[发明专利]磁铁石英岩型铁尾矿制备高性能混凝土专用水泥的方法

说明书

技术领域

本发明属于资源综合利用领域和建筑材料领域，特别涉及一种利用磁铁石英岩型 铁尾矿制备高性能混凝土专用水泥的方法。

背景技术

随着我国钢铁工业的迅速发展，铁尾矿在工业固体废弃物中占的比例也越来越 大。随着铁精矿价格的不断上涨，铁矿的实际采矿品味不断下调，如磁铁石英岩型的 铁矿采矿的最低边界品味已调到10％以下。在这种情况下，每生产一吨钢铁需要产生 10吨多的铁尾矿。我国目前钢铁总产量约5亿吨/年，其中48％的钢铁资源来自于国 内铁矿山，目前每年可产生5亿吨以上的铁尾矿，其中50％以上为磁铁矿尾矿，即我 国目前磁铁矿尾矿的产出量超过2.5亿吨/年。而我国尾矿总堆存量40亿吨以上，其 中磁铁矿尾矿20亿吨以上。近5年来我国磁铁矿尾矿的产出能力快速增加，平均每 年以15％的速度增长。

此外铁精矿价格的快速攀升和选矿技术的进步，使所排出的尾矿的有效利用难度 进一步加大。企业为了进一步提高铁的回收率，普遍提高了磨矿细度。1990年以前排 出的磁铁石英岩型铁矿的尾矿中位粒径在200微米左右，而现在所排出的尾矿的中位 粒径约为40微米，降低了近5倍。因而导致尾矿中极细粒部分增加。这种细度的增 加还导致尾矿颗粒表面能、表面缺陷和内部缺陷的巨大变化。这些变化对于传统的尾 矿免烧砖、砌块、建筑用砂和混凝土细骨料的生产提出了进一步的挑战。如果要生产 同样强度的砌块，水泥用量需增加30％以上，而做为建筑用砂和混凝土细骨料等应用 已几乎失去可能性，使本来已经很困难的生产企业面临新的更大的困难。

高性能混凝土是未来水泥混凝土发展的主导方向。目前供应商品混凝土的大型搅 拌站都在一定程度上采用了高性能混凝土的技术原理，使用高效减水剂或泵送剂和矿 物掺合料，减少拌合混凝土的用水量。但是，在未明确提出采用高性能混凝土的工程 设计的施工中，绝大多数混凝土搅拌站并未在使用超细矿物掺合料上下功夫，也没有 在各种超细矿物掺合料及其与外加剂、水泥和拌合用水的配合方面进行深入的优化。 这一方面是由于市场上供应的矿物掺合料并未真正达到超细的程度，另一方面由于缺 乏深入的优化研究，真正的超细掺合料未能将其优势充分发挥，从而导致成本过高而 缺乏市场。因此大型混凝土搅拌站商品混凝土的低成本高性能化需要经过深入优化的 多种超细矿物掺合料及其与外加剂和拌合用水之间的优化配合。而本发明就是要提供 一种经过深入优化的由水泥熟料和多种超细矿物掺合料和外加剂配合的，低成本的复 合胶凝材料，以促进商品混凝土在保持较低成本的同时进一步向高性能方向改进。

发明专利“高性能混凝土掺合料的制备方法及其应用(CN1322690)”公开了一 种高性能混凝土掺合料的制备及利用这种掺合料提高混凝土抗渗性的方法。它以石灰 石为主料粉磨至一定比表面积粉末状物料，并可掺少量石膏、矿渣以起到改善性能的 作用。此技术是利用了微细掺合料的微孔充填作用，以及这些微细矿物掺合料具有一 定活性，能够形成新的超微细物质进一步阻塞毛细孔的方法；发明专利“利用复合钢 渣微粉制备高性能混凝土掺合料的方法(CN155763)”，公开了一种配制高强、超高 强混凝土用的掺合料，进一步涉及由几种材料复合而成的掺合料的组成及其生产方 法；发明专利“一种粉煤灰活性混合材及其制备方法(CN1636915)”公开了一种在 高性能水泥混凝土中使用的粉煤灰活性混合材及其制备方法；发明专利“水泥与高性 能混凝土的复合掺合料及其工艺(CN1287104)”公开了一种用于水泥与高性能混凝 土的复合掺合料及其工艺，配制出大流动度，高耐久性要求的高性能混凝土，可以广 泛用于工程应用量较大的C30～C80混凝土，具有良好的市场应用前景；发明专利“用 于配制高性能混凝土的复合掺合料及其制备方法(CN1186056)”公开了一种用于配 制高性能混凝土的复合掺合料及其工艺，配制出同时满足高强度(C80以上)、大流 动度不离析、高耐久性要求的高性能混凝土；发明专利“高性能混凝土专用辅料 (CN19970732)”公开了一种高性能混凝土专用辅料，该辅料还可用于水泥生产中与 水泥熟料，石膏共同磨细，制成525#～725#等级的高密实水泥；发明专利“一种高 性能水泥与高性能混凝土及其制备方法(CN20070117)”公开了一种由工业废渣、激 活剂、功能调节剂和性能调节剂组成的高性能水泥，该水泥具有极好的流动性且经时 损失小，水化热小，密实度高、耐久性好、早强高强等优异性能。