通過地質聚合反應共同固結磷礦浮選尾礦與爐渣

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。……