《铜尾矿掺合料在混凝土、砂浆中应用技术规程》编制说明

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1、铜尾矿掺合料在混凝土、 砂浆中应用技术规程江西省地方标准编制说明铜尾矿掺合料在混凝土、砂浆中应用技术规程标准编制组2020年5月目前国内的矿物掺合料以粉煤灰和矿渣粉为主，受地域和工业生产体系限 制，很多地区的粉煤灰和矿渣粉价格较高，江西省粉煤灰平均价格在200 元/吨（到厂价），而矿渣粉平均价格在 500 元/吨（到厂价），甚至高于水泥价格。 由于掺合料价格较高， 且天然资源越来越有限， 环保压力越来越大， 导致许多掺 假产品应运而生， 以次充好，搅乱市场，对水泥和混凝土性能产生较大负面影响。 铜尾矿是选矿固废，一直以来大量堆存于尾矿库中，未得到大规模的有效利用， 经过研究发现，铜尾矿化学成分

2、与矿物掺合料相似，无放射性，经过预处理、适 度粉磨后其 28d 活性指数在 70%以上，三氧化硫含量可以控制在 3%以下，虽然 含有微量重金属，但通过水泥水化固化，无安全性危害，初步具备作为混凝土、 砂浆掺合料的可行性。 如果其能大量开发应用， 可缓解相关地区掺合料供应紧张 情况，同时稳定相关产品价格， 规范市场， 并缓解矿企尾矿堆存难题， 一举多得， 市场前景较好。一、工作概况1、任务来源铜尾矿掺合料在混凝土、 砂浆中应用技术规程 地方标准计划项目是江西 省市场监管局下达的 2019 年第六批地方标准制修订计划项目（赣市监局函201922号，项目标号：DB36-2019-6-06），该标准的

3、提出单位为江西省工 信厅，归口单位为江西省市场监督管理局。 该标准由江西省建筑材料工业科学研 究设计院负责起草， 并牵头组织相关单位共同完成。 本标准是铜尾矿加工成为掺 合料在混凝土、砂浆中应用、推广的基础性标准。2、制定本标准的背景与意义现代工业的高速发展迫使矿石资源的开采量不断增加， 伴随矿石精选所产生 的选矿尾矿也持续累积 1。根据中国矿产资源报告（ 20 1 8） 2统计显示：截 止 2017 年底，我国已经发现的矿产种类高达 173 种，十种有色金属产量约为 5377.8 万吨，增长 3.0%。据不完全统计，我国金属矿山与非金属矿山每年排放 尾矿量近 15 亿吨，全国累计尾矿堆存量近

4、 600 亿吨，废石堆积近 400 亿吨。其 中金属尾矿中铁、 铜、铅和锌尾矿占总金属尾矿量的近 80%。但是，尾矿利用量 与产出量相比，综合利用率不容乐观，而生产建筑材料约占利用总量的43%3。因此有必要开展尾矿综合利用，开发推广绿色建材 4铜尾矿，又称铜尾砂，是铜矿石经选矿后的细粉沙粒。铜矿的种类有很多， 我国开采的主要是黄铜矿（铜与硫、铁的化合物），其次是辉铜矿和斑铜矿。除 此之外，还有自然铜、黝铜矿、蓝铜矿和孔雀石等等。到目前为止，已经发现的 含铜矿物有 280 多种。我国的铜矿主要集中在安徽铜陵、 山西中条山、云南东川、 黑龙江多宝山以及江西德兴等地。 我国铜矿基本上都是伴生矿： 除

5、主要元素铜外， 常伴生钼、钨、铅、锌、铁、镍、金、银、铬、镉和硫等多种有价组分。我国铜 资源较为贫乏，随着矿产资源的开发，易处理富矿越来越少，贫、细、杂等难处 理矿产资源已成为当前研究与开发的重点。 目前，铜的选矿存在的主要问题是复 杂共生、低品位、 微细粒嵌布的铜矿产资源比例日益增大， 该类铜资源的大量开 发和利用，也带来了很多需要解决的问题。铜矿选矿的方法有很多种， 比较常用的有三种， 主要是浮选法， 重选和磁选 也有应用。一般情况下，硫化铜矿石、 易选的混合铜矿石和易选的氧化铜矿石都 采用浮选法处理。 而对于难选的混合铜矿石和难选的氧化铜矿石， 则多采用湿法 冶金或湿法冶金与浮选联合的方

