剝巖尾礦干法脫泥方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于固體廢棄物資源化利用技術領域，具體涉及一種剝巖尾礦干法脫泥方 法。
【背景技術】
[0002] 混凝土工程中需要大量使用各種尺寸的碎石作為粗集料，并且要求碎石表面干 凈，無泥沙殘留。這主要是因為，泥沙比表面積較大，混于混凝土混合料中時，容易先于碎石 骨料與混凝土中的粉料膠結材發生反應，使得粘結相優先生成于小的泥沙顆粒之間，消耗 了一定量膠結材，造成粘結相在大顆粒粗集料界面間的產生量不足，對混凝土結構強度和 工程質量有很大影響。因此，混凝土工程中需使用較干凈的碎石，含泥量和泥塊含量需符合 GB/T14685-2011相關要求。對于含泥量和泥塊含量不達標的碎石資源需用水洗凈并干燥后 方能使用。因此，市場上，干凈的碎石比粘附有泥土的碎石售價高出很多。
[0003] 近年來，隨著房地產產業的持續升溫，每年需消耗大量的石料資源，嚴重破壞自然 環境，國家為保護自然環境并實行房地產宏觀調控，限制了對天然石料資源的開采，目前， 大量建筑用石料需求轉向于尋求二次資源。
[0004] 剝巖尾礦是露天礦開米過程中產生的一種固體廢棄物。在露天礦開米礦石之前， 需要將覆蓋在礦石上的那層巖石（礦物含量較小的貧礦）和地表的土壤剝去，這個過程稱 為剝巖。大型礦山剝下來的巖石和泥土的混合物作為尾礦堆積起來，未被有效利用，常年累 月的積累后形成了幾十米高的剝巖尾礦山，可作為重要的石料二次資源。現有的剝巖尾礦 開采工藝通常直接將挖掘的剝巖尾礦進行破碎和篩分。在破碎、篩分過程中伴隨的機械外 力的沖擊下，大部分的巖石可與泥土自然分離并分選出碎石產品和尾泥。但是，實踐表明， 始終有部分碎石表面黏附有少量泥土，分離不徹底，影響碎石產品整體含泥量。含泥量不達 標是制約碎石產品售價的重要因素。
[0005] 使用大量水將碎石沖洗干凈后再出售可提高其售價，但沖洗過程中會產生大量廢 水，存在外排問題，同時，在缺少水源的開采區域，水洗也難以進行。

【發明內容】

[0006] 本發明的目的就是針對上述缺陷，提供一種剝巖尾礦干法脫泥方法，通過向剝巖 尾礦原料中加入一定量的脫泥劑再進行破碎篩分，可在無需用水沖洗的條件下獲得優質的 碎石材料，含泥量滿足GB/t 14685-2011中II類品以上要求。
[0007] 為實現上述目的，本發明所涉及的剝巖尾礦干法脫泥方法，包括如下步驟：
[0008] 1)根據前期剝巖尾礦開采加工過程中尾端產生的碎石總量和尾泥總量，估算本次 開挖尾礦區域的泥土總量，按開挖尾礦區域泥土總量的5. 0%~20. 0%向開挖尾礦區域加 入脫泥劑；
[0009] 2)開挖尾礦區域，并將開挖的尾礦與脫泥劑混合均勻；
[0010] 3)將混合好的挖出尾礦在常溫下靜置4~18h，使脫泥劑與挖出尾礦中的泥土顆 粒充分反應；
[0011] 4)待靜置時間充足后，將挖出尾礦裝入破碎機中進行破碎；
[0012] 5)破碎后的碎石和泥土的混合物進入振動網篩，直徑〈5. Omm的部分作為尾泥收 集，直徑>5. Omm的部分進一步根據需求多級篩選得到各個尺寸且泥土脫除干凈的碎石材 料。
[0013] 進一步地，所述脫泥劑的配方為生石灰或消化石灰中的一種，或為生石灰和消 化石灰兩種任意比例組合的混合物；所述脫泥劑成分的重量含量特征為：氧化鈣CaO% 彡80. 0% ;所述脫泥劑的粒度特征為：200目以下顆粒的總質量彡80. 0%。
[0014] 進一步地，所述步驟1)中，前期剝巖尾礦中的尾泥總量不大于尾泥和碎石質量總 和的百分之二十五。
[0015] 進一步地，所述步驟1)中，前期剝巖尾礦中尾泥的自然含水率多5.0%。
[0016] 進一步地，所述步驟1)中，脫泥劑的加入量為開挖尾礦區域中泥土總量的 10. 0%~15. 0%。
[0017] 進一步地，所述步驟3)中，常溫下靜置時間為6~8小時。
