绿色化工技术

本发明提出一种尾矿甘蔗渣制备混凝土的方法，其制备步骤如下：首先，对铜渣、钨尾矿进行筛分，得到混凝土粗骨料和细骨料。然后，对甘蔗渣、电石渣和脱硫石膏做预处理，将预处理的物料与甘蔗纤维混合后充分搅拌，得到复合胶凝材料，最后，将粗骨料、细骨料和复合胶凝材料均匀混合，得到混合料，将混合料中加入水和豆腐废水，得到混合料浆；最后将混合料浆浇注、脱模并标准养护，最后得到28d抗压强度70～80MPa、抗渗等级P8～P10、抗氯离子渗透等级Q-Ⅳ的混凝土制品。本发明的制备方法易行、工艺流程简单，可以实现尾矿、甘蔗渣的规模化利用，最终达到环保、节能、资源化利用的目的。

近年来，我国矿产资源开发不断增长，工业发展取得了前所未有的进步，然而随之而来的是大量工业固体废弃物的产生，诸如铜渣、钨尾矿等。

铜渣主要是指铜冶炼过程中排放的火法熔炼渣，仅2017年我国铜渣产生量约1500万吨，累计堆存量超过5000万吨，目前国内外对铜渣综合利用的研究主要集中在三个方面，一是有价金属的提取；二是用作建筑材料；三是用作催化剂或土壤改良剂。尽管如此铜渣利用率并不高，基本堆存在尾矿库或者用于地下填充，不仅占用宝贵的土地资源，而且污染环境，给企业带来沉重负担。如何更好地将铜渣资源化利用是铜冶炼行业亟待解决的问题，对推进国家生态文明建设意义重大。

 我国是钨资源大国，也是世界钨供应大国，以占世界钨储量约50％供应了世界钨需求量约80％。近几年我国钨矿生产迅猛发展，钨资源储量逐年减少，钨尾矿量逐年增加，尾矿置于地表，占用大量土地资源，尾矿中含镉等重金属，若处理不当，对土壤及河流造成极大污染，危害人体健康。随着钨矿资源贫、细、杂化及资源的逐步枯竭，国家及工矿企业已逐步意识到钨尾矿资源化利用的重要性及紧迫性。因此，对钨尾矿资源综合利用开展系统研究显得尤为重要。

甘蔗是一种一年生或多年生宿根热带和亚热带草本植物，世界上有100多个国家生产甘蔗，最大的生产国是巴西、印度和中国。甘蔗渣是蔗糖工业的废弃物，属于农业固体废弃物，主要用于制糖厂锅炉的燃料、农家堆肥和牲畜的饲料生产等。

如何对铜渣、钨尾矿和甘蔗渣进行有效利用，变废为宝，大大减轻环境污染的同时，还能实现重大的经济效益和社会效益，这一技术难题急待人们去解决。

与现有技术相比，本发明可以获得包括以下技术效果：

 1)本发明是一种尾矿甘蔗渣制备混凝土的方法，选用铜渣、钨尾矿和甘蔗渣为主要原料。甘蔗渣经炭化后，产生一定量的活性炭，利用活性炭的还原性、吸附性质以及金属离子与被吸附质之间的结合作用，从而达到除去重金属离子的作用。另外，本发明还加入脱硫石膏、电石渣、豆腐废水(冷藏过滤后)等辅料参与水化反应，生成大量C-S-H凝胶、钙矾石等水化产物，体系中的重金属离子可以进入硅氧四面体和铝氧四面体中，同时也能被C-S-H凝胶和钙矾石体系所吸附，最终使重金属离子得以固化。

 2)本发明加入甘蔗渣纤维，甘蔗渣纤维主要以纤维素为主体，周围由起连接作用的半纤维素和木质素包围构成。在水化体系所营造的碱性环境中，木质素的结构并未变化，但半纤维素被去除，纤维束出现分解细化，纤维束的分解导致纤维变细，微小纤维的数量增加。其后果是伴随着纤维数量的增加，纤维与基材的接触面积增加，两者间的粘结性能得到提高，使得混凝土裂缝减少，从而增强混凝土的耐久性。

 3)本发明利用铜渣、钨尾矿、甘蔗渣、甘蔗纤维等固体废弃物，不仅可以制备出符合国家规范的混凝土，而且符合绿色可持续发展要求，为铜渣、钨尾矿、甘蔗渣、甘蔗纤维等大宗固体废弃物的资源化利用提供了另一套方案。