6、法处理。铜矿石浮选常用的捕收剂是黄药类，其次是黑药类、硫氮类、酯类、黄药与 其有机组合的组合药剂和一些代号捕收剂（ MAC-l2 、EP、MOS 系列、 MA 系列 和 MB 系列）等。黄药类捕收剂主要有乙基、丁基、异丁基、异戊基黄药和 Y89 等；黑药类捕收剂主要有 208 号、 238号、 242号、甲動黑药、丁胺黑药等；硫 氮类捕收剂用主要有 SN-9 号和 OSN-43 号等；酯类捕收剂主要有 Z-200、S-3302 等。常用的起泡剂有松醇油、111号油、MI-BC、T-66、道-250、Aerofroth73、38y 和重吡啶等。 常用的 PH 调整剂有硫化钠、 石灰、腐殖酸钠、

7、亚硫酸钠、 水玻璃、 羧甲基纤维素和氰化物等。铜矿石浮选常用工艺流程就选别段数而言， 主要是一段和多段选别流程， 其 中有代表性的是阶段磨矿阶段选别流程和阶段磨矿集中选别流程。 就选别顺序而 言，包括混合浮选法、优先浮选法、优先 -混合分步浮选法、快速浮选、分步优 先浮选、部分混合浮选、异步混合浮选等流程。如前所述，对于不同类型铜矿石的浮选方法各不相同，用得最多的是硫化 - 黄药浮选法， 在该法选别易选混合铜矿石和易选氧化铜矿石的工艺中， 往往添加 无机铵盐、 有机胺盐及其组合药剂等， 以强化选别效果。 对于难选混合铜矿石和 难选氧化铜矿石， 由于其直接浮选的技术指标低， 药剂消耗量大， 故常

8、常采用湿 法冶金或湿法冶金与浮选联合的方法处理。 对于难选氧化铜矿石则来用湿法冶金 处理。在湿法冶金工艺中，依据浸出剂的不同，又有酸浸、碱浸和微生物浸出等 不同方法；在产品制取上，有化学沉淀、置换沉淀和萃取 - 电积等不同方法。对 于难选混合铜矿石， 一般采用湿法冶金与浮选联合的方法进行处理， 这有利于提 高铜的回收率和伴生有益元素的综合利用。从铜尾矿的产生过程以及特有性质等方面可以推断：（1）无论哪类铜矿，莫氏硬度基本上在 3-4 之间，相对较低，且经过浮选 后，表面经过了药剂腐蚀， 因此产生出的铜尾矿易磨性相对较好且表面有一层腐 蚀疏松层。（2）铜矿伴生矿多，成分复杂，重金属等有害成分种类

9、多但含量微量，经 过多段粉磨，粒度偏细。由于粒度过细，出来的铜尾矿容易泥化，可能会对烘干 和粉磨造成不利影响。（3）矿物成分、化学成分与硅酸盐材料、矿物掺合料成分相似，适合作为 建筑材料的原料。3、制定标准编制的原则我国目前并没有铜尾矿的相关国家标准、 地方标准及行业标准， 因此主要参 照国家标准矿物掺合料应用技术规范 GB/T 51003、用于水泥和混凝土中的 粉煤灰 GB/T 1596 和行业标准混凝土用复合掺合料 JG/T 486等标准，结合 我国铜尾矿的利用现状和矿物掺合料的使用现状， 考虑行业的发展趋势， 力求达 到以下几点：（1）满足当前国内铜尾矿掺合料生产制备工艺的共性要求， 并

10、安全、 合理、 有效应用在混凝土、砂浆中，引领技术发展；（2）标准主要技术指标先进、合理；（3）标准可操作性强，检验试验方法适用、可靠； 此外，本规范的严格按照 GB/T 1.1 中给出的规定起草。4、主要工作过程为顺利完成标准制定任务， 江西省建筑材料工业科学研究设计院牵头成立了 铜尾矿掺合料在混凝土、 砂浆中应用技术规程 江西省地方标准编制组。 标准 编制组由江西省建筑材料工业科学研究设计院、 江西万铜环保材料有限公司及江 西省各地区大型商砼公司。 标准编制组涵盖了江西省主要的铜尾矿掺合料在混凝 土、砂浆中应用的科研单位、 铜尾矿掺合料生产厂家和部分应用单位、 施工单位 等，具有广泛的代表

