CN109437619B - 一种冶炼铜渣作为水泥铁质校正剂的用途及水泥 - Google Patents

Abstract

一种冶炼铜渣作为水泥铁质校正剂的用途及由其制备的水泥和水泥制备方法。将本申请中提取有价金属后的冶炼铜渣作为铁质校正剂制备的水泥3d和28d强度均有提高，凝结时间也得到缩短；采用提取有价金属后的冶炼铜渣作为铁质校正剂，解决了废弃物利用后的副产物的综合利用问题，属于废弃物的再生利用，具有良好的社会、经济和环境效益。

Description

一种冶炼铜渣作为水泥铁质校正剂的用途及水泥

技术领域

本发明涉及一种水泥基添加剂，特别是涉及一种水泥铁质校正剂。

背景技术

铜渣主要是在铜精矿精炼过程中产生的，生产1吨铜，产出2～3吨铜渣，一般含有具有回收利用价值铁、锌及少量铜等有价元素，甚至有些铜渣还含有铅、钴、镍、金、银等贵金属，但我国目前的现实情况是，铜渣，尤其是贫化铜渣处理利用率低，既占用土地又污染环境，同时还造成资源的巨大浪费，因此，铜渣的综合处理与利用是迫切需要解决的问题。

铜渣成分虽然复杂，但普遍含有Cu、Fe、Zn、Au等金属元素，Fe含量一般超过40％，是高附加值多金属二次资源。铜渣的资源化利用主要有：(1)提取有价金属，包括火法和湿法两种工艺。电炉贫化是从铜渣中火法提取有价金属的传统方法，但其存在金属回收率低、能耗高的缺点。因此，研究者持续开展铜渣贫化新方法的探索。(2)湿法：湿法处理铜渣可以综合提取有价金属，与火法相比，湿法过程能耗较低，对环境污染较小，该方法具有良好的分离选择性，适合于处理低品位铜渣(湿法可分为直接浸出和间接浸出两种)。(3)选矿法：铜渣作为一种人造矿石，通过浮选和磁选分离富集，可以提取铜渣中有价金属，浮选是目前常用的方法。铜渣中铁主要分布在橄榄石相和磁性氧化铁矿物中，可以用磁选的方法得到铁精矿(钴、镍在铁磁矿物中相对集中，铜在非磁相)，因而磨细结晶良好的炉渣可作为预富集的一种手段；日本的日立冶炼厂最早用磁选方法回收了转炉渣中的铁，贵溪冶炼厂以转炉渣作为原料进行选别作业，回收其中的金属铜，渣尾矿中除SiO₂的含量超标外，完全符合铁精矿要求。(4)用作催化材料：由于铜渣中含有多种有价金属，矿相主要以铁橄榄石为主，为提高铜渣中有价金属的回收利用提供了一种新思路。

综合上述可知，目前冶炼铜渣的综合利用主要是以提取有价金属为主，但提取后的冶炼铜渣的综合利用问题很严重，需求一种更高效、简单的利用途径势在必行。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种冶炼铜渣作为水泥铁质校正剂的用途及水泥，用于解决现有技术中的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明是通过以下技术方案获得的。

本发明提供一种冶炼铜渣作为水泥铁质校正剂的用途。

优选地，所述冶炼铜渣为采用火法冶金工艺后的熔渣经湿法工艺提取有价金属后后处理获得，提取有价金属后的冶炼铜渣中二氧化硅含量大于等于10wt％，氧化亚铁含量大于等于45wt％，氧化铁的含量大于等于8wt％，氧化钙的含量不超过10wt％。

更优选地，游离氧化钙的含量不超过0.5wt％。

优选地，所述氧化铁包括四氧化三铁和三氧化二铁。

更优选地，所述后处理包括烘干、筛分和细磨处理。

更优选地，烘干的温度为200℃～250℃。

更优选地，筛分后的颗粒细度小于3mm。

更优选地，细磨处理后的颗粒大于200目。

本发明还公开了一种水泥，包括如上述所述水泥铁质校正剂。

优选地，所述水泥包括如下原料组分及重量百分含量：

更优选地，所述水泥铁质校正剂为4.02wt％。

更优选地，所述熟料为77.97wt％。

更优选地，所述石膏为6.05wt％。

更优选地，所述粉煤灰为4.28wt％。

更优选地，所述石灰石为7.67wt％。

优选地，所述水泥的原料组分还包括外加剂，所述外加剂的添加量不超过0.2wt％。更优选地，所述外加剂为0.1wt％。

优选地，所述熟料是由石灰石、粘土、铁粉和氧化铝煅烧而成；其中石灰石含量为75wt％～85wt％，粘土为10wt％～20wt％，铁粉为2wt％～5wt％，氧化铝为1wt％～5wt％。更优选地，所述石灰石为80wt％，粘土为16wt％，铁粉为2.4wt％，氧化铝为1.6wt％。

优选地，所述外加剂为助磨剂。更优选地，所述助磨剂为二乙醇单异丙醇胺。

优选地，所述粉煤灰为上海石洞口电厂生产。其主要成分为二氧化硅、氧化硅和氧化钙。

本发明还公开了如上述所述水泥的制备方法，所述水泥为将各原料组分混合并粉磨后获得水泥产品。

本申请中要求保护的技术方案主要有以下技术效果：

1)与现有技术中水泥采用铁矿石作为铁质校正剂相比，用提取有价金属后的冶炼铜渣作为水泥铁质校正剂时，其化学成分和现有技术中材料类似，但由于其是一种煅烧后的产品，能够节省配煤量，能够降低水泥成本。

