绿色化工技术

本发明提出一种自密实轻质利废混凝土及其制备方法，所述自密实轻质利废混凝土由以下质量份的各物质组成：改性水泥900～1100，金尾矿砂I 200～250，陶粒200～250，秸秆2～3，减水剂25～30，豆腐废水290～310；所述改性水泥由以下质量份的各物质组成：水库底泥20～25，改性钢渣30～40，水泥熟料20～30，金尾矿砂II 15～25，磷石膏3～7；其中，金尾矿砂I为粒径大于0.15mmm的金尾矿砂；金尾矿砂II为粒径小于0.15mmm的金尾矿砂。本发明实现了固体废弃物的绿色可持续发展，同时也降低了高性能混凝土的制备成本。

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，诸如钢渣、金矿尾矿等。

钢渣是炼钢工业的废渣，主要来自炼钢时加入的石灰石、白云石和铁矿石等冶炼熔剂，为调整钢材性质而加入的造渣材料，以及高温下融化成的两个互不熔解的液相炉料中分离出来的杂质等，其排放量约为粗钢产量的12％～20％左右。我国钢渣年产生量约0.8亿吨，累积堆存约5亿吨，综合利用率不足40％。钢渣的化学组分主要包括SiO2、CaO、MgO、Fe2O3，还要有少量的Al2O3、MnO2、P2O5等，其主要矿物组成包括硅酸钙(C2S，C3S)、铁酸钙(C4AF、C2F)、铝酸钙(C12A7、C3A)、RO相、金属铁、橄榄石、磁铁矿(Fe3O4)、游离氧化钙(f‑CaO)等，可见钢渣的化学组成和矿物组成与水泥相似。钢渣能与水反应，产生Ca(OH)2、C‑S‑A‑H凝胶、C‑A‑H晶体、C‑S‑H凝胶等。目前钢渣主要应用于路基工程、工程回填料和沥青混凝土集料等，而在水泥混凝土中的应用不到其利用总量的10％，近几年来，人们主要研究了钢渣胶凝性的激发途径和制备新材料的可行性。但钢渣利用率仍然较低，这反映出在钢渣基础性研究方面仍存在着不足。

金矿尾矿是黄金采选过程中产生的一种废渣，也是我国排放量第二大的金属尾矿。随着国家先后出台环保税、资源税政策，以及自然保护区等生态功能区内矿业权退出，部分黄金矿山企业减产或关停整改，根据中国黄金协会统计数据，2017年，国内累计生产黄金426.142吨，同比下降6.03％，尽管黄金矿开采量逐年下滑，但伴随产生的金尾矿产量巨大约为2.29亿吨。所以，金尾矿的综合处理仍是亟待解决的问题。

水库作为调节水流和抵御水旱灾害的水利工程建筑物，在一定程度上改变着水体之间物质能量的输送和交换，水中泥沙随着水库的地形地貌和水动力作用差异逐渐沉积于水底。而沉积物会在一定条件下通过生物地球化学过程将储存的大量有机质、重金属等物质转化进入水体，从而影响湖库生态系统。因水库底泥性质与土壤接近，且有机质、矿物质等含量丰富，具有很高的利用价值，若将底泥无害化处理后进行资源化利用，既可保护环境，又可节约资源。

 如何对钢渣、金尾矿和水库底泥进行有效利用，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，这一技术难题亟待人们去解决。

 与现有技术相比，本发明可以获得包括以下技术效果：

1)本发明利用水库底泥、铁尾矿、改性钢渣和金尾矿砂为主要原料，不仅可以制备出符合国家规范的混凝土，还变废为宝，大大减轻环境污染，具有重大的经济效益和社会效益。

2)本发明加入秸秆，提高了混凝土抗拉抗折强度；还有效抑制陶粒上浮，保证体系的良好分散性。

3)本发明利用豆腐废水，减少了减水剂的使用、改善了体系的流动性、降低了成本。