11、性。主要开展工作情况：1、开展调研工作根据赣工信节能字 201137 号文，关于配合开展江西省工业废渣综合利用 现状调查的函的相关要求，江西省建筑材料工业科学研究设计院受工信委委托， 开展了江西省工业废渣综合利用现状调查， 并申请了科技厅立项， 完成了软科学 研究及成果鉴定。赣科软评字 20135号鉴定结论中对全省主要 14种工业废渣的 组成和性能特征进行分析测试， 专题对铜尾矿渣、 钨尾矿渣等多种工业废渣进行 机械加工和化学活化处理研究， 将其用于新型墙体材料、 水泥混凝土等方面。 江 西省铜尾矿的大储量及污染问题， 引起了江西省相关管理部门的高度重视， 并委 托我院进行前期江西省铜尾矿的研

12、究及开发利用。项目组自 2014 年开始，先后到德兴、城门山、武山等铜矿区调研取样，与 矿区了解调研数十次，取样数十吨，取样种类数十种，样品时间跨度 5 年，部分 分析研究的尾矿渣现已经复垦。从 2017 年起，江西省建筑材料工业科学研究设 计院开始调研并收集有代表性铜尾矿， 与矿山交流并了解选矿方式， 并了解矿山 当地尾矿综合利用以及矿物掺合料使用情况。2、收集相关标准本标准所需引用的规范性引用文件收集齐全。3、成立标准起草工作小组4、试验验证阶段2014年-2018 年小试：实验室小磨试验并进行砂浆、混凝土对比实验。2019 年中试：立磨、辊压磨等中试粉磨并在混凝土搅拌站、干混砂浆站试 配

13、。2020 年小规模化试产： 搅拌站生产铜尾矿掺合料混凝土并在实际工程使用。二、条文说明本标准共分六章： 1、范围； 2、规范性引用文件； 3、术语和定义； 4、原材料技术要求； 5、铜尾矿掺合料混凝土； 6、铜尾矿掺合料砂浆； 附录：试验方法。 现将标准有关条文说明如下：1 范围矿物掺合料已经成为现代混凝土不可缺少的组分。 随着我国基础建设的大规 模展开，粉煤灰、 矿渣粉等传统矿物掺合料在一些地区日益紧缺。 而铜尾矿掺合 料作为容易获取、 质优价廉的新型矿物掺合料已在行业内逐步得到应用。 掺用铜 尾矿掺合料，可以节约水泥用量、改善混凝土性能，技术性能优良，经济效益明 显。但在此之前， 我国尚

14、没有标准对铜尾矿掺合料在混凝土、 砂浆中的应用技术 给予明确的规定。 本规程根据我省在该领域的科研成果和工程实践经验， 结合国 内外现有的标准规范，意在指导铜尾矿掺合料在混凝土、砂浆中的科学、合理、 安全、有效应用，保证混凝土质量，促进固废资源化利用。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注日期的引用文件， 仅所注 日期的版本适用于本文件。 凡是不注日期的引用文件， 其最新版本 （包括所有的 修改单）适用于本文件。GB 175 通用硅酸盐水泥GB/T 176 水泥化学分析方法GB/T 1346 水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法GB/T 1596 用于水泥和混

15、凝土中的粉煤灰GB 5085.3 危险废物鉴别标准 +浸出毒性鉴别GB 6566 建筑材料放射性核素限量GB/T 8074 水泥比表面积测定方法 勃氏法GB 8076 混凝土外加剂GB/T 14684 建设用砂GB/T 14685 建设用卵石、碎石GB/T 14902 预拌混凝土GB/T 18046 用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉GB/T 20491 用于水泥和混凝土中的钢渣粉GB/T 23439 混凝土膨胀剂GB/T 25181 预拌砂浆GB/T 27690 砂浆和混凝土用硅灰GB/T 28293 钢铁渣粉GB/T 30190 石灰石粉混凝土GB/T 50107 混凝土强度检验评定标准GB 50119 混凝土外加剂应用技术规范GB 50204 混凝土结构工程施工及验收规范GB 50666 混凝土结构工程施工规范JC 475 混凝土防冻剂JC/T 2469 混凝土减胶剂JGJ 52 普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准JGJ 55 普通混凝土配合比设计规程JGJ 63 混凝土用水标准JGJ/T 98 砌筑砂浆配合比设计规程JGJ/T 105 机械喷涂抹灰施工规程JGJ/T 193 混凝土耐久性检验评定标准JGJ 206 海砂混凝土应用技术规范JGJ/T 220 抹灰砂浆技术规程JGJ/T 241 人工砂混凝土应用技术规程JG/T 315 水泥砂浆和混凝土用天然火山灰质材料JG