吳 潔 饒 峰 印萬忠
(福州大學紫金礦業學院,福建 福州 350108)
磷尾礦是磷礦經選別作業后產生的固體廢棄物,每100萬t磷礦大約會產生30萬~40萬t磷尾礦,我國每年磷尾礦的產出量近700萬t[1]。目前,國內外對于磷尾礦綜合利用的方法有[2]:對尾礦進行再選進一步提取其中的有用組分,作為礦山采空區的充填料;利用尾礦生產建筑材料;制造肥料。磷尾礦用于生產建筑材料的利用量約占其利用總量的40%,將磷尾礦應用于水泥方面已有一定的研究[3]。地質聚合物是一種具有三維無定型微觀結構的硅鋁酸鹽混凝土[4],利用有活性的硅鋁酸鹽礦物或工業廢棄物,在堿激發劑的作用下,原材料中的硅氧鍵和鋁氧鍵斷裂分解成硅、鋁正四面體單體,這些硅、鋁四面體單體重組為低聚物,通過聚合反應形成Si—O—Al和Si—O—Si組成的網狀凝膠結構,并最終固化為地質聚合物[5]。地質聚合物由于其優良的環保性能可作為一種取代普通硅酸鹽(OPC)水泥的替代品引起了人們的廣泛關注[6]。
高爐礦渣是一種固體廢棄物,是煉鐵廠產生的副產品,目前,只有少量爐渣應用于生產建筑材料[7],其巨大的堆存量對環境及生命安全造成了潛在威脅。爐渣富含活性物質,是用來制備地質聚合物的優良原料。以磷尾礦及爐渣為原料制備地質聚合物,不僅可以充分利用工業固體廢棄物使其得到有效回收利用,又可以減少其堆存量,從而減輕環保壓力,是實現可持續發展的有效途徑。本文以磷礦浮選尾礦為原料,以氫氧化鈉作為激發劑,探索磷尾礦的活性,再加入爐渣研究其對磷尾礦制備地質聚合物的影響,并分析其反應機理,為磷尾礦及爐渣的綜合利用提供一定參考。……