CN112745046B - 一种大量利用金矿尾砂制备含p相/c4a3$的辅助胶凝材料及其制备方法 - Google Patents

一种大量利用金矿尾砂制备含p相/c4a3$的辅助胶凝材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于水泥建材领域，涉及固废资源化技术，具体涉及一种大量利用金矿尾砂制备含P相/C4A3$辅助胶凝材料及其制备方法。该P相/C4A3$辅助胶凝材料的熟料矿物组成为：中间相：11～46%，C2S:26～68%，P相：0.3～11%，C4A3$:10～35%，C4AF:8～20%，C5S2$:5～20%。本发明能够大量消耗金矿尾砂和多种工业固体废弃物；本发明提供的制备方法，生成的含P相/C4A3$辅助胶凝材料，可与普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥等均能相契合；因此本发明是一种低碳、环保、可持续发展的制备含P相/C4A3$辅助胶凝材料的方法，且能够大大降低水泥生产成本，具有潜力巨大的社会、经济效益。

Description

一种大量利用金矿尾砂制备含P相/C4A3$的辅助胶凝材料及其 制备方法
技术领域
本发明属于水泥建材领域，涉及固废资源化技术，具体涉及一种大量利用金矿尾砂制备含P相/C4A3$辅助胶凝材料及其制备方法。
背景技术
时至今日，中国作为全世界最大的发展中国家，基础建设依旧是经济发展的最强音。而水泥作为不可替代的用量最大的建筑材料，仍将扮演重要的角色，仅2019年全年水泥熟料产量就达15.2亿吨，水泥产量23.3亿吨。随即而来，优质原料日趋减少，生产成本随之升高，亟待低成本原料或工业固废废弃物料替代优质原料，生产性能优良的胶凝材料或辅助胶凝材料。经研究分析，工业固体废弃物，如金矿尾砂等，虽然其化学组成适用于辅助胶凝材料，但在烧成中易形成活性偏低的硅酸二钙，成为制备高活性辅助胶凝材料的瓶颈。
本发明提供了一种大量利用金矿尾砂制备含P相/C4A3$辅助胶凝材料的方法，该P相/C4A3$辅助胶凝材料全部采用黄金尾砂等工业固废生产胶凝材料的方法，成本降低，又能保护环境。
可见，利用尾矿等工业固体废弃物生产水泥类产品，无疑既是一种大量消耗尾矿，绿色环保之选，也是变废为宝，产生经济效益的明智之选。所以大量利用金矿尾砂制备含P相/C4A3$辅助胶凝材料的潜力很大。
发明内容：
针对现有技术中的存在水泥成本、尾矿（砂）堆存的环境等问题，本发明提供了一种大量利用金矿尾砂制备含P相/C4A3$辅助胶凝材料，能够消耗金矿尾砂库存，低碳、绿色，可持续发展，提升社会效益。
本发明还提供了一种大量利用金矿尾砂制备P相/C4A3$辅助胶凝材料的制备方法，该方法能够降低水泥生产成本，提高经济效益。
为实现上述目的，本发明提供了一种大量利用金矿尾砂制备含P相/C4A3$辅助胶凝材料的方法，以金矿尾砂、赤泥、废弃石粉、脱硫石膏为主要原料,混合破碎、低温煅烧、粉磨，得到含P相/C4A3$掺合料，具体技术方案步骤如下：
本发明提供了一种大量利用金矿尾砂制备含P相/C4A3$辅助胶凝材料，所述含P相/C4A3$辅助胶凝材料的熟料矿物组成为：中间相：11～46%，C2S:26～68%，P相：0.3～11%，C4A3$:10～35%，C4AF:8～20%，C5S2$:5～20%。
进一步的，所述含P相/C4A3$辅助胶凝材料是以金矿尾砂、赤泥、脱硫石膏、废弃石粉为原料制备而成，其比例为：21%～53%:14%～39%:2%～19%:10～45%
本发明还提供了一种上述大量利用金矿尾砂制备P相/C4A3$辅助胶凝材料的制备方法，包括以下步骤：将过45µm方孔筛，筛余小于10%的原料，按比例混合均匀、成型，然后将其在保温炉内煅烧、保温、取出急冷，粉磨过200目筛后即可。
进一步的，所述真空炉内煅烧的温度为1200～1300℃；所述保温的时间为40～60min。
本发明的有益效果为：
