CN110128042A - 一种用钨尾矿制备水泥活性混合材、混凝土掺合料的工艺 - Google Patents

一种用钨尾矿制备水泥活性混合材、混凝土掺合料的工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用钨尾矿制备水泥活性混合材、混凝土掺合料的工艺,包括以下步骤:步骤(1):钨尾矿筛分;步骤(2):压滤脱水;步骤(3):干燥;步骤(4):活化完成后即得到水泥活性混合材。本发明公开的一种用钨尾矿制备水泥活性混合材、混凝土掺合料的工艺具有以下有益效果:1、针对钨尾矿的传统活化技术,本发明采用新的工艺技术流程;2、水泥活性混合材制备过程中,改性活化剂主要成分为聚羧酸醇胺型高分子,对钨尾矿活性激发的效果非常好,且用量只有0.13%—0.18%,较常规固体活化剂用量15%—20%要少很多。3、实现钨尾矿在线处理,避免再从尾矿库中提取,减少装车、运输等工序,减少费用支出。

Description

一种用钨尾矿制备水泥活性混合材、混凝土掺合料的工艺
技术领域
本发明属于材料科学与工程领域,具体涉及一种用钨尾矿制备水泥活性混合材、混凝土掺合料的工艺。
背景技术
矿业是经济的基础产业,经济社会的发展离不开矿业的支撑。据统计,世界90%的工业品和17%的消费品是用矿物原料生产的。在当代中国,矿业为国家经济建设和社会发展提供了95%的能源资源、80%的原材料、70%以上的农业生产资料。矿业为我国经济发展、工业化建设提供物质保障的同时,也给环境带来了巨大的危害。其中,最为显著的就是尾矿问题。我国现有矿山企业数量逾15.5万个,尾矿累积堆存量超200亿吨,且每年新增尾矿约16亿吨,综合利用率在20%左右。
矿山尾矿作为我国产出量最大的固废,其大量堆存带来的主要问题有:
1.占用土地。据统计,目前我国尾矿库占地面积已累积超过5500万亩。这还仅占矿山破坏土地总面积的13%,其他还包括采空区破坏约占59%,露天废石堆占地约占20%,其余为塌陷危险区等。
2.污染环境。大部分矿石在选别过程中需要添加各种药剂,而这些药剂具有一定的酸碱性和重金属离子,会残留在尾矿中进入尾矿库,它随雨水从地表向下渗透,向土壤转化,造成附近土质酸化、碱化、硬化,甚至流入江河湖泊中,造成水体严重污染与破坏。另外,尾矿在运输与处理过程中,产生有害气体和粉尘污染也十分严重。
3.存在安全隐患。多年来,矿山固体废弃物堆存诱发的次生灾害不断发生,诸如泥石流、尾矿库溃坝、排土场滑坡等,不仅破坏了生态环境,更对人民生命财产安全造成了严重威胁。
目前,对钨尾矿的处理,一般是采取地表集中堆放的方式,建设大型尾砂矿。这种做法是最原始的方法,不仅达不到环境综合治理的目的,同时也造成有价资源的极大浪费。近年来,一些企业采用磨矿的方式对钨尾矿进行活化,并添加大量的生石灰作为改善尾砂活性的激发剂,从而生产出强度较高的水泥活性混合材。但是这样的处理方式存在以下的缺点:
1、利用钨尾矿制备水泥活性混合材、混凝土掺合料一般采用机械——化学活化来激发钨尾矿的活性,需要经过磨机超细磨活化+生石灰活化。磨机超细磨过程中,需要消耗大量的能耗,并对周边造成较大的噪音和粉尘污染。
2.利用钨尾矿制备水泥活性混合材、混凝土掺合料过程中,需要消耗大量的生石灰,而生石灰本身需要用石灰石高温加热制得,更是消耗了大量的煤炭等资源。另外,需要添加的生灰石约在15%—20%,以一年处理的钨尾矿60万吨计算,需从外地运输约10.5万吨的生灰石,无形中增加了巨大的运输成本。
3.制备水泥活性混合材、混凝土掺合料的钨尾矿需要从尾矿库中提取,通过工程机械配合和汽车运输到工厂,无形中提高了生产成本。
发明内容
