一种铁尾矿基土壤改良材料及其制备方法

1.本发明涉及固废资源化利用与农业技术领域，具体涉及一种铁尾矿基土壤改良材料及其制备方法。


背景技术：

2.在降雨或者灌溉时，土壤团粒结构易破坏，不能及时下渗雨水，导致过量的水分使田间持水量达到饱和，使细小的土壤粘粒沉积在地表。随着水分蒸发，细小的土壤颗粒由于水的表面张力、范德华力以及氢键的综合作用粘结在一起，在土壤颗粒-水-静电力体系下斥力和引力达到平衡，形成牢固的土壤粘聚力造成土壤板结。土壤板结属于严重的土壤性质的恶化，板结后土壤容重会显著增加，土壤孔隙会减少，这使得土壤的透气透水性降低，土壤容易出现局部缺氧的状况，同时土壤大团聚体的比例、团粒水稳性也显著降低。通过利用铁尾矿制备透气保水土壤改良材料施入土壤中，可以缓解土壤板结问题。
3.铁尾矿主要来自于铁矿石精选出金属铁后的固体废弃物。当前，铁尾矿堆存量在各类尾矿总量中占比最大，由于其具有种类繁多、性质不一、粒度小等特点，导致综合利用率较低。铁尾矿的成分主要由sio2、fe2o3及al2o3构成，可以将其应用于多孔材料的制备。多孔材料是一种由大量不规则的多面体空洞在空间上聚集形成的三维结构材料，具有密度低、吸附性高、吸声性好、吸水、保水及透气性能佳等特点，因此应用广泛，例如在催化领域，可以为催化剂提供大量吸附位点；在隔热保温领域，借助其低导热的多孔结构可以有效地进行隔热保温；在吸水保水领域，由于其孔径较小具有毛细管结构，可以利用毛细作用有效地将水分锁在材料内部并应用于沙漠改造、防风固沙、水土保持、抗旱保苗、增产增收等农林业方面。因此，为了进一步提高铁尾矿的综合利用率，已有许多研究将铁尾矿作为主要原料制备多孔材料。
4.cn 106977225a公开了一种铁尾矿烧结多孔材料及其制备方法，该方法以铁尾矿粉(30～40％)、稻壳粉(10～35％)、粘结剂(5～35％)、助熔剂(5～15％)、加固剂(5～30％)为原料进行制备，其中稻壳粉和粘结剂占比偏高，导致原料成本较高；铁尾矿和稻壳粉需要进一步破碎至所需粒径范围且还需要在5～10mpa的压力下进行压样，导致工艺流程复杂；所需的烘干温度为100～110℃，时间为20～26h，烧结温度在900～1100℃，工艺能耗较高；所制备的铁尾矿多孔材料吸水率最高仅为56.37％，处于较低水平。因此该发明中的工艺存在所需要的添加剂量大，工艺复杂，能耗高以及性能差的缺陷而难以推广应用。
5.cn 103980001a公开了一种铁尾矿多孔陶瓷材料及其制备方法，该工艺中铁尾矿粉体需搅拌60～90min后过筛，然后加入添加剂和水混料后在120℃干燥2～4h，接着搅拌20～30min进行压块成型，最后在1200～1300℃下进行烧结得到多孔陶瓷，该工艺同样存在工艺流程复杂、时间跨度大、能耗较高的不足。
6.cn 110079039a公开了一种矿物/有机物吸水保水复合材料，主要原理为向丙烯酸铵反应溶液中，加入矿物填料、丙烯酰胺和交联剂n～n亚甲基双丙烯酰胺，搅拌混合均匀超声分散均匀，得到分散液，在25～80℃进行成胶反应，得到凝胶状产物，最后进行干燥以及
烧结。该工艺制备的保水吸水材料性能优异，但是添加剂种类繁多，反应条件要求苛刻，不利于铁尾矿这种存量较大的固废的规模处置。
7.因此，针对现有技术的不足，需要提供一种添加剂占比低、工艺简单、能耗低、时间短、吸水性以及透气保水性好的制备方法。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于提供一种铁尾矿基土壤改良材料及其制备方法，通过将造孔剂与发泡剂混合使用，利用添加造孔剂法与发泡法的耦合工艺进行制备，制得的铁尾矿基土壤改良材料具有孔径分布宽、吸水率高、保水效果好和透气效果佳的特点。
9.为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
10.第一方面，本发明提供了一种铁尾矿基土壤改良材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
11.(1)混合铁尾矿粉、造孔剂、发泡剂、粘结剂、助烧剂以及溶剂，得到混合浆料；
12.(2)步骤(1)所得混合浆料经干燥处理，得到生坯；对所得生坯进行烧结处理，得到所述铁尾矿基土壤改良材料。
