CN109437618A - 一种利用高钙铜尾矿生产的水泥熟料及其制备方法 - Google Patents

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夏令
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李名水
余程民
黄娴珍
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Abstract

本发明实施例公开了一种利用高钙铜尾矿生产的水泥熟料及其制备方法，该利用高钙铜尾矿生产的水泥熟料的成分按质量比包括：石灰石70～85wt％，高钙铜尾矿5～30wt％，砂岩0～12wt％以及页岩0～12wt％，制备方法包括以下步骤：将石灰石、砂岩、页岩分别破碎粉磨均化，与高钙铜尾矿混合，得混合后的生料，然后将混合生料在高温下进行煅烧，完成煅烧后进行快速冷却制得水泥熟料产品。本发明一方面拓宽了尾矿的回收利用途径，大宗的水泥产业能很好的消耗掉尾矿，彻底解决尾矿的堆积问题；另一方面利用尾矿作为原料，减少了资源的消耗，降低了水泥的原材料成本，同时尾矿不需要粉磨破碎也降低了原料处理的成本。

Description

一种利用高钙铜尾矿生产的水泥熟料及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料领域，尤其涉及一种利用高钙铜尾矿生产的水泥熟料及其制备方法。
背景技术
矿产资源对人类的生存和发展有着重要的支撑作用，是国家安全与经济发展的重要保证，其包括金属矿产、非金属矿产以及能源矿产三大类。由于矿产资源的逐年开发，矿石的品位越来越低，因此在矿产资源的开采和加工过程中产生了越来越多的废石和尾矿。目前全球年尾矿排放总量在100亿吨以上，其中我国尾矿年排放量高达15亿吨以上。最新统计数据显示：我国尾矿累积堆存量已接近150亿吨，尾矿大量堆积会造成诸多社会问题。具体为：①环境问题。突出表现在土地侵占、植被破坏、土地退化、沙漠化以及粉尘污染、水体污染等；②引发地质灾害等问题，尾矿库中含有大量重金属离子和化学药剂，一旦发生事故，会对下游居民的生命和财产造成巨大的危害，对环境造成严重污染；③造成资源的严重浪费，尾矿中含有大量有待开发的有价组分，如有色金属铜、铁、锌、铅、锡等以及大量可用脉石石英、长石等。
湖北某铜矿山企业在生产过程中产生了大量的铜尾矿，这些铜尾矿面临着无处堆存的问题，目前能够切实大量消耗尾矿的主要方法有采矿区充填和尾矿生产建材。但是由于尾矿中存在部分粒度较细的部分不适于进行充填，因此考虑用尾矿生产建材。这种铜尾矿中主要矿物组成为方解石和石英等，因此该尾矿的化学成分具有高钙低硅的特点。而一般建筑材料以硅铝酸盐为主，这与尾矿的化学成分不相符。而水泥熟料生产过程中需要用到大量的石灰石等组分。基于熟料的化学组成与尾矿较为相近，本发明利用高钙铜尾矿作为原料制备了一种硅酸盐水泥熟料。
通常的水泥熟料生产原料为石灰石、粘土和铁质组分等，这些原料的开采与加工处理需要消耗大量的自然资源和能源。本发明通过利用高钙铜尾矿替代掉部分原材料生产水泥熟料，一方面拓宽了这种尾矿的回收利用途径，解决了尾矿的堆存问题；另一方面取丰富且廉价的尾矿资源替代自然资源，减少了水泥熟料生产过程中对自然资源的消耗，同时也减少了原材料处理过程的工作量，节约了能源，降低了水泥熟料的生产成本。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，针对大多数铜矿企业在生产过程有大量的铜尾矿无处堆存，而现有技术中通常的水泥熟料生产原料为石灰石、粘土和铁质组分等，这些原料的开采与加工处理需要消耗大量的自然资源和能源的问题，提出了一种利用高钙铜尾矿生产的水泥熟料及其制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种利用高钙铜尾矿生产的水泥熟料，该利用高钙铜尾矿生产的水泥熟料的成分按质量比包括：石灰石70～85wt％，高钙铜尾矿5～30wt％，砂岩0～12wt％以及页岩0～12wt％。
其中，高钙铜尾矿的氧化钙含量为20～30wt％。
其中，高钙铜尾矿的粒径D90小于0.074mm，含水率为10～30wt％。
其中，利用高钙铜尾矿生产的水泥熟料的率值为：石灰饱和系数KH为0.92～0.96，硅率SM为2.0～2.4，铝率为1.2～1.6。
