用鐵礬渣制備堿-礦渣水泥緩凝劑的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種廢渣處理，特別涉及一種用濕法煉鋅產(chǎn)生的鐵礬渣為原料來(lái)制備 堿-礦渣水泥緩凝劑的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 1957年，烏克蘭基輔建工學(xué)院維.德.格盧霍夫斯基教授等人使用碎石、鍋爐渣或 高爐礦渣磨細(xì)，或生石灰加高爐礦渣和硅酸鹽水泥（或不加）混合后，再用NaOH溶液或水 玻璃溶液調(diào)制凈漿，得到強(qiáng)度高達(dá)120MPa、穩(wěn)定性好的膠凝材料。到1959年，他們通過(guò)進(jìn) 一步研究證明這種水泥與硅酸鹽水泥一樣，既能在水中于標(biāo)準(zhǔn)和自然條件下硬化，也能在 蒸汽養(yǎng)護(hù)處理?xiàng)l件下硬化，該水泥為現(xiàn)在的堿-礦渣水泥[吳其勝.堿礦渣水泥的研究與 發(fā)展[J].中國(guó)建材科技，1999,⑴：1-4]。
[0003] 堿-礦渣水泥具有高強(qiáng)、低水化熱、高抗?jié)B、高抗凍和高抗蝕等優(yōu)異性能，而且這 種水泥生產(chǎn)方法簡(jiǎn)單、節(jié)約能源、成本較低，可以說(shuō)堿-礦渣水泥是一種環(huán)保型"綠色水 泥"。盡管堿-礦渣水泥具有優(yōu)異的水硬性能，但由于堿-礦渣水泥存在凝結(jié)過(guò)快的缺點(diǎn)， 因此在應(yīng)用上受到了很大限制。當(dāng)配制高強(qiáng)混凝土（>C80)時(shí)，堿-礦渣水泥的初凝過(guò)程 通常在10~30min內(nèi)完成。顯然，堿-礦渣水泥的凝結(jié)時(shí)間如此短，是根本無(wú)法應(yīng)用于建 筑工程上的[何娟，楊長(zhǎng)輝，康蘇芳.堿-礦渣水泥緩凝問(wèn)題的研究進(jìn)展[J].硅酸鹽通報(bào)， 2010,29(5) :1093-1097]。
[0004] 張爍等人研究發(fā)現(xiàn)，幾種可溶性鋅鹽（硝酸鋅、硫酸鋅和氯化鋅）和硝酸鋇對(duì) 堿-礦渣水泥的凝結(jié)具有顯著的延緩作用，并且對(duì)其強(qiáng)度發(fā)展副作用較小，0.5%摻量時(shí)對(duì) 水泥強(qiáng)度發(fā)展甚至有促進(jìn)作用[張爍，潘志華.化學(xué)物質(zhì)對(duì)堿-礦渣水泥凝結(jié)時(shí)間和強(qiáng)度 性能的影響[J]·混凝土，2010,（9) :68-73]。
[0005] 近十年來(lái)，我國(guó)鉛鋅冶金保持了快速增長(zhǎng)的勢(shì)頭，2010年，鉛鋅總產(chǎn)量達(dá)到 958. 10萬(wàn)噸。對(duì)于年產(chǎn)10萬(wàn)噸的濕法方法生電鋅廠，若鋅精礦含鐵以8%計(jì)，則每年產(chǎn)出 的鐵礬渣（黃銨鐵礬）約為5. 3萬(wàn)噸，一般就近建設(shè)渣場(chǎng)堆存，不但占用寶貴的土地資源， 而且鐵礬渣中的重金屬，如Zn、Cu、Cd、Pb、As和Sb等，在自然堆存條件下會(huì)不斷溶出從而 污染地下水和土壤[陳永明，唐謨堂，第19卷第7期中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào)楊聲海，等.NaOH分 解含銦鐵礬渣新方法[J].中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào)，2009，19(7) :1322-1331]。我國(guó)鉛鋅金屬產(chǎn) 量已連續(xù)多年位居世界第一。在產(chǎn)品產(chǎn)能飛速發(fā)展的同時(shí)，生產(chǎn)過(guò)程中的黃銨鐵礬的處理 問(wèn)題逐步凸現(xiàn)，不僅關(guān)系到資源的綜合循環(huán)利用，而且更關(guān)系到對(duì)自然環(huán)境的影響。
[0006] 用水泥固化處理鐵礬渣時(shí)，可固化鐵礬渣的有害元素[侯小強(qiáng)，鄭旭濤，郭從 盛.外加劑對(duì)水泥固化鐵礬渣性能的影響[J]. 2014, 35 (3) :123-127]。
[0007] -般的混凝土油罐是不能用來(lái)儲(chǔ)存輕質(zhì)石油產(chǎn)品的，因油品容易滲入開(kāi)口氣孔， 井沿著毛細(xì)管滲透出去。若混凝土經(jīng)過(guò)特殊處理，可達(dá)到防止油品滲透損失。如混接土中 加一些摻合料以填充水泥在水化作用時(shí)所產(chǎn)生的微孔隙。經(jīng)驗(yàn)證明，在混凝土中摻和膠狀 氫氧化鐵摻合料效果較好[北京勘察設(shè)計(jì)院.摻氫氧化鐵耐油混凝土罐[J].石油煉制與 化工，1958,（11) :36-38]。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的是利用濕法煉鋅產(chǎn)生的鐵礬渣作為原料，提供一種可增加初凝時(shí)間 的堿-礦渣水泥緩凝劑制備方法。
