CN105236784A - 一种用于混凝土掺合料的复合尾矿渣活性微粉制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于混凝土掺合料的复合尾矿渣活性微粉制备方法，该方法以电解锰压滤渣、锰浮选尾矿渣和铅锌浮选尾矿渣为主要原料，经过混料、增加添加剂、焙烧、冷却、烘干、破碎、磨细等一系列步骤制备用于混凝土掺合料的复合尾矿渣活性微粉，该方法不仅对尾矿渣循环利用，而且通过该方法生产出的活性微粉能够有效提高混凝土的胶凝活性，实现尾矿渣的循环利用，具有可观的经济和环保意义。
Description
技术领域
本发明涉及一种对复合尾矿渣的加工处理方法，尤其是一种用于混凝土掺合料的复合尾矿渣活性微粉制备方法。
背景技术
电解锰压滤渣是工业生产金属锰过程中采用湿法酸浸电解工艺产生的一种工业废渣，属一般工业固体废弃物(Ⅱ类)。锰浮选尾矿渣和铅锌浮选尾矿渣分别是锰选矿厂和铅锌选矿厂采用浮选技术选矿后排出的粉状废渣。近些年来，电解锰和电解锌行业迅猛发展，而锌矿石和铅锌矿石的品位则逐年降低以及提取效率的限制，导致电解锰压滤渣、锰浮选尾矿渣和铅锌浮选尾矿渣以每年近千万吨电解锰渣的速度增加。目前对这些各种尾矿渣的主要处理方式是筑坝湿法堆存，一方面增加了企业堆置废渣的土地征用和场地处置费用，使企业生产成本增加且消耗大量土地资源，另一方面大量的尾渣露天堆集，占用大量农田。尾矿渣中的重金属离子、有毒元素和铵盐等将会随着雨水冲刷渗入到地下水、江河、土壤中，直接危害到周边人和动植物的健康。同时堆放的尾矿坝造成潜在的安全隐患，威胁到人民群众的安全。因此，寻找一种实现这些尾矿渣资源化综合利用的方法可以有效降低其对当地环境的污染以及提高经济利用价值。
目前电解锰压滤渣、锰浮选尾矿渣和铅锌浮选尾矿渣资源化综合利用方面处于起步阶段，相关应用主要集中在作为水泥缓凝剂、制备复合胶凝材料、生产黏土砖类产品等方面。这些应用存在利用率低、工艺流程复杂和附加值低等问题。混凝土行业可以消纳大量的固体废弃物。国内外也有采用尾矿渣作为混凝土掺合料，往往由于组成单一导致胶凝材料活性差，混凝土强度低导致应用性不广。本发明所要解决的问题是利用电解锰压滤渣、锰浮选尾矿渣和铅锌浮选尾矿渣制备混凝土掺合料的活性微粉的方法，使混凝土胶凝活性得以改善。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种复合尾矿渣活性微粉制备方法，该方法以电解锰压滤渣、锰浮选尾矿渣和铅锌浮选尾矿渣为主要原料，制备用于混凝土掺合料的复合尾矿渣活性微粉，该方法不仅对尾矿渣循环利用，而且通过该方法生产出的活性微粉能够有效提高混凝土的胶凝活性，实现尾矿渣的循环利用，具有可观的经济和环保意义。
本发明的一种用于混凝土掺合料的复合尾矿渣活性微粉制备方法，其具体包括以下步骤：
步骤一：将电解锰压滤渣、锰浮选尾矿渣和铅锌浮选尾矿渣分别进行破碎、干燥和分散后，按照含量比例进行配料并充分混料，得到物料I；
步骤二：将经步骤一处理过的物料I与适量的含碳还原剂和增钙剂充分混料，得到物料II；
步骤三：将经步骤二处理得到的物料II置入焙烧装置进行焙烧，焙烧温度600-1550℃，焙烧时间0.5-7h；
步骤四：将经步骤三处理后的剩余物料置入冷却装置进行冷却，再经过烘干、破碎和磨细后得到物料III；
步骤五：将经步骤四处理得到的物料III与适量的活性激发剂混料和磨细，得到复合尾矿渣活性微粉。
进一步的，步骤一所述的物料I的组分和质量比分别为，电解锰压滤渣：锰浮选尾矿渣：铅锌浮选尾矿渣＝(30～80)：(20～90)：(0～40)。
进一步的，步骤一所述物料I和步骤二所述物料II的平均粒径不大于1cm，含水量不高于12％。
进一步的，步骤二所述的含碳还原剂为活性炭、烟煤、木炭、无烟煤、焦炭中的一种或多种，含碳还原剂的含量为物料I质量的0～25％。
进一步的，步骤二所述的增钙剂为氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙的一种或多种，增钙剂的含量为物料I质量的0～15％。
进一步的，步骤三所述的焙烧装置为回转窑、立窑、电炉、沸腾炉的一种或多种。
进一步的，步骤四所述的冷却装置为单筒冷却机、多筒冷却机、篦式冷却机、水淬容器的一种或多种。
进一步的，步骤五所述的活性激发剂为碳酸钠、水玻璃、铝酸钙的一种或多种，活性激发剂的含量为物料III质量的0.2～8％。
