[发明专利]一种利用铅锌尾矿和铝灰制备防辐射硫铝酸盐胶凝材料的方法

说明书

本发明涉及一种利用铅锌尾矿和铝灰制备防辐射硫铝酸盐胶凝材料的方法，属于特种建材和固废资源化利用领域，所述利用铅锌尾矿和铝灰制备防辐射硫铝酸盐胶凝材料的方法包括以下步骤：步骤一：称取质量百分比为3‑20％的铅锌尾矿、5‑15％的铝灰原料，50‑70％的石灰岩、5‑20％的工业副产石膏、进行混合和研磨，得到防辐射硫铝酸盐胶凝材料生料；步骤二：将上述防辐射胶凝材料生料在1250‑1450℃温度下煅烧30‑60min，急速冷却，得到防辐射硫铝酸盐胶凝材料熟料；步骤三：称取质量百分比为95％‑99％的防辐射胶凝材料熟料、1‑5％的混合助剂，研磨混合均匀得到防辐射硫铝酸盐胶凝材料。本发明提供一种利用含铅固废制备防辐射胶凝材料的方法，制备的胶凝材料在具备良好力学性能的同时，具有良好的防辐射效果，在高辐射等特殊领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及特种建材领域和工业固废资源化利用领域，具体涉及一种利用铅锌尾矿制备防辐射硫铝酸盐胶凝材料的方法。

背景技术

固体废弃物堆存量大、处理难度大、占用大量的土地、污染地下水及大气等问题，是目前限制我国矿冶行业健康发展的关键制约因素。据不完全统计，2019年我国的铅锌矿开采量已超4000万吨/年，年副产铅锌尾矿3000万吨以上。对其利用主要在有价金属再选和矿井回填等方面利用，但总体利用率较低，大量的铅锌尾矿堆存，给该区域的环境造成了严重的危害。铝灰是是电解铝厂熔铸车间的下脚料，其含有较高含量单质铝、氧化铝及其它含铝化合物，其目前主要是用于再生铝的回收利用。

核能在我国能源系统领域占据的比例呈现逐年上升的趋势，核辐射安全的问题已经引起了全球的关注，也别是在日本福岛核电站事件之后。胶凝材料配置的防辐射型混凝土是核电防辐射工程的重要组成部分，目前防辐射型胶凝材料主要有钡水泥、锶水泥和含硼水泥，同时含铅材料也对α、β、γ射线辐射具有良好的防护吸收效果。

钡水泥和锶水泥原理上是通过利用氧化钡(BaO)和氧化锶(SrO)代替硅酸盐水泥中的氧化钙(CaO)，形成以硅酸三钡(3BaO·SiO2)、硅酸三锶(3SrO·SiO2)为主要矿物相的特种胶凝材料。含硼(B)水泥目前主要是以普通硅酸盐水泥和含硼氧化物或矿物混合磨匀后制成。Pb防护材料目前主要以Pb板、Pb防护服等防护材料，一般使用在辐射严重超标或者辐射事故等紧急情况下使用，由于其密度大，重量大，限制了其使用。

含Pb胶凝材料可以很好解决Pb防护材料质量大，使用困难等问题。利用含Pb化合物在高温下，与胶凝材料中的Ca、Si、Al、S、O等组成特定的化合物形式，作为胶凝材料组成成分的同时，实现Pb元素固定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用铅锌尾矿和铝灰制备防辐射硫铝酸盐胶凝材料的方法，该方法能够利用铅锌尾矿和铝灰等固体废弃物，制成一种具有防辐射性能的硫铝酸盐胶凝材料，该防辐射性能的硫铝酸盐胶凝材料在充分利用固废的基础上，产品性能满足《GB20472-2006-硫铝酸盐水泥》相关标准，同时具有良好的防α、β、γ射线及辐射效果。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种利用铅锌尾矿和铝灰制备防辐射硫铝酸盐胶凝材料的方法，包括如下步骤：

步骤一：按质量百分比计，铅锌尾矿10-40％、铝灰5-20％、石灰石50-70％、工业副产石膏10-30％，混合、研磨均化得到防辐射硫铝酸盐胶凝材料生料；

步骤二：将上述防辐射硫铝酸盐胶凝材料生料在1250-1450℃温度下煅烧30-60min，急速冷却，得到防辐射硫铝酸盐胶凝材料熟料；

步骤三：按质量百分比计，防辐射硫铝酸盐胶凝材料熟料80-100％，混合助剂0-20％，研磨混合均匀得到防辐射硫铝酸盐胶凝材料。