发明目的:本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进,即本发明公开了一种用钨尾矿制备水泥活性混合材、混凝土掺合料的工艺,其通过采用新的工艺技术流程和新的化学活化剂,激发钨尾矿的活性,从而生产出合格的水泥活性混合材,降低生产成本。
技术方案:一种用钨尾矿制备水泥活性混合材、混凝土掺合料的工艺,包括以下步骤:
步骤(1):钨尾矿筛分
将待处理的钨尾矿浆通过管道直接泵送至尾矿筛分间,经过高频振动筛进行粒度分级,筛上的物料为粗尾矿砂,作为建筑用混凝土掺合料,将其用皮带输送至尾矿砂堆场堆存;将过筛后的钨尾矿浆进行浓缩,使其含水率在60~65wt%;
步骤(2):压滤脱水
用浓浆泵将经过步骤(1)浓缩的钨尾矿浆送入板框压滤机中进行压滤脱水,成为细尾矿砂,其中:
细尾矿砂含水率为14~15wt%;
步骤(3):干燥
将步骤(2)得到的细尾矿砂由皮带输送机输送至尾矿烘干机中,由生物质燃料沸腾炉系统通过热风输送提供热源,在450℃~500℃下干燥6~10分钟,烘干后成为细尾矿粉,其中:
烘干后的细尾矿粉的含水率小于1wt%;
步骤(4):活化
将经过步骤(3)干燥的细尾矿粉置于活化器中,在常温干燥的环境下添加活化剂,经过混匀活化后,即得到水泥活性混合材,其中:
经过步骤(3)干燥的细尾矿粉与活化剂的质量比为100:(0.13~0.18)。
进一步地,步骤(1)中的待处理的钨尾矿浆的含水率为70~75wt%。
进一步地,步骤(1)中的高频振动筛的筛网为150目筛网。
进一步地,步骤(4)中的活化剂为主要成分是聚羧酸醇胺型高分子的尾矿专用激发剂。
进一步地,步骤(4)得到的水泥活性混合材,其各项性能指标均满足标准Q/XCKJ001-2013《用于水泥和混凝土中的尾矿粉》要求。
进一步地,步骤(4)得到的水泥活性混合材,其各项性能指标均满足福建省制定的地方标准DB35/T 1467-2014《用于水泥和混凝土中的铅锌铁尾矿微粉》。
进一步地,步骤(1)得到的建筑用混凝土掺合料执行GB/14684-2011《建筑用砂》标准。
有益效果:本发明公开的一种用钨尾矿制备水泥活性混合材、混凝土掺合料的工艺具有以下有益效果:
1、针对钨尾矿的传统活化技术,本发明采用新的工艺技术流程:分级—化学活化,采用高频振动筛分级取代机械超细磨活化。对钨尾矿进行筛分分级后,将150目以上的粗粒级钨尾矿砂分离出来,作为建筑材料使用;而150目以下的细粒级钨尾矿泥,通过添加药剂进行化学活化,生产出合格的水泥活性混合材。
2、水泥活性混合材制备过程中,采用公司自主研发的改性活化剂(液体状)取代常规固体活化剂。改性活化剂主要成分为聚羧酸醇胺型高分子,对钨尾矿活性激发的效果非常好,且用量只有0.13%—0.18%,较常规固体活化剂用量15%—20%要少很多。
3、针对尾矿原料运输问题,我们直接与选厂对接,当期排出的钨尾矿通过管道输送、分级、浓缩、压滤、烘干、活化这一套流程,实现钨尾矿在线处理,避免再从尾矿库中提取,减少装车、运输等工序,减少费用支出。
附图说明
图1为本发明公开的一种用钨尾矿制备水泥活性混合材、混凝土掺合料的工艺的流程示意图。
具体实施方式:
下面对本发明的具体实施方式详细说明。
具体实施例1
一种用钨尾矿制备水泥活性混合材、混凝土掺合料的工艺,包括以下步骤:
步骤(1):钨尾矿筛分
将待处理的钨尾矿浆通过管道直接泵送至尾矿筛分间,经过高频振动筛进行粒度分级,筛上的物料为粗尾矿砂,作为建筑用混凝土掺合料,将其用皮带输送至尾矿砂堆场堆存;将过筛后的钨尾矿浆进行浓缩,使其含水率在62wt%;
步骤(2):压滤脱水
用浓浆泵将经过步骤(1)浓缩的钨尾矿浆送入板框压滤机中进行压滤脱水,成为细尾矿砂,其中:
细尾矿砂含水率为14.5wt%;
步骤(3):干燥
将步骤(2)得到的细尾矿砂由皮带输送机输送至尾矿烘干机中,由生物质燃料沸腾炉系统通过热风输送提供热源,在475℃下干燥8分钟,烘干后成为细尾矿粉,其中:
烘干后的细尾矿粉的含水率小于1wt%;
步骤(4):活化
将经过步骤(3)干燥的细尾矿粉置于活化器中,在常温干燥的环境下添加活化剂,经过混匀活化后,即得到水泥活性混合材,其中:
经过步骤(3)干燥的细尾矿粉与活化剂的质量比为100:0.15。
进一步地,步骤(1)中的待处理的钨尾矿浆的含水率为72wt%。
进一步地,步骤(1)中的高频振动筛的筛网为150目筛网。
进一步地,步骤(4)中的活化剂为主要成分是聚羧酸醇胺型高分子的尾矿专用激发剂。
进一步地,步骤(4)得到的水泥活性混合材,其各项性能指标均满足标准Q/XCKJ001-2013《用于水泥和混凝土中的尾矿粉》要求。
进一步地,步骤(4)得到的水泥活性混合材,其各项性能指标均满足福建省制定的地方标准DB35/T 1467-2014《用于水泥和混凝土中的铅锌铁尾矿微粉》。
进一步地,步骤(1)得到的建筑用混凝土掺合料执行GB/14684-2011《建筑用砂》标准。
将本实施例制备的水泥活性混合材进行检测,具体检测结果如下表所示:
产品物理性能检测结果
具体实施例2
一种用钨尾矿制备水泥活性混合材、混凝土掺合料的工艺,包括以下步骤:
步骤(1):钨尾矿筛分
将待处理的钨尾矿浆通过管道直接泵送至尾矿筛分间,经过高频振动筛进行粒度分级,筛上的物料为粗尾矿砂,作为建筑用混凝土掺合料,将其用皮带输送至尾矿砂堆场堆存;将过筛后的钨尾矿浆进行浓缩,使其含水率在60wt%;
步骤(2):压滤脱水
用浓浆泵将经过步骤(1)浓缩的钨尾矿浆送入板框压滤机中进行压滤脱水,成为细尾矿砂,其中:
细尾矿砂含水率为14wt%;
步骤(3):干燥
将步骤(2)得到的细尾矿砂由皮带输送机输送至尾矿烘干机中,由生物质燃料沸腾炉系统通过热风输送提供热源,在450℃下干燥10分钟,烘干后成为细尾矿粉,其中:
烘干后的细尾矿粉的含水率小于1wt%;
步骤(4):活化
将经过步骤(3)干燥的细尾矿粉置于活化器中,在常温干燥的环境下添加活化剂,经过混匀活化后,即得到水泥活性混合材,其中:
经过步骤(3)干燥的细尾矿粉与活化剂的质量比为100:0.13。
进一步地,步骤(1)中的待处理的钨尾矿浆的含水率为70wt%。
进一步地,步骤(1)中的高频振动筛的筛网为150目筛网。
进一步地,步骤(4)中的活化剂为主要成分是聚羧酸醇胺型高分子的尾矿专用激发剂。
进一步地,步骤(4)得到的水泥活性混合材,其各项性能指标均满足标准Q/XCKJ001-2013《用于水泥和混凝土中的尾矿粉》要求。
进一步地,步骤(4)得到的水泥活性混合材,其各项性能指标均满足福建省制定的地方标准DB35/T 1467-2014《用于水泥和混凝土中的铅锌铁尾矿微粉》。
进一步地,步骤(1)得到的建筑用混凝土掺合料执行GB/14684-2011《建筑用砂》标准。
具体实施例3
一种用钨尾矿制备水泥活性混合材、混凝土掺合料的工艺,包括以下步骤:
步骤(1):钨尾矿筛分
将待处理的钨尾矿浆通过管道直接泵送至尾矿筛分间,经过高频振动筛进行粒度分级,筛上的物料为粗尾矿砂,作为建筑用混凝土掺合料,将其用皮带输送至尾矿砂堆场堆存;将过筛后的钨尾矿浆进行浓缩,使其含水率在65wt%;
步骤(2):压滤脱水
用浓浆泵将经过步骤(1)浓缩的钨尾矿浆送入板框压滤机中进行压滤脱水,成为细尾矿砂,其中:
细尾矿砂含水率为15wt%;
步骤(3):干燥
将步骤(2)得到的细尾矿砂由皮带输送机输送至尾矿烘干机中,由生物质燃料沸腾炉系统通过热风输送提供热源,在500℃下干燥6分钟,烘干后成为细尾矿粉,其中:
烘干后的细尾矿粉的含水率小于1wt%;
步骤(4):活化
将经过步骤(3)干燥的细尾矿粉置于活化器中,在常温干燥的环境下添加活化剂,经过混匀活化后,即得到水泥活性混合材,其中:
经过步骤(3)干燥的细尾矿粉与活化剂的质量比为100:0.18。
进一步地,步骤(1)中的待处理的钨尾矿浆的含水率为75wt%。
进一步地,步骤(1)中的高频振动筛的筛网为150目筛网。
进一步地,步骤(4)中的活化剂为主要成分是聚羧酸醇胺型高分子的尾矿专用激发剂。
进一步地,步骤(4)得到的水泥活性混合材,其各项性能指标均满足标准Q/XCKJ001-2013《用于水泥和混凝土中的尾矿粉》要求。
进一步地,步骤(4)得到的水泥活性混合材,其各项性能指标均满足福建省制定的地方标准DB35/T 1467-2014《用于水泥和混凝土中的铅锌铁尾矿微粉》。
进一步地,步骤(1)得到的建筑用混凝土掺合料执行GB/14684-2011《建筑用砂》标准。
上面对本发明的实施方式做了详细说明。但是本发明并不限于上述实施方式,在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (7)

1.一种用钨尾矿制备水泥活性混合材、混凝土掺合料的工艺,其特征在于,包括以下步骤:
步骤(1):钨尾矿筛分
将待处理的钨尾矿浆通过管道直接泵送至尾矿筛分间,经过高频振动筛进行粒度分级,筛上的物料为粗尾矿砂,作为建筑用混凝土掺合料,将其用皮带输送至尾矿砂堆场堆存;将过筛后的钨尾矿浆进行浓缩,使其含水率在60~65wt%;
步骤(2):压滤脱水
用浓浆泵将经过步骤(1)浓缩的钨尾矿浆送入板框压滤机中进行压滤脱水,成为细尾矿砂,其中:
细尾矿砂含水率为14~15wt%;
步骤(3):干燥
将步骤(2)得到的细尾矿砂由皮带输送机输送至尾矿烘干机中,由生物质燃料沸腾炉系统通过热风输送提供热源,在450℃~500℃下干燥6~10分钟,烘干后成为细尾矿粉,其中:
烘干后的细尾矿粉的含水率小于1wt%;
步骤(4):活化
将经过步骤(3)干燥的细尾矿粉置于活化器中,在常温干燥的环境下添加活化剂,经过混匀活化后,即得到水泥活性混合材,其中:
经过步骤(3)干燥的细尾矿粉与活化剂的质量比为100:(0.13~0.18)。
2.如权利要求1所述的一种用钨尾矿制备水泥活性混合材、混凝土掺合料的工艺,其特征在于,步骤(1)中的待处理的钨尾矿浆的含水率为70~75wt%。
3.如权利要求1所述的一种用钨尾矿制备水泥活性混合材、混凝土掺合料的工艺,其特征在于,步骤(1)中的高频振动筛的筛网为150目筛网。
4.如权利要求1所述的一种用钨尾矿制备水泥活性混合材、混凝土掺合料的工艺,其特征在于,步骤(4)中的活化剂为主要成分是聚羧酸醇胺型高分子的尾矿专用激发剂。
5.如权利要求1所述的一种用钨尾矿制备水泥活性混合材、混凝土掺合料的工艺,其特征在于,步骤(4)得到的水泥活性混合材,其各项性能指标均满足标准Q/XCKJ 001-2013《用于水泥和混凝土中的尾矿粉》要求。
6.如权利要求1所述的一种用钨尾矿制备水泥活性混合材、混凝土掺合料的工艺,其特征在于,步骤(4)得到的水泥活性混合材,其各项性能指标均满足福建省制定的地方标准DB35/T 1467-2014《用于水泥和混凝土中的铅锌铁尾矿微粉》。
7.如权利要求1所述的一种用钨尾矿制备水泥活性混合材、混凝土掺合料的工艺,其特征在于,步骤(1)得到的建筑用混凝土掺合料执行GB/14684-2011《建筑用砂》标准。
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