进一步的，步骤五所述的复合尾矿渣活性微粉的比表面积为400～600m2/Kg。
进一步的，步骤五所述的复合尾矿渣活性微粉，用于混凝土掺合料，用于混凝土掺合料的掺加量范围为混凝土中水泥质量的10-40％。
本发明的有益效果在于,1、本发明具有良好的社会效益和经济效益，本发明利用多种尾矿来调控组成，同时通过焙烧、冷却、还原剂、增钙剂、活性激发剂等来激发尾矿渣的胶凝活性，使制备的复合尾矿渣活性微粉具有较高的胶凝活性，在混凝土中作为一种微细填料，可在保证混凝土力学性能及耐久性能的前提下取代部分水泥，可以使混凝土的生产成本大大降低，2、电解锰压滤渣、锰浮选尾矿渣和铅锌浮选尾矿渣的回收利用可以消除其对生态环境的破坏，实现资源的循环利用。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：
图1是本发明一种用于混凝土掺合料的复合尾矿渣活性微粉制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
一种用于混凝土掺合料的复合尾矿渣活性微粉制备方法，其具体包括以下步骤：
步骤一：将电解锰压滤渣、锰浮选尾矿渣和铅锌浮选尾矿渣分别进行破碎、干燥和分散后，按照含量比例进行配料并充分混料，得到物料I；
步骤二：将经步骤一处理过的物料I与适量的含碳还原剂和增钙剂充分混料，得到物料II；
步骤三：将经步骤二处理得到的物料II置入焙烧装置进行焙烧，焙烧温度600-1550℃，焙烧时间0.5-7h；
步骤四：将经步骤三处理后的剩余物料置入冷却装置进行冷却，再经过烘干、破碎和磨细后得到物料III；
步骤五：将经步骤四处理得到的物料III与适量的活性激发剂混料和磨细，得到复合尾矿渣活性微粉；
其中，步骤一所述的物料I的组分和质量比分别为，电解锰压滤渣：锰浮选尾矿渣：铅锌浮选尾矿渣＝(30～80)：(20～90)：(0～40)；步骤一所述物料I和步骤二所述物料II的平均粒径不大于1cm，含水量不高于12％；步骤二所述的含碳还原剂为活性炭、烟煤、木炭、无烟煤、焦炭中的一种或多种，含碳还原剂的含量为物料I质量的0～25％；步骤二所述的增钙剂为氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙的一种或多种，增钙剂的含量为物料I质量的0～15％；步骤三所述的焙烧装置为回转窑、立窑、电炉、沸腾炉的一种或多种；步骤四所述的冷却装置为单筒冷却机、多筒冷却机、篦式冷却机、水淬容器的一种或多种；步骤五所述的活性激发剂为碳酸钠、水玻璃、铝酸钙的一种或多种，活性激发剂的含量为物料III质量的0.2～8％；步骤五所述的复合尾矿渣活性微粉的比表面积为400～600m2/Kg。
实施例1：
(1)将电解锰压滤渣、锰浮选尾矿渣和铅锌浮选尾矿渣分别进行破碎、干燥和分散后，然后称取700Kg电解锰压滤渣，250Kg锰浮选尾矿渣，5Kg铅锌浮选尾矿渣，并充分混料，得到物料I，所述物料I的平均粒径为0.3cm，含水量为7％；
(2)按规定的配比称取160Kg烟煤和3Kg碳酸钙，将物料I与烟煤和碳酸钙充分混料，得到物料II，所述物料II的平均粒径为0.3cm，含水量为7％；
(3)将物料II进行回转窑焙烧，焙烧温度1150℃，焙烧时间4h；
(4)焙烧后剩余物料经过单筒冷却机冷却、烘干、破碎和磨细，得到826Kg物料III；
(5)将物料III与2.48Kg铝酸钙混料和磨细，得到828Kg复合尾矿渣活性微粉，可作为混凝土掺合料，复合尾矿渣活性微粉的比表面积为400m2/Kg，适宜掺加量范围为等量取代混凝土中水泥质量的18％。
实施例2：
(1)将电解锰压滤渣、锰浮选尾矿渣和铅锌浮选尾矿渣分别进行破碎、干燥和分散后，然后称取250Kg电解锰压滤渣，200Kg锰浮选尾矿渣，50Kg铅锌浮选尾矿渣，并充分混料，得到物料I，所述物料I的平均粒径为1cm，含水量为5％；
(2)按规定的配比称取50Kg活性炭、1Kg碳酸钙和4Kg氢氧化钙，将物料I与活性炭和碳酸钙、氢氧化钙充分混料，得到物料II，所述物料II的平均粒径为1cm，含水量为5％；
(3)将物料II进行立窑焙烧，焙烧温度1300℃，焙烧时间1h；
(4)焙烧后剩余物料经过多筒冷却机冷却、烘干、破碎和磨细，得到383Kg物料III；
