[发明专利]利用川西典型稀土尾矿制备地聚物成品的方法

说明书

本发明为利用川西典型稀土尾矿制备地聚物成品的方法，解决稀土尾矿制备地聚物成品强度低配方如下：质量份，四川西部典型稀土尾矿25—100，偏高岭土80—120，硅灰5—50，NaOH 28—40，水60—138，重金属源（铅盐Pb(NO₃)₂）0.1—5。其制备方法如下：将高岭土在800℃下焙烧6 h得到同等质量的偏高岭土，NaOH溶于水中，加入硅灰搅拌至硅灰溶解，同时加入Pb(NO₃)₂，待温度降至30℃~80℃，加入偏高岭土、稀土尾矿一起搅拌，将混匀的料浆倒入模具中成形，所制备的地聚物7d抗压强度可达36MPa。浸出液中Pb²⁺浓度均低于国家标准的限定值：总Pb5 mg/L。

技术领域

本发明与采用稀土尾矿制备地聚物及地聚物固化重金属污染物的方法有关。

背景技术

近年来，稀土资源开发利用产业快速增长，资源被大量开采，由于长期无序、尾矿随意堆放等因素，造成了严重的地质灾害隐患和环境污染等矿山地质环境问题。川西牦牛坪稀土矿集区的稀土资源量占全省90%，为全国第二大稀土原材料基地，同时地处地质灾害高发区，问题尤为凸显。

据公开资料显示^[1-4]，仅2012年，冕宁牦牛坪矿区查明^[30]泥石流灾害10处，滑坡和崩塌达20处之多。2013年，牦牛坪稀土矿区更是爆发百年难遇7.18特大泥石流灾害^[1]，发生8处泥石流。在特大泥石流灾害治理之后，2014年，矿区内仍有较大的废渣堆26处，占地面积达583×10⁴m²，体积约813×10⁴m³，体量巨大。

牦牛坪矿区堆积的固体废弃物经风化、雨水侵蚀，使得溶出重金属、放射性污染物污染河流。重金属及放射性污染物污染河流长度20.15km，污染水域范围200.28ha^[3]；矿区水系中Pb含量超过地表水Ⅲ类水质标准（GB3838—2002）Pb限值的6.06～56.18倍^[4~7]，已对下游饮用水安全造成威胁^[8~12]。

国内有学者开展过高铝高硅尾矿、固体废弃物制备地质聚合物及地聚物固化重金属研究^[13]，但将稀土尾矿用于地聚物制备、并固化重金属，用于矿山地质灾害治理及污染源固封的研究很少。国内学者焦向科^[14]等人曾采用稀土尾矿、硅胶粉、碱制备地聚物（背景技术1）；严义云^[15]等采用稀土尾矿进行球磨-煅烧活化预处理后，以水玻璃为碱激发剂，制备地聚物（背景技术2），无采用稀土尾矿制备地聚物且固封重金属污染物的先例。

同时，上述学者虽然均采用的是稀土尾矿，但尾矿性质完全不同，上述研究人员采用的是赣南离子型稀土尾矿，该尾矿主要矿物成分为石英、正长石、云母和高岭土。而本发明采用的稀土尾矿为四川西部典型氟碳铈稀土尾矿，该尾矿主要矿物成分为萤石、重晶石、天青石、镁磷灰石、金云母等，与前述学者开展的相关研究工作的原材料稀土尾矿有本质的区别。并将稀土尾矿制备的地聚物用于固封重金属及降低地灾隐患尚属首次，故本发明具有较强的原材料与应用方法的创新性。

发明内容

本发明的是提供一种成品强度高、重金属离子浸出量少、解决四川西部典型稀土尾矿污染的利用川西典型稀土尾矿制备地聚物成品的方法。

本发明是这样实现的：

利用川西典型稀土尾矿制备地聚物成品的方法，地聚物成品的配方如下：质量份

四川西部典型稀土尾矿 25—100，

偏高岭土 80—120，

硅灰 35—50，

NaOH 28—40，

水 60—138，