为了解决上述技术问题，本发明实施例还提供了一种利用高钙铜尾矿生产的水泥熟料的制备方法，包括以下步骤：将70～85wt％石灰石、0～12wt％砂岩、0～12wt％页岩分别破碎粉磨均化，与5～30wt％高钙铜尾矿混合，得混合后的生料，然后将混合生料在高温下进行煅烧，完成煅烧后进行快速冷却制得水泥熟料产品。
其中，混合生料在高温下进行煅烧，煅烧温度为1350～1450℃，煅烧时间为15～45min。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
1.拓宽了尾矿回收利用的途径，提高了尾矿的利用率，将尾矿用作水泥原料可以极大缓解与改善了因尾矿堆积而造成的一系列问题，实现了矿物资源综合利用；
2.传统的原材料获得与处理需要进行原材料的矿山开采以及破碎磨细，而铜尾矿不需要这些步骤的处理，进而减少了自然资源和能源的消耗；
3.尾矿中的多种微量元素对于水泥熟料的煅烧及水化反应过程有着促进作用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的利用高钙铜尾矿生产的水泥熟料的XRD图谱。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种利用高钙铜尾矿生产的水泥熟料，该利用高钙铜尾矿生产的水泥熟料的成分按质量比包括：石灰石70～85wt％，高钙铜尾矿5～30wt％，砂岩0～12wt％以及页岩0～12wt％。
其中，高钙铜尾矿的氧化钙含量为20～30wt％，高钙铜尾矿的粒径D90小于0.074mm，含水率为10～30wt％。
制得的水泥熟料的率值为：石灰饱和系数KH为0.92～0.96，硅率SM为2.0～2.4，铝率为1.2～1.6。
该利用高钙铜尾矿生产的水泥熟料的制备方法，包括以下步骤：将70～85wt％石灰石、0～12wt％砂岩、0～12wt％页岩分别破碎粉磨均化，与5～30wt％高钙铜尾矿混合，得混合后的生料，然后将混合生料在高温下进行煅烧，完成煅烧后进行快速冷却制得水泥熟料产品。
其中，混合生料在高温下进行煅烧，煅烧温度为1350～1450℃，煅烧时间为15～45min。
下面，将通过实例对本发明进行更详细的描述：
在矿石选别过程中会产生大量的没有明显价值的尾矿，而尾矿的堆积会占用大量的土地，同时带来一系列的环境问题。湖北某铜矿山企业在生产过程中产生了大量的铜尾矿，这种铜尾矿以碳酸盐为主，含有较高的氧化钙和氧化铁，同时含有部分氧化硅和氧化铝，这些组分均为水泥熟料所需，因此较为适宜作为水泥熟料的替代原料。所用其他原材料的化学组分见表1。
表1铜尾矿与各原材料化学成分
具体的各实施例按照表2所示的配方进行配比，保证生料的三率值范围为石灰饱和系数KH＝0.92～0.96，硅酸率SM＝2.0～2.4，铝氧率IM＝1.2～1.6。然后将配好的原料用球磨机粉磨均化与高钙铜尾矿混合得混匀生料，生料经过加压成型后进入高温炉煅烧，煅烧制度为1400℃高温煅烧30分钟，完成煅烧后通过风冷快速冷却至70℃以下即制得水泥熟料。
表2生料配比方案
采用上述技术方案，烧制成的水泥熟料率值和部分物理化学指标如表3所示。熟料的XRD图谱请参加附图1。从表3中可以看到，经过上述方案的合理配料后，熟料的率值范围控制在石灰饱和系数KH＝0.92～0.96，硅酸率SM＝2.0～2.4，铝氧率IM＝1.2～1.6。熟料的游离氧化钙含量、凝结时间、3天强度以及28天强度均满足标准要求。从图1可以看到熟料的矿物组成基本相似，以硅酸三钙为主并含有少量的硅酸二钙以及铁铝酸四钙等。由此说明熟料的各项性能优异。
表3实施例水泥熟料率值和主要指标
实施本发明实施例，具有如下有益效果：本发明一方面拓宽了尾矿的回收利用途径，大宗的水泥产业能很好的消耗掉尾矿，彻底解决尾矿的堆积问题；另一方面利用尾矿作为原料，减少了资源的消耗，降低了水泥的原材料成本，同时尾矿不需要粉磨破碎也降低了原料处理的成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种利用高钙铜尾矿生产的水泥熟料，其特征在于，所述利用高钙铜尾矿生产的水泥熟料的成分按质量比包括：石灰石70～85wt％，高钙铜尾矿5～30wt％，砂岩0～12wt％以及页岩0～12wt％。
2.根据权利要求1所述的利用高钙铜尾矿生产的水泥熟料，其特征在于，所述高钙铜尾矿的氧化钙含量为20～30wt％。