13.本发明提供的铁尾矿基土壤改良材料的制备方法，采用添加造孔剂法和混合发泡法复合造孔工艺，发泡剂的引入可以对颗粒粉体表面进行疏水化修饰降低气-液表面张力进而制备得到球形孔，造孔剂的引入可在烧失后原位造孔，同时将球形孔进行串联，构建出多取向的“糖葫芦”状复杂孔隙系统。这样的孔隙系统使制得的铁尾矿基土壤改良材料具有孔径分布宽、吸水率高、保水效果好和透气效果佳的特点，较好地平衡了吸水材料内部的水气矛盾，与现有发明制备出的材料相比具有功能数量多的优势。
14.优选地，以质量百分含量计，步骤(1)所述铁尾矿粉包括sio
2 40-75％，fe2o
3 10-20％，mgo 4-7％，cao 1-3％，al2o
3 1-3％。
15.所述铁尾矿粉中sio2的质量百分含量为40-75％，例如可以是40％、45％、50％、60％或75％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
16.所述铁尾矿粉中fe2o3的质量百分含量为10-20％，例如可以是10％、12％、15％、18％或20％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
17.所述铁尾矿粉中mgo的质量百分含量为4-7％，例如可以是4％、5％、6％或7％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
18.所述铁尾矿粉中cao的质量百分含量为1-3％，例如可以是1％、1.5％、2％或3％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
19.所述铁尾矿粉中al2o3的质量百分含量为1-3％，例如可以是1％、1.5％、2％或3％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
20.优选地，以质量百分含量计，步骤(1)所述混合的固态原料中铁尾矿粉为70-90％，造孔剂为1-10％，发泡剂为0.01-1％，粘结剂为0.5-5％，助烧剂为1-10％；所述溶剂为30-100％。
21.所述混合的固态原料中铁尾矿粉的质量百分含量为70-90％，例如可以是70％、75％、80％、85％或90％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为90％。
22.所述混合的固态原料中造孔剂的质量百分含量为1-10％，例如可以是1％、2％、4％、7％或10％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为4％。
23.所述混合的固态原料中发泡剂的质量百分含量为0.01-1％，例如可以是0.01％、0.04％、0.1％、0.5％或1％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
24.所述混合的固态原料中粘结剂的质量百分含量为0.5-5％，例如可以是0.5％、1％、2％、4％或5％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为2％。
25.所述混合的固态原料中助烧剂的质量百分含量为1-10％，例如可以是1％、2％、3.5％、7％或10％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为3.5％。
26.所述混合的固态原料中溶剂的质量百分含量为30-100％，例如可以是30％、50％、70％、90％或100％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为90％。
27.优选地，步骤(1)所述造孔剂包括秸秆纤维、稻杆纤维、锯末或椰棕纤维中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括秸秆纤维与稻杆纤维的组合，稻杆纤维、锯末与椰棕纤维的组合，或秸秆纤维、稻杆纤维、锯末与椰棕纤维的组合，优选为稻杆纤维。
28.优选地，步骤(1)所述造孔剂的长宽比为(50-300):1，例如可以是50:1、60:1、100:1、180:1或300:1，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为(60-180):1。
29.优选地，步骤(1)所述发泡剂包括十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、松香酸钠或松香酸钾中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括十二烷基硫酸钠与十二烷基苯磺酸钠的组合，十二烷基磺酸钠与十六烷基三甲基溴化铵的组合，或十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、松香酸钠与松香酸钾的组合，优选为十二烷基硫酸钠。
