通過地質(zhì)聚合反應(yīng)共同固結(jié)磷礦浮選尾礦與爐渣

吳 潔 饒 峰 印萬忠

（福州大學(xué)紫金礦業(yè)學(xué)院，福建 福州 350108）

磷尾礦是磷礦經(jīng)選別作業(yè)后產(chǎn)生的固體廢棄物，每100萬t磷礦大約會產(chǎn)生30萬～40萬t磷尾礦，我國每年磷尾礦的產(chǎn)出量近700萬t［1］。目前，國內(nèi)外對于磷尾礦綜合利用的方法有［2］：對尾礦進(jìn)行再選進(jìn)一步提取其中的有用組分，作為礦山采空區(qū)的充填料；利用尾礦生產(chǎn)建筑材料；制造肥料。磷尾礦用于生產(chǎn)建筑材料的利用量約占其利用總量的40%，將磷尾礦應(yīng)用于水泥方面已有一定的研究［3］。地質(zhì)聚合物是一種具有三維無定型微觀結(jié)構(gòu)的硅鋁酸鹽混凝土［4］，利用有活性的硅鋁酸鹽礦物或工業(yè)廢棄物，在堿激發(fā)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(yīng)形成Si—O—Al和Si—O—Si組成的網(wǎng)狀凝膠結(jié)構(gòu)，并最終固化為地質(zhì)聚合物［5］。地質(zhì)聚合物由于其優(yōu)良的環(huán)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(guān)注［6］。

高爐礦渣是一種固體廢棄物，是煉鐵廠產(chǎn)生的副產(chǎn)品，目前，只有少量爐渣應(yīng)用于生產(chǎn)建筑材料［7］，其巨大的堆存量對環(huán)境及生命安全造成了潛在威脅。爐渣富含活性物質(zhì)，是用來制備地質(zhì)聚合物的優(yōu)良原料。以磷尾礦及爐渣為原料制備地質(zhì)聚合物，不僅可以充分利用工業(yè)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(huán)保壓力，是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)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(fā)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(zhì)聚合物的影響，并分析其反應(yīng)機(jī)理，為磷尾礦及爐渣的綜合利用提供一定參考。……