弃物二次资源有效利用，实现变废为宝，化害为利，同时也扩大制备地聚物胶凝材料的原料来源，将有利于地聚合材料更广泛的应用；另外，本发明利用固体废弃物钼尾矿配以粉煤灰制备地聚物胶凝材料，不仅实现变废为宝，且工艺简单、成本低、能耗小，为钼尾矿的综合利用提供了一条有效途径。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质。