30.优选地，步骤(1)所述粘结剂包括甲基纤维素、羧甲基纤维素、磷石膏、膨润土或明胶中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括甲基纤维素与膨润土的组合，羧甲基纤维素、磷石膏与明胶的组合，或甲基纤维素、羧甲基纤维素、磷石膏、膨润土与明胶的组合，优选为甲基纤维素与膨润土的组合。
31.优选地，所述甲基纤维素与膨润土的质量比为1:1。
32.优选地，步骤(1)所述助烧剂包括硼泥和/或废玻璃渣，优选为硼泥。
33.优选地，步骤(1)所述溶剂包括水。
34.优选地，步骤(1)所述混合的转速为300-400rpm，例如可以是300rpm、320rpm、350rpm、380rpm或400rpm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为350rpm。
35.优选地，步骤(1)所述混合的时间为6-120min，例如可以是6min、30min、60min、90min或120min，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为
30min。
36.优选地，步骤(2)所述干燥处理之前还包括将步骤(1)所得混合浆料注入模具的步骤。
37.优选地，所述模具为直径46mm、高度59mm的圆柱形硅胶模具。
38.优选地，步骤(2)所述干燥处理的温度为40-60℃，例如可以是40℃、45℃、50℃、55℃或60℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为50℃。
39.优选地，步骤(2)所述干燥处理的时间为1-3h，例如可以是1h、1.5h、2h、2.5h或3h，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为2h。
40.优选地，步骤(2)所述烧结处理的升温速率为3-5℃/min，例如可以是3℃/min、3.5℃/min、4℃/min、4.5℃/min或5℃/min，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为4℃/min。
41.优选地，步骤(2)所述烧结处理的升温终点为600-900℃，例如可以是600℃、700℃、800℃、850℃或900℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为800℃。
42.优选地，步骤(2)所述烧结处理的保温时间为2-4h，例如可以是2h、2.5h、3h、3.5h或4h，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为3h。
43.优选地，步骤(2)所述烧结处理之后自然冷却。
44.作为本发明所述的制备方法的优选技术方案，所述制备方法包括如下步骤：
45.(1)在转速300-400rpm下混合铁尾矿粉、造孔剂、发泡剂、粘结剂、助烧剂以及溶剂6-120min，得到混合浆料；
46.以质量百分含量计，所述铁尾矿粉包括sio
2 40-75％，fe2o
3 10-20％，mgo4-7％，cao 1-3％，al2o
3 1-3％；以质量百分含量计，所述混合的固态原料中铁尾矿粉为70-90％，造孔剂为1-10％，发泡剂为0.01-1％，粘结剂为0.5-5％，助烧剂为1-10％；所述溶剂为30-100％；所述造孔剂的长宽比为(50-300):1；
47.(2)步骤(1)所得混合浆料经40-60℃干燥处理1-3h，得到生坯；对所得生坯以升温速率3-5℃/min升温至600-900℃，烧结处理2-4h，自然冷却得到所述铁尾矿基土壤改良材料。
48.第二方面，本发明提供了一种铁尾矿基土壤改良材料，所述铁尾矿基土壤改良材料通过第一方面所述的制备方法制备得到。
49.本发明提供的铁尾矿基土壤改良材料，具有高开孔率、宽孔径分布，开孔率可达74.72％，密度在0.56g/cm3，常压吸水率可达102.54％，在鼓风干燥箱40℃下完全失水时间长达5h，气体通量在2460m3/(m2·
h)，因此具有吸水、保水以及透气的功能，能够满足作为土壤改良材料的高性能要求。
