[发明专利]一种铁矿、铜矿的尾矿砂制备的高分子材料及其制备方法

权利要求书

1.一种铁矿、铜矿的尾矿砂制备的高分子材料，其特征在于：原料包含以下重量份：尾矿砂40～60份、有机聚合物30～90份、粘结剂3～10份、偶联剂1～4份、玻璃纤维5～15份、添加剂3～15份；

所述添加剂为二氧化硅和二氧化钛复合改性的咪唑骨架材料；

所述有机聚合物为聚丙烯，聚乙烯；

所述聚丙烯与聚乙烯的重量比为2～6：1～3；

所述粘结剂为聚乙烯辛烯共弹性体、高密度聚乙烯、端羟基化聚乙烯、超高分子量聚乙烯中的至少一种；

所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、双金属偶联剂、磷酸酯偶联剂、硼酸酯偶联剂、铬络合物中的至少一种；

所述尾矿砂的细度为1000～2000目；

所述二氧化硅和二氧化钛复合改性的咪唑骨架材料为自制，步骤包含以下几步：(1)将二氧化硅分散在去离子水中，加入硅酸钠搅拌10～15分钟；(2)将搅拌完成后的二氧化硅分散液移动至70～80℃的加热环境下加热20～30分钟，并加入盐酸调节pH，之后继续搅拌3～5小时，离心干燥研磨，得表面水解处理的二氧化硅；(3)将表面水解处理的二氧化硅，乙醇和钛酸四丁酯混合完全，之后加入乙醇，乙酰丙酮和去离子水的混合溶液，搅拌20～22小时；(4)搅拌完成后，离心烘干，将烘干粉料送入马弗炉焙烧2～4小时，焙烧温度为500～700℃，焙烧完成后得到二氧化硅和二氧化钛的复合粒子；(5)将二氧化硅和二氧化钛的复合粒子与2-甲基咪唑和硝酸锌混合并加入的乙醇溶剂，在600～800W的超声装置下超声聚合1～3小时，将得到的产物洗涤、干燥，既得；

所述二氧化硅和二氧化钛复合改性的咪唑骨架材料的粒径为500～800nm；

所述尾矿砂为经过精细化处理后的尾矿砂，所述精细化处理为干燥处理，磁选处理，扬尘处理，研磨处理、高温脱除处理、中和处理；

所述磁选处理为将经过干燥处理的尾矿砂送入电磁四辊筛落式强磁吸附系统，彻底吸取尾矿砂中的铁、钴、镍颗粒；

所述扬尘处理为将磁选处理后的尾矿砂送入25米长的通风通道，采用用重力扬尘和通道吹风两种方法结合，分离尾矿砂中的难以分离的重金属和粗颗粒材料，使得质量较大的颗粒和重金属落在前扬尘区，较细的尾矿砂落在后扬尘区，从而达到重金属颗粒和粗颗粒的分离效果；所述扬尘处理后的尾矿砂的细度为400目；

研磨处理的步骤包含以下几步：(1)取扬尘处理后的的尾矿砂，用密封螺杆机输送到料桶；(2)通过流量阀把尾矿砂定量输送到粉碎机料仓，之后把料输入到高速震动压力辊碾磨，碾磨速度为400转/分钟，并且负压控制尾矿砂防止矿粉飘扬；(3)碾磨后的尾矿砂通过鼓风机和密封通道输送到料仓，通过料仓的单向多层过滤膜排除尾矿粉的空气，并确保排气的矿粉存量；(4)排出的气体通过负压管道，进行二次除粉尘；

所述高温脱除处理为将研磨处理后的尾矿砂输送到高温脱除设备，负压连接干燥烘箱和螺杆式干燥系统，进行高温脱除处理，处理温度为550℃。

2.一种根据权利要求1任意一项所述的铁矿、铜矿的尾矿砂制备的高分子材料的制备方法，其特征在于：步骤包含以下几步：(1)将尾矿砂投入高速混料机并升温至60～80℃，并加入偶联剂，粘合剂进行高速搅拌，搅拌速度为1500～2500转/分钟，搅拌时间8～10分钟，搅拌完成后将材料投入低温冷却搅拌罐，冷却至30～45℃；(2)称取有机聚合物和添加剂同时加入低温冷却搅拌罐进行混合搅拌，搅拌时间为5～15分钟；(3)取出搅拌混合好的材料与玻璃纤维混合，并开始造粒；造粒机的区段温度为185～210℃，水槽水温为40～50℃；(4)将造粒完成后的材料进行真空干燥，干燥温度为40～50℃，材料的含水率控制在0.02～0.05％；干燥完成后既得所述的尾矿砂制备的高分子材料。