[0018] 干法脫泥技術的原理是利用脫泥劑對土壤的固化作用，在土壤顆粒之間產生水化 硅酸鹽類粘結相，強化了巖石表面泥土層的結構強度，使得巖石在破碎和篩分過程中泥土 固結體易與巖石本體分離。土壤與石頭界面主要是物理吸附相互作用，無化學結合，將其結 合力記為O 1，同時將巖石表面泥土層土壤顆粒之間的結合力記為〇2。如圖1所示，在不 加入脫泥劑的情況下，土壤顆粒之間的結合力也以物理吸附作用為主，則〇:與σ 2相當， O1^ 〇 2。在外力沖擊過程中，表面泥土層自身結構強度與界面處相當，斷裂可發生在整個 結構體的任何位置，泥土層碎片化，造成泥土與巖石分離不完全。如圖2所示，加入脫泥劑 后，土壤顆粒之間產生粘結相，σ 2轉變為化學結合力，且〇 〇 2。在外力沖擊過程中由 于土壤與巖石界面處是整個材料結合力最小的地方，界面處最容易發生斷裂，使得粘附在 巖石表面的土壤整塊脫落，土壤與巖石分離較為完全。
[0019] 與現有技術相比，本發明具有以下優點：
[0020] 1、本發明將土壤固化的原理應用于剝巖尾礦開采加工，通過添加脫泥劑可顯著改 善碎石廣品外觀品貌，大幅減少泥土殘留，且含泥量指標彳兩足GB/t 14685-2011中II類品 以上要求。實驗室模擬實驗研宄表明，以天然土壤樣本為研宄對象，添加泥土總質量10. 0% 的脫泥劑與不添加脫泥劑的情況進行相比，在靜置時間均為12小時，沖擊高度和次數相同 的情況下，平均殘泥率由2. 65%降低到1. 04%，而脫泥合格品率由30. 0%提高到82. 7%。
[0021] 2、本發明所涉及方法為干法工藝，可大量減少碎石沖洗用水，節約水資源，具有明 顯的環境效益和社會效益，對水資源缺乏的干旱地區尤為顯著。
【附圖說明】
[0022] 圖1~圖2為本發明剝巖尾礦干法脫泥方法原理示意圖；
[0023] 圖3為本發明剝巖尾礦干法脫泥方法的流程圖；
[0024] 圖4為剝巖尾礦照片圖；
[0025] 圖5為圖4采用本發明剝巖尾礦干法脫泥方法去除泥土篩分后的碎石照片圖；
[0026] 圖6~圖13為實施例中脫泥劑摻入量對碎石殘泥率分布的影響；
[0027] 圖14為實施例中不同脫泥劑摻入量下的平均碎石殘泥率和脫泥合格品率曲線 圖；
[0028] 圖15~圖22為實施例中脫泥劑反應時間對碎石殘泥率分布的影響；
[0029] 圖23為實施例中不同反應時間下的平均碎石殘泥率和脫泥合格品率曲線圖。
【具體實施方式】
[0030] 下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的詳細說明，便于更清楚地了解本 發明，但它們不對本發明構成限定。
[0031] 圖3為本發明剝巖尾礦干法脫泥方法的流程圖。
[0032] 實施例1
[0033] 前期剝巖尾礦開采加工過程中尾端產生的碎石總量和尾泥總量約為8 :1 (含土量 11. 1% )，估算本次開挖尾礦區域（30mX20mX Im)泥土和碎石總量約為900噸，其中泥土總 量約為100噸，按開挖尾礦區域泥土總量10%的比例加入總量為10噸的脫泥劑；
[0034] 使用挖掘機在本次開挖尾礦區域中心位置先挖開一個3mX3mX Im的大坑，將10 噸脫泥劑加入其中，再使用鏟車和挖掘機配合將本次開挖尾礦區域的尾礦反復多次堆起再 攤平，直至脫泥劑與開挖的尾礦混合均勻；
[0035] 將混合好的挖出尾礦在常溫下靜置6小時，使脫泥劑與挖出尾礦中的泥土顆粒充 分反應；
[0036] 靜置時間充足后，使用挖掘機將挖出尾礦裝入破碎機中進行破碎；
[0037] 破碎后的碎石和泥土的混合物通過皮帶進入振動網篩，直徑〈5. Omm的部分作為 尾泥收集，直徑>5. Omm的部分進一步根據需求多級篩選得到各個尺寸且泥沙脫除干凈的 碎石材料。
[0038] 按照GB/T14685-2011中所述方法對本次生產碎石的含泥量進行取樣測試，含泥 量為0. 48%，泥塊含量為0. 0%，滿足I類品要求。
[0039] 實施例2
[0040] 前期剝巖尾礦開采加工過程中尾端產生的碎石總量和尾泥總量約為6 :1 (含土量 14. 3% )，估算本次開挖尾礦區域（30mX30mX Im)泥土和碎石總量約為1350噸，其中泥土 總量約為193噸，按開挖尾礦區域泥土總量15%的比例加入總量為29噸的脫泥劑；<