一种富含铁废弃物改性提铁后尾渣制备矿井充填料的方法

1.一种富含铁废弃物改性提铁后尾渣制备矿井充填料的方法，包括以下步骤：S1、不锈钢渣预处理：将10~25mm颗粒的原状不锈钢渣放入碳化箱中碳化72~120h，再将碳化后不锈钢渣置入100℃烘干箱中鼓风干燥至恒重，而后采用颚式破碎机破碎至粒径为1~3mm颗粒，再放入球磨机粉磨至比表面积200-300m 2 /kg；S2、氧化铁皮预处理：将去除表面杂质的氧化铁皮置于105℃电热干燥箱烘干12h，然后放入PEW颚式破碎机进行粉碎至1~3mm颗粒后，再放入水泥球磨机粉磨至比表面积200~300m 2 /kg；S3、强磁磁选：将不锈钢渣和氧化铁皮粉渣按2~4:1比例混合均匀，放入行星磨中混合均匀，混合后的粉料放入强磁选机中进行磁选，得到金属精选粉1及粉料1；S4、碳质原料预处理：（1）玉米芯预处理：将玉米芯进行筛分，而后将玉米芯堆放在阴凉处晾干，再将经双轴双驱动破碎机粉碎至1~3mm颗粒，之后置入70℃烘干箱中鼓风干燥至恒重，备用；（2）废弃杉树枝处理：将5~35mm直径的废弃杉树枝进行表面去皮处理，而后将废弃杉树枝放在室外自然干燥1~3个月使含水率降至低于10%，再将经破碎后成碎块的树枝置入70℃烘干箱中鼓风干燥至恒重，烘干后的树枝采用立式树枝粉磨机粉碎至粒径为1~3mm；（3）将预处理后的玉米芯和杉树枝颗粒按质量比1:1~4比例混匀，得到碳质原料，备用；S5、钙质原料预处理：（1）废弃石粉预处理：首先将废弃石粉进行筛选，筛除其中的有机物杂质，而后置于105℃电热干燥箱烘干12h，备用；（2）废贝壳的预处理：首先将废贝壳进行筛选，筛除废贝壳中杂质，而后将废贝壳进行清洗，晾干后置于105℃电热干燥箱烘干12h，烘干后的废贝壳经颚式破碎机中破碎至1~3cm，备用；（3）将预处理后的废石粉和废贝壳按1~2:2~3混合，而后置于马弗炉内煅烧，煅烧制度为：由室温升至300°C，升温速率为1°C/min，而后保温30min；再由300°C升至所需温度800°C~900°C，升温速率为3°C/min，而后保温60~120min；煅烧完成后鼓风冷却至100℃时取出试样；再将冷却至室温的试样放入水泥球磨机中，粉磨至比表面积350~500m 2 /kg，得到钙质原料，备用；S6、硅铝原料预处理：（1）废弃风电叶片预处理：将废弃风电叶片切割成块，放入破碎机将其粉碎为1~3mm的颗粒，烘干，备用；（2）煤矸石预处理：将煤矸石中的有机物进行筛选分离，而后通过反击式破碎机将煤矸石破碎至粒径为1~2mm的颗粒，之后置入70℃鼓风干燥箱中干燥至恒重，备用；（3）将烘干后的废弃风电叶片颗粒和煤矸石颗粒按质量比1:1~2放入转速48r/min的水泥球磨机中粉磨至比表面积为200~300m 2 /kg，得到硅铝原料；S7、压制成型：将粉料1、S4中的碳质原料、S5中的钙质原料，S6中的硅铝原料分别按质量比42~45:15~20:21~25:10~20，放入行星磨中混合均匀；得到的干料混合物加入其质量8~11%的水，混合均匀后放入模具，经液压压力机压制成球Φ30 mm × 20 mm的球团；将球团置于100℃电热烘干箱中恒温烘干20~40min；S8、高温煅烧：将步骤S7压制成型后的球团放入加盖刚玉坩埚，置于马弗炉中高温煅烧，煅烧制度为：由室温升至800°C，升温速率为0.5°C/min，而后保温20min；再由800°C升至所需温度1200°C~1300°C，升温速率为3.5°C/min，而后保温30~120min；煅烧完成后降温至1000℃~1100℃时取出试样，取出的试样经水淬急冷至室温；S9、湿法选矿：将步骤S8中的高温煅烧产物用颚式破碎机破碎至1~3mm颗粒，而后采用RK/BK型三辊四筒棒磨机进行湿磨，在弱磁场磁选管中进行湿式分离，得到金属精选粉2和尾渣改性粉，烘干后的产物为金属精选粉2和尾渣改性干粉，再将尾渣改性干粉放入转速48r/min水泥球磨机中粉磨至比表面积为500~700m 2 /kg，得到粉料2；S10、粉料3预处理：将磷尾矿、萤石尾矿和电石渣分别放入105℃烘干箱中鼓风干燥至含水率小于1%，烘干后的磷尾矿、萤石尾矿和电石渣按照质量比2:2:1放入行星磨中混合均匀，而后置于马弗炉内煅烧，煅烧制度为：由室温升至300°C，升温速率为5°C/min，而后保温25min；再由300°C升至所需温度750°C~900°C，升温速率为10°C/min，而后保温50~100min；煅烧完成后鼓风冷却至室温时取出试样；再将冷却至室温的粉料放入球磨机中，粉磨至比表面积400~600m 2 /kg，得到粉料3；S11、复合石膏预处理：将磷石膏和柠檬酸石膏分别进行打散，而后放入50~70℃鼓风干燥箱中烘干48~60h，烘干后的磷石膏和柠檬酸石膏按质量比1:1-2混匀，而后放入转速48r/min水泥球磨机中粉磨至比表面积300~400m 2 /kg，得到粉料4；S12、粉料5预处理：将S9中得到的粉料2，S10中的粉料3，S11中的粉料4按质量比例65~80∶4~12∶15~24，拌和得到粉料5，即胶结剂；S13、钒尾矿预处理：首先将钒尾矿进行筛选，筛除钒尾矿中的有机物杂质，而后将钒尾矿置于鼓风干燥箱烘干至恒重，烘干后的钒尾矿放入转速48r/min水泥球磨机中粉磨至比表面积为300~400m 2 /kg，得到粉料6；S14、粉料7预处理：将与S12中的粉料5，S13中的粉料6按质量比例1∶2~3混合，得到粉料7；S15、甘蔗渣预处理：将甘蔗渣置入50-70℃鼓风干燥箱中干燥至恒重，而后切成1~3mm长的甘蔗渣；将浓度为10%的煤油和98%的浓硫酸按体积比例2∶1混合均匀后得到混合液，在40~65℃下加入占混合液质量20~40%的甘庶渣进行搅拌，而后冷却到室温分离出溶剂，用浓度为20%～35%氢氧化钠溶液中和，过滤，并将滤液抽滤，抽滤后的滤液中再加入其质量比80%的氨基磺酸系－芳香族氨基磺酸聚合物，搅拌30~60min，得到浓度为30~50%的甘蔗渣溶液；S16、豆腐废水预处理：将豆腐废水在1~6℃条件下冷藏，在豆腐废水加入粒径1.18mm~4.75mm的钢渣进行絮凝处理，絮凝时间不小于3h，过滤，得到滤液；S17、减水剂的制备：将S15中的预处理后的甘蔗渣溶液与S16中的豆腐废水滤液按体积1:1~2比例混合制成减水剂；S18、糯米混合浆的制备：糯米洗净后烘干，烘干后糯米采用粉碎机加工为0.16mm~0.212mm，将糯米粉在蒸馏水中混合均匀，然后缓慢倒入加热到100℃的蒸馏水中搅拌均匀，采用文火熬制4~4.5h，熬制期间保持糯米浆浓度为4~10%，而后将糯米浆与水按5~15%：85~95%的质量比例混合，得到糯米混合浆；S19、矿井填充料的制备：将S14中的粉料7和S18中的糯米混合浆混合，得到混合浆料，使粉料7与混合浆料的质量比为79~83:100，再加入粉料5质量0.112~0.178%的减水剂，搅拌80s~100s，而后加入粉料5质量0.112~0.178%的Ca(NO 3 ) 2 外加剂，搅拌30s~50s，得到矿井充填料。 2.根据权利要求1所述的制备矿井充填料的方法，其特征在于，所述步骤S1碳化条件为：CO 2 浓度15~25%，温度20±1℃，湿度84%±1；所述步骤S3磁选机磁选强度为1~3T，磁选机转速为10~30r/min；所述步骤S7中，压制成型的压力为15~25 MPa。 3.根据权利要求1所述的制备矿井充填料的方法，其特征在于，所述步骤S9中，湿法磨细至-0.074mm占90%~95%以上，弱磁选管磁选分离设置的强度为1600~1800 Oe。 4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备矿井充填料的方法，其特征在于，所述步骤S10制备的粉料3中有效CaO量为68~72%，MgO含量＜3%，消解温度为66~70℃，消解时间为10~14min，0.08方孔筛筛余为9~13%，符合ASTM C5-2010《建筑用生石灰的标准规范》要求。