（1）本发明将目前库存量大且利用程度很低的金矿尾砂，辅以其他多种工业废渣，低温煅烧制备一种含P相/C4A3$辅助胶凝材料，能够大量消耗金矿尾砂和多种工业固体废弃物；
（2）本发明提供的一种大量利用金矿尾砂制备含P相/C4A3$辅助胶凝材料的方法，生成的含P相/C4A3$辅助胶凝材料，可与普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥等均能相契合；
因此本发明是一种低碳、环保、可持续发展的制备含P相/C4A3$辅助胶凝材料的方法，且能够大大降低水泥生产成本，具有潜力巨大的社会、经济效益。
具体实施方式
为了对本发明的辅助胶凝效果做更清楚的表征，先结合以下具体实施案例进行进一步说明。
实施例1
一种大量利用金矿尾砂制备含P相/C4A3$辅助胶凝材料，将过45µm方孔筛，筛余小于10%的原料，按照金矿尾砂:赤泥:脱硫石膏:废弃石粉 =21.74%:32.33%:11.32%:34.61%的比例混合均匀，成型，然后将其在1250℃下煅烧，保温45min后，取出急冷，粉磨过200目筛后即可得到含P相/C4A3$辅胶粉。
然后按照贝利特硫铝酸盐水泥:55%，含P相/C4A3$辅胶粉:13%，粉煤灰：0%，标准砂:30%，减水剂:0.5%，早强剂:1.5%的比例进行试验验证。结果如下表1所示。
实施例2
一种大量利用金矿尾砂制备含P相/C4A3$辅助胶凝材料，将过45µm方孔筛，筛余小于10%的原料，按照金矿尾砂:赤泥:脱硫石膏:废弃石粉 =31.35%:24.73%:3.61%:40.31%的比例混合均匀，成型，然后将其在1250℃下煅烧，保温45min后，取出急冷，粉磨过200目筛后即可得到含P相/C4A3$辅胶粉。
然后按照贝利特硫铝酸盐水泥:55%，含P相/C4A3$辅胶粉:13%，粉煤灰：0%，标准砂:30%，减水剂:0.5%，早强剂:1.5%的比例进行试验验证。结果如下表1所示。
实施例3
一种大量利用金矿尾砂制备含含P相/C4A3$辅助胶凝材料，将过45µm方孔筛，筛余小于10%的原料，按照金矿尾砂:赤泥:脱硫石膏:废弃石粉 =52.36%:15.12%:13.48%:19.04%的比例混合均匀，成型，然后将其在1250℃下煅烧，保温45min后，取出急冷，粉磨过200目筛后即可得到含P相/C4A3$辅胶粉。
然后按照贝利特硫铝酸盐水泥:55%，含P相/C4A3$辅胶粉:13%，粉煤灰：0%，标准砂:30%，减水剂:0.5%，早强剂:1.5%的比例进行试验验证。结果如下表1所示。
对比例1
市售普通粉煤灰，其化学组成百分比含量为：CaO:2.3～4.6%，Al2O3:20～40%，SiO2:23.9～49.6%，SO3:0.5～2.6%，Fe2O3:1～5%，TiO2:0.4～1.9%
按照贝利特硫铝酸盐水泥:55% ，含P相/C4A3$辅胶粉: 0 %，粉煤灰：13%，标准砂:30%，减水剂:0.5%，早强剂:1.5%的比例进行试验验证。结果如下表1所示。
表1 各组试样力学性能与物化性能结果
Figure DEST_PATH_IMAGE001
将上述实例均做重金属元素浸出实验测试，结果显示符合国家标准规定。

Claims (1)

1.一种大量利用金矿尾砂制备含P相/C4A3$辅助胶凝材料的制备方法，其特征在于，所述含P相/C4A3$辅助胶凝材料的熟料矿物组成为：中间相：11～46%，C2S:26～68%，P相：0.3～11%，C4A3$:10～35%，C4AF:8～20%，C5S2$:5～20%；所述含P相/C4A3$辅助胶凝材料是以金矿尾砂、赤泥、脱硫石膏、废弃石粉为原料制备而成，其比例为：21%～53%:14%～39%:2%～19%:10～45%；
包括以下步骤：将过45µm方孔筛，筛余小于10%的原料，按比例混合均匀、成型，然后将其在高温炉内煅烧、保温、取出急冷，粉磨过200目筛后即可；
所述高温炉内煅烧的温度为1200～1300℃；所述保温的时间为40～60min。
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