2)提取有价金属后的冶炼铜渣做铁质校正剂，它的矿物组成和化学成分总体上与铁矿石、铜渣作铁质校正剂的熟料非常接近，符合水泥生产标准，而且冶炼铜渣中基本不含游离CaO，熟料安定性不存在问题。

3)提取有家金属后的冶炼铜渣相比较于普通的冶炼铜渣具有明显的优势，其中的有家金属基本被提取完毕，不存在重金属超标的问题，水泥产品的环境安全性更好。

4)将本申请中提取有价金属后的冶炼铜渣作为铁质校正剂制备的水泥3d和28d强度均有提高，凝结时间也得到缩短。

5)本申请中采用提取有价金属后的冶炼铜渣作为铁质校正剂，解决了废弃物利用后的副产物的综合利用问题，属于废弃物的再生利用，具有良好的社会、经济和环境效益。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

在进一步描述本发明具体实施方式之前，应理解，本发明的保护范围不局限于下述特定的具体实施方案；还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。

当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本发明中使用的所有技术和科学术语与本技术领域技术人员通常理解的意义相同。除实施例中使用的具体方法、设备、材料外，根据本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本发明的记载，还可以使用与本发明实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本发明。

本申请实施例中采用的钢渣为宝钢生产的转炉滚筒渣，其中二氧化硅的含量为16wt％，氧化亚铁含量为25wt％，氧化钙的含量为30wt％，氧化铁(四氧化三铁和三氧化二铁)的含量为10wt％。

本申请实施例中铁矿石为赤铁矿，其中二氧化硅的含量为5wt％，氧化亚铁含量为2wt％，氧化钙的含量为1wt％，氧化铁(四氧化三铁和四氧化三铁)的含量为78wt％。

同样对转炉滚筒渣和赤铁矿后处理，后处理包括烘干、筛分和细磨。

烘干温度为200℃；筛分后的颗粒细度小于3mm；细磨处理后的颗粒大于200目。

实施例中所用外加剂为助磨剂，所述助磨剂为二乙醇三异丙醇胺。

本申请实施例中熟料为由石灰石、粘土、铁粉和氧化铝煅烧而成；所述石灰石为80wt％，粘土为16wt％，铁粉为2.4wt％，氧化铝为1.6wt％。

实施例1

本实施例中公开了一种具体的水泥铁质校正剂。

本实施例中所述冶炼铜渣为采用火法冶金工艺后的熔渣经湿法工艺提取有价金属后获得。

本实施例中提取有价金属后的冶炼铜渣中二氧化硅的含量为15wt％，氧化亚铁含量为55wt％，氧化钙的含量为8wt％，氧化铁(四氧化三铁和三氧化二铁)的含量为10wt％，游离氧化钙的含量不超过0.5wt％。

将上述所述提取有价金属后的冶炼铜渣进行后处理，后处理包括烘干、筛分和细磨。

烘干温度为200℃；筛分后的颗粒细度小于3mm；细磨处理后的颗粒大于200目。

实施例2

采用实施例1中的水泥铁质校正剂形成水泥，所述水泥的原料组分及含量如下：

对比例21

与实施例2不同的是将实施例2中的水泥铁质校正剂替换为铁矿石，其他均相同。

对比例22

与实施例2不同的是将实施例2中的水泥铁质校正剂替换为钢渣，其他均相同。

将上述各实施例原料组分进行混合粉磨后形成水泥产品。

采用水泥胶砂强度检验方法(ISO法)对水泥的性能进行检测，凝结时间按照GB/T1346-2011标准测定。

实施例3

采用实施例1中的水泥铁质校正剂形成水泥，所述水泥的原料组分及含量如下：

实施例4

采用实施例1中的水泥铁质校正剂形成水泥，所述水泥的原料组分及含量如下：

将实施例3～4中的水泥的原料组分进行混合粉磨后形成水泥产品。

采用水泥胶砂强度检验方法(ISO法)对水泥的性能进行检测，凝结时间按照GB/T1346-2011标准测定。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.一种水泥，其特征在于，包括如下原料组分及重量百分含量：

其中，冶炼铜渣作为水泥铁质校正剂，所述冶炼铜渣为采用火法冶金工艺后的熔渣经湿法工艺提取有价金属后后处理获得，提取有价金属后的冶炼铜渣中二氧化硅含量大于等于10wt％，氧化亚铁含量大于等于45wt％，氧化铁的含量大于等于8wt％，氧化钙的含量不超过10wt％。

2.根据权利要求1所述的水泥，其特征在于，包括如下特征中的一种或多种：

所述后处理包括烘干、筛分和细磨处理；

烘干的温度为200℃～250℃；

筛分后的颗粒细度小于3mm；

细磨处理后的颗粒大于200目。

3.根据权利要求1所述的水泥，其特征在于，所述水泥的原料组分还包括外加剂，所述外加剂的添加量不超过0.2wt％。

4.根据权利要求1所述的水泥，其特征在于，所述熟料是由石灰石、粘土、铁粉和氧化铝煅烧而成；其中石灰石含量为75wt％～85wt％，粘土为10wt％～20wt％，铁粉为2wt％～5wt％，氧化铝为1wt％～5wt％。

5.根据权利要求3所述的水泥，其特征在于，所述外加剂为二乙醇单异丙醇胺。

6.一种如权利要求1～5所述的水泥的制备方法，其特征在于，将各原料组分混合粉磨后形成水泥产品。