一种铜尾矿粉基复合矿物掺合料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种铜尾矿粉基复合矿物掺合料，各组分及其所占重量份数包括：复合微粉57～120份，熟石灰3～8份，硫酸钠1～5份；所述复合微粉以改性铜尾矿粉、粉煤灰、矿粉和微硅粉为主要原料进行混合、煅烧得到；所述改性铜尾矿粉采用MUV

【技术实现步骤摘要】
一种铜尾矿粉基复合矿物掺合料及其制备方法


[0001]本专利技术属于建筑材料
，具体涉及一种铜尾矿基复合矿物掺合料及其制备方法。

技术介绍

[0002]矿物掺合料是一种辅助胶凝材料，在高强、高性能混凝土等领域逐渐成为一类有效的、不可或缺的主要组分材料。现有的粉煤灰、矿粉、微硅粉等矿物掺合料的基础研究较为成熟，但仍存在部分生产条件下粉煤灰、矿粉、微硅粉等传统矿物掺合料的品质较差且价格较高等问题。铜尾矿粉作为新型矿物掺合料替代部分水泥不仅具有较大的经济效益，同时具有良好的环境效益。
[0003]然而，铜尾矿粉的引入会造成混凝土的早期强度不足等问题，影响工程施工进度，同时铜尾矿粉中含有少量的重金属成分抑制了混凝土的水化，延长了凝结硬化时间；此外，铜尾矿粉具有较大的表观密度，容易导致混凝土出现浆骨分离等问题，不仅影响混凝土的浇筑施工进度和表观质量，同时造成浇筑完的工程结构实体组分之间分布不均匀，进而影响混凝土的力学性能和耐久性能等。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于针对现有粉煤灰、矿粉和微硅粉等低品质传统矿物掺合料及铜尾矿粉容易导致混凝土的凝结时间较长、早期强度较低、工作性较差、耐久性较差等问题和不足，提供一种铜尾矿粉基复合矿物掺合料，可有效缩短混凝土的凝结时间，改善混凝土的流动性、粘聚性和保水性等工作性，并兼顾良好的力学性能、长期耐久性能等，适合推广应用。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]一种铜尾矿粉基复合矿物掺合料，其特征在于，各组分及其所占重量份数包括：复合微粉57～120份，熟石灰2～8份，硫酸钠1～5份；所述复合微粉以改性铜尾矿粉、粉煤灰、矿粉和硅灰为主要原料进行混合、煅烧得到；所述改性铜尾矿粉采用MUV
‑
10(Mn)对铜尾矿粉进行真空共混改性而成。
[0007]上述方案中，所述复合微粉采用的各原料及其所占重量份数包括：改性铜尾矿粉35～50份，粉煤灰15～30份，矿粉20～25份，微硅粉5～15份。
[0008]上述方案中，所述改性铜尾矿粉采用的各原料及其所占重量份数包括：铜尾矿粉65～85份，MUV
‑
10(Mn)15～35份。
[0009]进一步地，所述改性铜尾矿粉将铜尾矿粉放入5～8kPa真空条件下静置2.5～3h，在0.2～0.5h内恢复至常压条件，然后加入MUV
‑
10(Mn)，在5～8kPa真空条件共混3～3.5h后制得。
[0010]上述方案中，所述铜尾矿粉通过将铜尾矿置于YXQM
‑
4L行星式球磨机在280～320r/min的转速条件下，粉磨至比表面积为400～550m2/kg而成。
[0011]上述方案中，所述铜尾矿粉的主要化学组成及其所占质量百分比包括：SiO
2 60～70％，Al2O
3 3～5％，Fe2O
3 10～20％，CaO 2～5％，MgO 0～3％，K2O 0～1％，Na2O 0～1％，SO
3 0～1％，MnO 0～1％，TiO
2 0～1％，残碳2～5％；比表面积为400～550m2/kg。
[0012]上述方案中，所述的粉煤灰的主要化学组成及其所占质量百分比包括：SiO
2 25～45％，Al2O
3 30～40％，Fe2O
3 1～4％，CaO 1～3％，MgO 0～1％，K2O 0～1％，Na2O 0～1％，SO
3 0～1％，TiO
2 0～1％，残碳2～8％。
[0013]上述方案中，通过将粉煤灰置于YXQM
‑
4L行星式球磨机在280～320r/min的转速条件下，粉磨得比表面积为320～400m2/kg而成。
[0014]上述方案中，所述矿粉的主要化学组成及其所占质量百分比包括：SiO
2 20～40％，Al2O315～20％，Fe2O
3 1～4％，CaO 32～50％，MgO 0～1％，K2O 0～1％，Na2O 0～1％，SO
3 0～1％，TiO20～1％，残碳2～5％。
[0015]上述方案中，通过将矿粉置于YXQM
‑
4L行星式球磨机在280～320r/min的转速条件下，粉磨得比表面积为500～800m2/kg而成。