(5)将物料III与1.53Kg水玻璃、1.92Kg铝酸钙混料和磨细，得到386Kg复合尾矿渣活性微粉，可作为混凝土掺合料，复合尾矿渣活性微粉的比表面积为470m2/Kg，适宜掺加量范围为等量取代混凝土中水泥质量的26％。
实施例3：
(1)将电解锰压滤渣、锰浮选尾矿渣和铅锌浮选尾矿渣分别进行破碎、干燥和分散后，然后称取600Kg电解锰压滤渣，1000Kg锰浮选尾矿渣，400Kg铅锌浮选尾矿渣，并充分混料，得到物料I，所述物料I的平均粒径为0.5cm，含水量为11％；
(2)按规定的配比称取140Kg焦炭、160Kg烟煤和100Kg氧化钙，将物料I与焦炭、烟煤和氧化钙充分混料，得到物料II，所述物料II的平均粒径为0.5cm，含水量为11％；
(3)将物料II进行电炉焙烧，焙烧温度1400℃，焙烧时间2h；
(4)焙烧后剩余物料经过水淬冷却、烘干、破碎和磨细，得到672Kg物料III；
(5)将物料III与6.72Kg水玻璃、1.34Kg硫酸钠混料和磨细，得到复合尾矿渣活性微粉，可作为混凝土掺合料，复合尾矿渣活性微粉的比表面积为525m2/Kg，适宜掺加量范围为等量取代混凝土中水泥质量的30％。
根据以上所述的具体实施方式的揭示和教导，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所述为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改，等同替换，改进等，均包含在本发明的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
Claims (10)
1.一种用于混凝土掺合料的复合尾矿渣活性微粉制备方法，其具体包括以下步骤：
步骤一：将电解锰压滤渣、锰浮选尾矿渣和铅锌浮选尾矿渣分别进行破碎、干燥和分散后，按照含量比例进行配料并充分混料，得到物料I；
步骤二：将经步骤一处理过的物料I与适量的含碳还原剂和增钙剂充分混料，得到物料II；
步骤三：将经步骤二处理得到的物料II置入焙烧装置进行焙烧，焙烧温度600-1550℃，焙烧时间0.5-7h；
步骤四：将经步骤三处理后的剩余物料置入冷却装置进行冷却，再经过烘干、破碎和磨细后得到物料III；
步骤五：将经步骤四处理得到的物料III与适量的活性激发剂混料和磨细，得到复合尾矿渣活性微粉。
2.如权利要求1所述的一种用于混凝土掺合料的复合尾矿渣活性微粉制备方法，其特征在于，步骤一所述的物料I的组分和质量比分别为，电解锰压滤渣：锰浮选尾矿渣：铅锌浮选尾矿渣＝(30～80)：(20～90)：(0～40)。
3.如权利要求2所述的一种用于混凝土掺合料的复合尾矿渣活性微粉制备方法，其特征在于，步骤一所述物料I和步骤二所述物料II的平均粒径不大于1cm，含水量不高于12％。
4.如权利要求1所述的一种用于混凝土掺合料的复合尾矿渣活性微粉制备方法，其特征在于，步骤二所述的含碳还原剂为活性炭、烟煤、木炭、无烟煤、焦炭中的一种或多种，含碳还原剂的含量为物料I质量的0～25％。
5.如权利要求4所述的一种用于混凝土掺合料的复合尾矿渣活性微粉制备方法，其特征在于，步骤二所述的增钙剂为氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙的一种或多种，增钙剂的含量为物料I质量的0～15％。
6.如权利要求1所述的一种用于混凝土掺合料的复合尾矿渣活性微粉制备方法，其特征在于，步骤三所述的焙烧装置为回转窑、立窑、电炉、沸腾炉的一种或多种。
7.如权利要求1所述的一种用于混凝土掺合料的复合尾矿渣活性微粉制备方法，其特征在于，步骤四所述的冷却装置为单筒冷却机、多筒冷却机、篦式冷却机、水淬容器的一种或多种。
8.如权利要求1所述的一种用于混凝土掺合料的复合尾矿渣活性微粉制备方法，其特征在于，步骤五所述的活性激发剂为碳酸钠、水玻璃、铝酸钙的一种或多种，活性激发剂的含量为物料III质量的0.2～8％。
9.如权利要求1所述的一种用于混凝土掺合料的复合尾矿渣活性微粉制备方法，其特征在于，步骤五所述的复合尾矿渣活性微粉的比表面积为400～600m2/Kg。
10.如权利要求1所述的一种用于混凝土掺合料的复合尾矿渣活性微粉制备方法，其特征在于，步骤五所述的复合尾矿渣活性微粉，用于混凝土掺合料，用于混凝土掺合料的掺加量范围为混凝土中水泥质量的10-40％。
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