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专利号: 2022107292039
申请人: 华东交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种高胶凝活性的铜尾矿地聚物材料,其特征在于,所述高胶凝活性的铜尾矿地聚物是将硅铝质粉料在碱环境下激发其潜在活性,发生溶解‑解聚‑缩聚反应生成铜尾矿地聚物;

所述铜尾矿地聚物材料由硅铝质粉料和碱激发溶液组成;

所述硅铝质粉料包括:铜尾矿50‑75wt%、偏高岭土10‑30wt%、矿渣粉5‑20wt%;所述固体粉料的质量百分比和为100wt%;

所述碱激发溶液是复合碱料、减水剂和水的混合溶液,复合碱料含量是硅铝质粉料的

10‑30wt%,减水剂的质量浓度是1‑3wt%,水胶比为0.25‑0.35。

2.根据权利要求1所述的一种高胶凝活性的铜尾矿地聚物材料,其特征在于,所述硅铝2

质粉料的比表面积为300m/kg以上,粒径小于80μm的颗粒占90%以上。

3.根据权利要求1所述的一种高胶凝活性的铜尾矿地聚物材料,其特征在于,所述复合碱料由水玻璃和氢氧化钠复合配制,得到的碱激发溶液的模数为1.2‑2.0。

4.根据权利要求1所述的一种高胶凝活性的铜尾矿地聚物材料,其特征在于,所述减水剂为萘系列减水剂。

5.根据权利要求1所述的一种高胶凝活性的铜尾矿地聚物材料,其特征在于,所述解聚的反应方程式为:[‑Si‑O‑Si‑]+OH‑→Si(OH)4‑

溶液中OH的会依次破坏原料中的Al‑O‑Al、Si‑O‑Al、Si‑O‑Si桥氧连接高聚合共价键,铝硅酸盐前驱体在高碱性环境逐渐溶解,使得铜尾矿中玻璃相发生解聚反应。

6.根据权利要求1所述的一种高胶凝活性的铜尾矿地聚物材料,其特征在于,所述缩聚反应的方程式如下:

2+

Si(OH)4+Ca →C‑S‑H+H2O

‑ +

解聚反应生成的类似有机高分子单体的Si(OH)4、Al(OH) 4与溶液中的活性Ca发生缩聚反应生成网状结构的无机高聚合物,包括CSH凝胶、CAH凝胶。

7.根据权利要求1‑6任一项所述的一种高胶凝活性的铜尾矿地聚物材料的制备方法,其特征在于,所述方法采用添加复合碱料充分激发铜尾矿地聚物中玻璃相的解聚反应;添‑加偏高岭土、活性矿渣粉与解聚后的低聚合Si(OH)4和Al(OH) 4发生缩聚反应生成CS(A)H凝胶,实现铜尾矿、矿物掺和料、碱渣固体废弃物的资源化利用;具体步骤如下:(1)将原状铜尾矿烘干、粉磨破碎至粉末状,得到铜尾矿粉;

(2)按配比称取步骤(1)所述的铜尾矿粉、偏高岭土、矿渣粉,机械搅拌60s,混合均匀得到硅铝质粉料;

(3)将复合碱料、减水剂和水混合均匀,配制成碱激发溶液;

(4)将步骤(2)的硅铝质粉料与步骤(3)的碱激发溶液混合均匀,得到地聚物浆料;

(5)将步骤(4)的地聚物浆料装入标准模具中,用振实台或振动台成型,在养护箱养护

24h脱模,将试块在标准养护条件下养护至规定龄期,即得到所述铜尾矿地聚物。

8.根据权利要求5所述的一种高胶凝活性的铜尾矿地聚物材料,其特征在于,所述解聚反应生成的铝氧四面体 带负电荷,通过平衡铜尾矿中带正电荷的重金属离子,实现将重金属离子隔离在地聚物中的笼状晶体结构内。