[发明专利]一种利用铁尾矿制备高强结构材料的方法

说明书

技术领域：

本发明属于建筑材料领域，涉及一种以铁尾矿为主要原料制备胶凝材料和以铁尾矿为细骨料制备细骨料混凝土的高强结构材料的方法，利用固体废弃物作为骨料和替代部分水泥生产生态型结构材料。

背景技术：

钢铁工业是我国国民经济的支柱产业之一。近几年随着我国国名经济的快速发展，钢铁行业也得到了快速发展，2005年我国钢产量已达3.5亿吨。但与此同时，由于铁尾矿的大量排放及其利用率极低也带来了一系列的社会问题。2005年我国自产铁精矿为2.34亿吨，以此计算，铁尾矿总排放量在5亿吨以上，废石及弃土总量也在5亿吨以上。另外我国现有大中型尾矿库1500余座，金属矿山尾矿及废石和弃土堆存总量超过100亿吨，占地100万亩以上，并引起各种环境污染和生态破坏，更有甚者部分尾矿库还存在灾害性水污染甚至溃坝的危险。

目前的已有技术主要包括用尾矿烧制红砖、用尾矿生产建筑用砂、用尾矿来生产建筑砌块、用尾矿中的粗粒部分配制混凝土等。王辅亚等利用含富硫铁尾矿加入矿渣、激发剂制成砌筑材料(“用富硫尾矿制取砌筑材料的实验研究”《环境工程》2002.10 Vol 20.5)，尾矿用量质量百分比可达87％，强度达到58MPa；王先进等发明了采用铁尾矿和高钙煤灰渣生产砌筑水泥的方法(专利申请号91106080.4，公开号CN 1065851A)，该发明将铁尾矿和高钙煤灰渣、硫酸钠、早强剂、进行混合，铁尾矿用量质量百分比为10％～40％，生产出最大标号为32.5MPa的无熟料水泥；西万明等发明了铁选矿尾矿砂生产烧结的生态节能砖的方法(专利申请号：200510090762.6，公开号CN 1736933A)，尾矿用量质量百分比为45％～55％。在上述技术中，尾矿烧制生态节能砖的尾矿利用率还较低。利用尾矿生产建筑用砂方面虽然在技术和质量上已不存在障碍，但由于成本问题，一直未能将此技术大规模推广应用。在尾矿生产建筑砌块方面，因尾矿的成分复杂和粒级太细等原因也导致在成本和质量控制方面还存在许多问题，且强度水平比较低。

随着我国铁矿资源的紧张程度不断加剧，目前我国的磁铁石英岩型铁矿在选矿过程中磨矿粒度不断向更细的方向发展，以便增大回收率和提高铁精矿的品味。因此排出的铁尾矿粒度一般-200目要占到80％以上，这就更进一步增加了现有技术利用尾矿的难度。

总之，目前全国铁尾矿整体利用率平均不到5％，如果不开发出能够大宗整体消纳尾矿的跨越式新技术，我国的尾矿堆存将会越来越多，对环境和生态的破坏会越来越大。

发明内容：

本发明的目的在于通过采用尾矿中的粗粒尾矿作为细骨料、细尾矿和矿渣替代部分水泥熟料，实现尾矿的资源化处理，减少环境污染，降低了水泥用量，减少了水泥生产过程中的能源消耗与环境污染，降低了生产成本。

一种利用铁尾矿制备高强结构材料的方法，具体步骤如下：

1.利用方孔筛筛分出粒度在0.08～0.315mm的尾矿作为结构材料的细骨料。

2.利用磨机将步骤1剩余尾矿和其它原料分别磨细，磨细后各种原料的比表面积分别达到：细尾矿400～1200m²/kg、水泥熟料400～800m²/kg、矿渣400～800m²/kg、无水石膏或/和半水石膏或/和二水石膏或/和脱硫石膏或/和氟石膏或/和磷石膏400～800m²/kg。

3.将步骤2中得到的各种原料按照以下质量百分比混磨：细尾矿30％～50％；水泥熟料20％～30％；矿渣20％～30％；无水石膏或/和半水石膏或/和二水石膏或/和脱硫石膏或/和氟石膏或/和磷石膏5％～12％，最终得到比表面积为450～950m²/kg的混合胶凝材料。