3.根据权利要求1或2所述的利用高钙铜尾矿生产的水泥熟料，其特征在于，所述高钙铜尾矿的粒径D90小于0.074mm，含水率为10～30wt％。
4.根据权利要求1所述的利用高钙铜尾矿生产的水泥熟料，其特征在于，所述利用高钙铜尾矿生产的水泥熟料的率值为：石灰饱和系数KH为0.92～0.96，硅率SM为2.0～2.4，铝率为1.2～1.6。
5.一种利用高钙铜尾矿生产的水泥熟料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将70～85wt％石灰石、0～12wt％砂岩、0～12wt％页岩分别破碎粉磨均化，与5～30wt％高钙铜尾矿混合，得混合后的生料，然后将混合生料在高温下进行煅烧，完成煅烧后进行快速冷却制得水泥熟料产品。
6.根据权利要求5所述的利用高钙铜尾矿生产的水泥熟料的制备方法，其特征在于，所述混合生料在高温下进行煅烧，煅烧温度为1350～1450℃，煅烧时间为15～45min。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112808423A (zh) * 2020-12-24 2021-05-18 于元鹏 一种水泥熟料制备方法
CN114276032A (zh) * 2021-12-30 2022-04-05 滁州学院 一种以废弃铜尾矿为部分原料的水泥熟料及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1067421A (zh) * 1992-04-21 1992-12-30 山东省昌乐县青上铜矿 利用铜矿尾矿生产水泥熟料
KR101322413B1 (ko) * 2013-01-16 2013-10-28 한일시멘트 (주) γ-Ｃ₂Ｓ 클링커를 활용한 친환경 저탄소 시멘트 조성물의 제조방법
CN104150794A (zh) * 2014-08-30 2014-11-19 中国地质大学（武汉） 一种铁尾矿硅酸盐水泥的制备方法
CN105347707A (zh) * 2015-10-30 2016-02-24 中国建筑材料科学研究总院 抗侵蚀低钙硅酸盐水泥及其制备方法
CN105481271A (zh) * 2015-11-30 2016-04-13 中国地质科学院 一种利用铜矿尾矿制备的低碱水泥及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1067421A (zh) * 1992-04-21 1992-12-30 山东省昌乐县青上铜矿 利用铜矿尾矿生产水泥熟料
KR101322413B1 (ko) * 2013-01-16 2013-10-28 한일시멘트 (주) γ-Ｃ₂Ｓ 클링커를 활용한 친환경 저탄소 시멘트 조성물의 제조방법
CN104150794A (zh) * 2014-08-30 2014-11-19 中国地质大学（武汉） 一种铁尾矿硅酸盐水泥的制备方法
CN105347707A (zh) * 2015-10-30 2016-02-24 中国建筑材料科学研究总院 抗侵蚀低钙硅酸盐水泥及其制备方法
CN105481271A (zh) * 2015-11-30 2016-04-13 中国地质科学院 一种利用铜矿尾矿制备的低碱水泥及其制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
施惠生等主编: "《土木工程材料》", 31 October 2011, 重庆大学出版社 *
江西省地质矿产勘查开发局编著: "《江西省环境地质志 下》", 31 May 2017, 地质出版社 *
陈荣光主编: "《矿山企业污染防治与环境保护强制性标准执行手册 3》", 31 March 2004, 宁夏大地音像出版社 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112808423A (zh) * 2020-12-24 2021-05-18 于元鹏 一种水泥熟料制备方法
CN114276032A (zh) * 2021-12-30 2022-04-05 滁州学院 一种以废弃铜尾矿为部分原料的水泥熟料及其制备方法

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