50.相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
51.(1)本发明提供的铁尾矿基土壤改良材料的制备方法，采用添加造孔剂法和混合发泡法复合造孔工艺，结合限定的原料比例与制备工艺参数，制得的铁尾矿基土壤改良材料具有开孔率高、吸水性好、保水效果好和透气性佳的特点，开孔率可达74.72％，常压吸水率可达102.54％，与现有技术相比常压吸水率提高了30-50％；在鼓风干燥箱40℃下完全失水时间长达5h，气体通量在2460m3/(m2·
h)，能够满足作为土壤改良材料的高性能要求，能
够极大推动铁尾矿的规模处置，提高其综合利用率；
52.(2)本发明采用的铁尾矿粉体和造孔剂无需进一步破碎，可直接使用，节省了时间和能耗，且铁尾矿粉体的用量相比现有技术大幅提高；
53.(3)本发明采用的添加剂总量仅为所有原料总质量的8.5-10.5％，与现有技术相比减少了约50-60％，极大地降低了原料成本；
54.(4)本发明提供的制备方法所需时长约为7-9h，与现有技术相比减少约10-15h，节省了大量的时间成本，具有较高的生产效率。
具体实施方式
55.下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
56.实施例1
57.本实施例提供了一种铁尾矿基土壤改良材料，所述铁尾矿基土壤改良材料的制备方法包括如下步骤：
58.(1)在转速350rpm下混合铁尾矿粉、稻杆纤维、十二烷基硫酸钠、粘结剂、硼泥以及水30min，得到混合浆料；
59.以质量百分含量计，所述铁尾矿粉包括sio
2 75％，fe2o
3 15％，mgo 5％，cao 2％，al2o
3 3％；以质量百分含量计，所述混合的固态原料中铁尾矿粉为90％，稻杆纤维为4％，十二烷基硫酸钠为0.04％，粘结剂为2％，硼泥为3.5％；所述水为90％；所述稻杆纤维的长宽比为100:1；所述粘结剂为质量比1:1的甲基纤维素与膨润土；
60.(2)将步骤(1)所得混合浆料注入直径46mm、高度59mm的圆柱形硅胶模具中，然后经50℃干燥处理2h，得到生坯；对所得生坯以升温速率4℃/min升温至800℃，烧结处理3h，自然冷却得到所述铁尾矿基土壤改良材料。
61.实施例2
62.本实施例提供了一种铁尾矿基土壤改良材料，所述铁尾矿基土壤改良材料的制备方法包括如下步骤：
63.(1)在转速300rpm下混合铁尾矿粉、稻杆纤维、十二烷基硫酸钠、粘结剂、硼泥以及水120min，得到混合浆料；
64.以质量百分含量计，所述铁尾矿粉包括sio
2 75％，fe2o
3 15％，mgo 5％，cao 2％，al2o
3 3％；以质量百分含量计，所述混合的固态原料中铁尾矿粉为85％，稻杆纤维为1％，十二烷基硫酸钠为0.01％，粘结剂为4.99％，硼泥为9％；所述水为100％；所述稻杆纤维的长宽比为300:1；所述粘结剂为质量比1:1的甲基纤维素与膨润土；
65.(2)将步骤(1)所得混合浆料注入直径46mm、高度59mm的圆柱形硅胶模具中，然后经40℃干燥处理3h，得到生坯；对所得生坯以升温速率3℃/min升温至600℃，烧结处理4h，自然冷却得到所述铁尾矿基土壤改良材料。
66.实施例3
67.本实施例提供了一种铁尾矿基土壤改良材料，所述铁尾矿基土壤改良材料的制备方法包括如下步骤：
68.(1)在转速400rpm下混合铁尾矿粉、稻杆纤维、十二烷基硫酸钠、粘结剂、硼泥以及
水6min，得到混合浆料；
69.以质量百分含量计，所述铁尾矿粉包括sio
2 40-75％，fe2o
3 10-20％，mgo4-7％，cao 1-3％，al2o
3 1-3％；以质量百分含量计，所述混合的固态原料中铁尾矿粉为74％，稻杆纤维为10％，十二烷基硫酸钠为1％，粘结剂为5％，硼泥为10％；所述水为90％；所述稻杆纤维的长宽比为50:1；所述粘结剂为质量比1:1的甲基纤维素与膨润土；
70.(2)将步骤(1)所得混合浆料注入直径46mm、高度59mm的圆柱形硅胶模具中，然后经60℃干燥处理1h，得到生坯；对所得生坯以升温速率5℃/min升温至900℃，烧结处理2h，自然冷却得到所述铁尾矿基土壤改良材料。
71.实施例4
72.本实施例提供了一种铁尾矿基土壤改良材料，与实施例1的区别在于，将步骤(1)所述混合的固态原料中稻杆纤维的质量百分含量调整为12％，其余均与实施例1相同。
73.实施例5