[0009] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種用鐵礬渣制備堿-礦渣水泥緩凝劑的方法，依次包括 下述步驟：①在水中加入分散劑、鐵礬渣和氧化劑，攪拌均勻后，再加入石灰，攪拌均勻后 靜置，使液固分離；其中，鐵礬渣加入量為水的質(zhì)量的1/4 ;氧化劑加入量為鐵礬渣質(zhì)量的 1-5% ;分散劑加入量為鐵礬渣質(zhì)量的0. 1-0. 5% ;石灰的加入量為鐵礬渣質(zhì)量的10-30% ; ②將液固分離后所得固相烘干，得到堿-礦渣水泥緩凝劑。
[0010] 上述方法中，氧化劑為Na202、H20 2、KMnO4中的任一種；分散劑為松香皂、烷基苯磺 酸鈉、木質(zhì)素磺酸鈉或氧化石蠟皂中的任一種。
[0011] 上述方法中，在液固分離后所得液相中加入鐵礬渣質(zhì)量〇. 1-0. 5%的萃取劑，回 收有價(jià)金屬銀，萃余液作為步驟（1)中的水循環(huán)利用；所述萃取劑為硫醚、二乙基二硫化磷 酸、2-(叔十二烷基硫代）吡啶中的任一種。
[0012] 本發(fā)明方法的優(yōu)點(diǎn)是，加入分散劑，有利于鐵礬渣的分散；加入氧化劑，可將鐵礬 渣中的二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵；鐵礬渣與石灰的反應(yīng)，得到的固相為硫酸鈣、氫氧化鐵和金屬 離子的硫酸鹽。硫酸鈣可參與水泥的水化反應(yīng)，得到硫鋁酸鹽物質(zhì)。氫氧化鐵可填充于水 泥產(chǎn)物的孔子中，提高水泥石的致密性。金屬離子的硫酸鹽阻礙水泥水化，起到緩凝作用。
[0013] 對(duì)鐵礬渣分解放出的Ag進(jìn)行了回收，可進(jìn)一步提高經(jīng)濟(jì)效益。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 一種用鐵礬渣制備堿-礦渣水泥緩凝劑的方法，包括下述步驟：
[0015] ①在水中加入分散劑，并加入鐵礬渣和氧化劑，攪拌均勻后，加入石灰，攪拌均勻 后靜置，使液固分離；②將固相烘干，得到緩凝劑；③在液相中加入萃取劑，回收金屬銀，萃 余液可作為步驟（1)中的水循環(huán)利用。
[0016] 其中，水、分散劑、鐵礬渣、氧化劑、石灰、萃取劑的各組份及加入量參考表1。表1 列出了編號(hào)為1-12的12個(gè)實(shí)施例的配方組成。用本發(fā)明方法制備的緩凝劑，加入到堿-礦 渣水泥后，根據(jù)國(guó)標(biāo)"水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時(shí)間、安定性（GBT1346-2011)"，測(cè)得該 堿-礦渣水泥的初凝時(shí)間均大于60分鐘。
[0017]
[0018] 本發(fā)明中所述的百分?jǐn)?shù)，如無(wú)特別說(shuō)明的均為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用鐵礬渣制備堿-礦渣水泥緩凝劑的方法，依次包括下述步驟： Γ在水中加入分散劑、鐵礬渣和氧化劑，攪拌均勻后，再加入石灰，攪拌均勻后靜置，使液固 分離；其中，鐵礬渣加入量為水的質(zhì)量的1/4 ;氧化劑加入量為鐵礬渣質(zhì)量的1-5% ;分散劑 加入量為鐵礬渣質(zhì)量的〇. 1-0. 5% ;石灰的加入量為鐵礬渣質(zhì)量的10-30% 將液固分離后 所得固相烘干，得到堿-礦渣水泥緩凝劑。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用鐵礬渣制備堿-礦渣水泥緩凝劑的方法，其特征在于，所述 的氧化劑為Na20 2、H202、KMnO4中的任一種；分散劑為松香阜、烷基苯磺酸鈉、木質(zhì)素磺酸鈉 或氧化石蠟皂中的任一種。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用鐵礬渣制備堿-礦渣水泥緩凝劑的方法，其特征在于，在液 固分離后所得液相中加入鐵礬渣質(zhì)量〇. 1-0. 5%的萃取劑，回收有價(jià)金屬銀；萃余液作為步 驟、Γ中的水循環(huán)利用。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用鐵礬渣制備堿-礦渣水泥緩凝劑的方法，其特征在于，所述 萃取劑為硫醚、二乙基二硫化磷酸、2-(叔十二烷基硫代）吡啶中的任一種。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用鐵礬渣制備堿-礦渣水泥緩凝劑的方法，依次包括下述步驟:在水中加入分散劑、鐵礬渣和氧化劑，攪拌均勻后，再加入石灰，攪拌均勻后靜置，使液固分離；將液固分離后所得固相烘干，得到堿-礦渣水泥緩凝劑;在液固分離后所得液相中加入萃取劑，回收有價(jià)金屬銀，萃余液作為步驟（1）中的水循環(huán)利用。本發(fā)明方法簡(jiǎn)單但效果良好，效益顯著。
【IPC分類】C04B24/18, C04B24/20, C04B24/04, C04B24/34, C04B103/22
【公開(kāi)號(hào)】CN105060758
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510532108
【發(fā)明人】李玉香, 譚宏斌, 王進(jìn), 王軍霞
【申請(qǐng)人】西南科技大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年11月18日
【申請(qǐng)日】2015年8月26日