铜尾矿改性制作胶结材料可行性的初探

　　摘 要：通过对铜尾矿的改性处理，令其替代部分的硅酸盐水泥胶凝材料，通过正交试验的分析方法得到如下结论：在本试验中，600 ℃及420m2/kg的条件下，铜尾矿活性最大；煅烧温度的提高相应地提高了尾矿的活性，而比表面积只在一定范围内的提高才有助于尾矿活化，超出该范围将导致反协同作用。

　　关键词：铜尾矿 活化 正交试验

　　中图分类号：TD926 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）04（b）-0075-02

　　矿山尾矿的处置一直是一个世界性的难题。随着人类对矿产资源的不断开采，尾矿排放量与日俱增。据不完全统计，我国现有800多个国营矿山和11万多个集体所有制矿山，积存的尾矿已达40多亿吨，而且每年还以1亿多吨的速率增长。矿石的平均品位低、杂，即矿石中所含的有益或有害杂质多且矿石中各种矿物的嵌布粒度细。由于贫矿多，所以选矿产生的尾矿多。仅就冶金工业而言，由于矿山开采而排放的固体废弃物已占我国冶金工业固体废物的50%以上。矿山固体废物的排放，不仅占用土地，而且还污染环境，尾矿坝也险情常现。据400多个尾矿库的统计，直接污染土地上百万亩，间接污染土地上千万亩。所以进一步开发综合利用尾矿，已成亟待解决的问题。现今铜尾矿的开发方式有代替粗、细骨料直接用于土木工程[1]，仿效粉煤灰[2]、矿渣粉[3]等替代部分水泥胶凝材料等。

　　本研究采用生态型胶凝材料取代传统的普通硅酸盐水泥，用尾矿部分取代水泥胶结材料，同时对如何提高铜尾矿的活性进行了可行性研究，提出了若干试验方法。

　　1 原材料与试验方法

　　本试验用原材料铜尾矿为承德铜兴矿业生产中排放废弃物，原材料主要化学组成见表1。

　　试验采用42.5普通硅酸盐水泥，ISO标准砂等标准材料进行试样制备。

　　2 试验方法

　　根据JGJ/T98-2010《砌筑砂浆配合比设计规程》确定砂浆配合比，采用基础配合比为胶凝材料∶ISO标准砂∶水=450∶1350∶360。由GB/T 17671 -1999《水泥胶砂强度检验方法（ISO 法）》制备标准的水泥胶砂40*40*160试样并进行相应的受力试验。

　　3 试验及数据分析

　　3.1 胶凝材料

　　将铜尾矿磨细至与42.5O普通硅酸盐水泥相同的细度350 m2/kg左右，通过调整铜尾矿所占总体胶凝材料的比例制备不同的试样，1#、2#分别对应水泥中含有225 g、150 g铜尾矿的试样，对于，其主要性能指标见表2

　　通过上表可以得到如下结论，虽然铜尾矿中存在着可以水化生成C-S-H的SiO2及CaO等原料，但其水化反映的程度远远弱于相应的硅酸盐水泥，导致了对应龄期的强度不足，因此提高铜尾矿的活性使其水化程度增加就十分有必要了。

　　3.2 提高活性措施