74.本实施例提供了一种铁尾矿基土壤改良材料，与实施例1的区别在于，将步骤(1)所述混合的固态原料中稻杆纤维的质量百分含量调整为0.5％，其余均与实施例1相同。
75.实施例6
76.本实施例提供了一种铁尾矿基土壤改良材料，与实施例1的区别在于，将步骤(1)所述混合的固态原料中十二烷基硫酸钠的质量百分含量调整为1.5％，其余均与实施例1相同。
77.实施例7
78.本实施例提供了一种铁尾矿基土壤改良材料，与实施例1的区别在于，将步骤(1)所述混合的转速调整为100rpm，其余均与实施例1相同。
79.实施例8
80.本实施例提供了一种铁尾矿基土壤改良材料，与实施例1的区别在于，将步骤(1)所述混合的转速调整为400rpm，其余均与实施例1相同。
81.实施例9
82.本实施例提供了一种铁尾矿基土壤改良材料，与实施例1的区别在于，将步骤(2)所述烧结处理的温度调整为550℃，保温时间调整为1h，其余均与实施例1相同。
83.实施例10
84.本实施例提供了一种铁尾矿基土壤改良材料，与实施例1的区别在于，将步骤(2)所述烧结处理的温度调整为950℃，保温时间调整为5h，其余均与实施例1相同。
85.对比例1
86.本对比例提供了一种铁尾矿基土壤改良材料，与实施例1的区别在于，步骤(1)所述混合的固态原料中无十二烷基硫酸钠，其余均与实施例1相同。
87.对比例2
88.本对比例提供了一种铁尾矿基土壤改良材料，与实施例1的区别在于，步骤(1)所述混合的固态原料中无稻杆纤维，其余均与实施例1相同。
89.将实施例1-10以及对比例1、2提供的铁尾矿基土壤改良材料按照阿基米德排水法进行体积密度和开孔率测试，所得结果如表1所示；
90.吸水性能：常温常压下，将铁尾矿基土壤改良材料于水中浸泡20min后测试吸水前
后质量计算得出常压吸水率，所得结果如表1所示；
91.保水性能：采用鼓风干燥箱测试在40℃下铁尾矿基土壤改良材料的完全失水时间，所得结果如表1所示；
92.透气性能：采用滤膜孔径分析仪(3h-200-pb)中的气体通量模块进行气体通量测试，所得结果如表1所示。
93.表1
[0094][0095]
通过表1可以看出，本发明提供的铁尾矿基透气保水土壤改良材料的制备方法，通过将发泡剂与造孔剂混合使用，并控制合理的原料比例及制备工艺参数，制得的铁尾矿基透气保水土壤改良材料具有高开孔率、吸水性好、保水性好和透气性佳的优点；
[0096]
由实施例1与实施例4、5及对比例1对比可知，造孔剂添加量过高，常压吸水率与气体通量稍有增加，但成本随之提高；添加量过低，常压吸水率与气体通量显著下降，改良材料的吸水透气性降低；而不添加造孔剂，铁尾矿基透气保水土壤改良材料的吸水性、保水性及透气性均明显下降；由实施例1与实施例6及对比例2对比可知，发泡剂添加量过高，改良材料的密度显著降低；不引入发泡剂，则使得改良材料的吸水性、保水性及透气性均显著劣化；由实施例1与实施例7、8对比可知，混合转速过低，对混合浆料内部的气泡数量及气泡直径会带来不利影响，进而影响吸水性与保水性；混合转速过高，对设备的使用寿命具有负面影响；由实施例1与实施例9、10对比可知，烧结处理中温度与时间过低，改良材料的密度有所下降，保水性能受到影响，过高，则会显著降低改良材料的吸水性能。
[0097]
综上所述，本发明提供的铁尾矿基土壤改良材料的制备方法，采用添加造孔剂法和混合发泡法复合造孔工艺，结合限定的原料比例与制备工艺参数，制得的铁尾矿基土壤改良材料具有开孔率高、吸水性好、保水效果好和透气性佳的特点，开孔率可达74.72％，常
压吸水率可达102.54％，与现有技术相比常压吸水率提高了30-50％；在鼓风干燥箱40℃下完全失水时间长达5h，气体通量在2460m3/(m2·
h)，能够满足作为土壤改良材料的高性能要求，能够极大推动铁尾矿的规模处置，提高其综合利用率；
[0098]
本发明采用的铁尾矿粉体和造孔剂无需进一步破碎，可直接使用，节省了时间和能耗；
[0099]
本发明采用的添加剂总量仅为所有原料总质量的8.5-10.5％，与现有技术相比减少了约50-60％，极大地降低了原料成本；
[0100]
本发明提供的制备方法所需时长约为7-9h，与现有技术相比减少约10-15h，节省了大量的时间成本，具有较高的生产效率。
[0101]
以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

技术特征：