[0016]上述方案中，所述微硅粉的化学组成及其所占质量百分比包括：所述硅粉的二氧化硅含量为85～92wt％，烧失量为2～5％，比表面积为14000～20000m2/kg。
[0017]上述方案中，所述熟石灰为工业级产品，纯度为98％以上。
[0018]上述方案中，所述硫酸钠为工业级产品，纯度为97％以上。
[0019]上述方案中，所述MUV
‑
10(Mn)的比表面积为700～850m2/g，其为白色晶体粉末，在酸碱环境下性质稳定，粒径为3～8μm，结构中周期性分布的Ti与Mn原子，结构中分布Ti
‑
O基团。
[0020]上述方案中，所述煅烧步骤包括：首先以5～8℃/min的速率加热至100～200℃保温10～20min；然后以3～5℃/min的速率加热至500～600℃保温20～30min；再以2～3℃/min的速率加热至700～900℃，保温30～60min；最后以10～15℃/min的速率降温至室温。
[0021]上述一种铜尾矿粉基复合矿物掺合料的制备方法，包括如下步骤：
[0022]1)将称取的改性铜尾矿粉、粉煤灰、矿粉和微硅粉加入混合机中混合均匀，得混合粉料；
[0023]2)将所得混合粉料进行煅烧，得复合微粉；
[0024]3)按配比称取原料，各原料及其所占重量份数包括：复合微粉57～120份，熟石灰2～8份，硫酸钠1～5份；
[0025]4)将称取的复合微粉、熟石灰和硫酸钠置于混合机中混合均匀(10～20min)，即得铜尾矿粉基复合矿物掺合料。
[0026]将上述方案所得铜尾矿粉基复合矿物掺合料应用于制备高性能混凝土，各组分及其所占重量份数包括：水泥130～180份，铜尾矿粉基复合矿物掺合料150～190份，砂750～850份，碎石1100～1200份，水120～160份，高性能减水剂3～6份。
[0027]上述方案中，所述砂为天然砂，细度模数2.3～2.7属于二区中砂；所用碎石为卵石，其粒径为5～20mm；所述高性能减水剂的固含为15～25％，减水率为25～45％。
[0028]根据上述方案制备的高性能混凝土，其28d抗压强度可达46MPa以上，泌水率可达3.0％以下，终凝时间达7h以下，90d碳化深度达4mm以下，90d抗渗等级达P12级。
[0029]本专利技术的原理为：
[0030]本专利技术首先在真空条件下，利用MUV
‑
10(Mn)的Ti
‑
O基团吸附分离出具有更高活性的铜尾矿颗粒，引入的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铜尾矿粉基复合矿物掺合料，其特征在于，各组分及其所占重量份数包括：复合微粉57～120份，熟石灰2～8份，硫酸钠1～5份；所述复合微粉以改性铜尾矿粉、粉煤灰、矿粉和微硅粉为主要原料进行混合、煅烧得到；所述改性铜尾矿粉采用MUV
‑
10(Mn)对铜尾矿粉进行真空共混改性而成。2.根据权利要求1所述的铜尾矿粉基复合矿物掺合料，其特征在于，所述改性铜尾矿粉采用的各原料及其所占重量份数包括：铜尾矿粉65～85份，MUV
‑
10(Mn)15～35份。3.根据权利要求1所述的铜尾矿粉基复合矿物掺合料，其特征在于，所述复合微粉采用的各原料及其所占重量份数包括：改性铜尾矿粉35～50份，粉煤灰15～30份，矿粉20～25份，微硅粉5～15份。4.根据权利要求1所述的铜尾矿粉基复合矿物掺合料，其特征在于，所述铜尾矿粉的主要化学组成及其所占质量百分比包括：SiO
2 60～70％，Al2O
3 3～5％，Fe2O
3 10～20％，CaO 2～5％，MgO 0～3％，K2O 0～1％，Na2O 0～1％，SO
3 0～1％，MnO 0～1％，TiO
2 0～1％，残碳2～5％；比表面积为400～550m2/kg。5.根据权利要求1所述的铜尾矿粉基复合矿物掺合料，其特征在于，所述粉煤灰的主要化学组成及其所占质量百分比包括：SiO
2 25～45％，Al2O
3 30～40％，Fe2O
3 1～4％，CaO 1～3％，MgO 0～1％，K2O 0～1％，Na2O 0～1％，SO
3 0～1％，TiO
2 0～1％，残碳2～8％；比表面积为320～400m2/kg；矿粉的主要化学组成及其所占质量百分比包括：SiO
2 20～40％...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩世界，艾洪祥，岳彩虹，陈旭，李宁，卢霄，古龙龙，
申请(专利权)人：中建西部建设新疆有限公司，
类型：发明
国别省市：