1.一种铁尾矿基土壤改良材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)混合铁尾矿粉、造孔剂、发泡剂、粘结剂、助烧剂以及溶剂，得到混合浆料；(2)步骤(1)所得混合浆料经干燥处理，得到生坯；对所得生坯进行烧结处理，得到所述铁尾矿基土壤改良材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，以质量百分含量计，步骤(1)所述铁尾矿粉包括sio
2 40-75％，fe2o
3 10-20％，mgo 4-7％，cao 1-3％，al2o
3 1-3％。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，以质量百分含量计，步骤(1)所述混合的固态原料中铁尾矿粉为70-90％，造孔剂为1-10％，发泡剂为0.01-1％，粘结剂为0.5-5％，助烧剂为1-10％；所述溶剂为30-100％。4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述造孔剂包括秸秆纤维、稻杆纤维、锯末或椰棕纤维中的任意一种或至少两种的组合，优选为稻杆纤维；优选地，步骤(1)所述造孔剂的长宽比为(50-300):1，优选为(60-180):1；优选地，步骤(1)所述发泡剂包括十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、松香酸钠或松香酸钾中的任意一种或至少两种的组合，优选为十二烷基硫酸钠。5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述粘结剂包括甲基纤维素、羧甲基纤维素、磷石膏、膨润土或明胶中的任意一种或至少两种的组合，优选为甲基纤维素与膨润土的组合；优选地，步骤(1)所述助烧剂包括硼泥和/或废玻璃渣，优选为硼泥；优选地，步骤(1)所述溶剂包括水。6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述混合的转速为300-400rpm；优选地，步骤(1)所述混合的时间为6-120min。7.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述干燥处理的温度为40-60℃；优选地，步骤(2)所述干燥处理的时间为1-3h。8.根据权利要求1-7任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述烧结处理的升温速率为3-5℃/min；优选地，步骤(2)所述烧结处理的升温终点为600-900℃；优选地，步骤(2)所述烧结处理的保温时间为2-4h。9.根据权利要求1-8任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)在转速300-400rpm下混合铁尾矿粉、造孔剂、发泡剂、粘结剂、助烧剂以及溶剂6-120min，得到混合浆料；以质量百分含量计，所述铁尾矿粉包括sio
2 40-75％，fe2o
3 10-20％，mgo4-7％，cao 1-3％，al2o
3 1-3％；以质量百分含量计，所述混合的固态原料中铁尾矿粉为70-90％，造孔剂为1-10％，发泡剂为0.01-1％，粘结剂为0.5-5％，助烧剂为1-10％；所述溶剂为30-100％；所述造孔剂的长宽比为(50-300):1；(2)步骤(1)所得混合浆料经40-60℃干燥处理1-3h，得到生坯；对所得生坯以升温速率
3-5℃/min升温至600-900℃，烧结处理2-4h，得到所述铁尾矿基土壤改良材料。10.一种铁尾矿基土壤改良材料，其特征在于，所述铁尾矿基土壤改良材料通过权利要求1-9任一项所述的制备方法制备得到。

技术总结
本发明涉及一种铁尾矿基土壤改良材料及其制备方法，所述制备方法包括如下步骤：(1)混合铁尾矿粉、造孔剂、发泡剂、粘结剂、助烧剂以及溶剂，得到混合浆料；(2)步骤(1)所得混合浆料经干燥处理，得到生坯；对所得生坯进行烧结处理，得到所述铁尾矿基土壤改良材料。本发明采用添加造孔剂法和混合发泡法复合造孔工艺，制得的铁尾矿基土壤改良材料具有开孔率高、吸水性好、保水效果好和透气性佳的特点，同时添加剂总量少、制备时间短，提高了生产效率，降低了生产成本，能够极大推动铁尾矿的规模处置，提高其综合利用率。提高其综合利用率。


技术研发人员：刘开琪 许发棠 郝边磊 孙广超 李想 张佳钰
受保护的技术使用者：中国科学院过程工程研究所
技术研发日：2023.06.26
技术公布日：2023/9/20