[发明专利]一种以铅锌尾矿为主要原料制备水泥熟料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种以铅锌尾矿为主要原料制备水泥熟料的方法。

背景技术

铅锌尾矿是铅锌矿厂采用浮选法选矿后排出的粉状或细沙状废渣，锰尾矿是锰矿浮选提取后余下的粉状废渣，一般选矿企业把它作为废物堆放，这样不仅需占用大量农田作为堆放场地，同时堆放的尾矿坝造成潜在的安全隐患，而且其中的有害溶出物还会污染水源。，由于铅锌尾矿中主要含有CaCO₃、以及少量SiO₂、Fe₂O₃、Al₂O₃和少量MgO，而锰尾矿中主要含SiO₂、Fe₂O₃、Al₂O₃，以及少量CaCO₃，其组成类似于水泥生料，同时铅锌尾矿含有少量Pb，Zn，Cu，锰尾矿含有少量Mn等多种过渡金属元素，是很好的矿化剂，对水泥煅烧有着矿化和助熔作用，有利于改善生料易烧性，提高熟料质量，但其使用量很少，一般为1～3％(见杨延宗，张仁荣，水泥，2005，(4)，22；权胜民，云南建材，1999，(3)，29等)。另外也有将将铅锌尾矿配入生料，代替部分粘土，但其使用量一般不超过生料重量的10％(宣庆庆，朱建平，李东旭，邢锋，硅酸盐通报，2007，26(5)，929)。由于铅锌尾矿目前基本上是作为废物处理，所以在水泥生产中使用铅锌尾矿作为矿化剂或者代替部分粘土质、铁质原料可获得良好的经济和社会效应。但是由于水泥生产中主要原料是石灰质原料和粘土质原料，一般粘土质原料仅占水泥生产中生料总重量的20％左右，所以用铅锌尾矿替代部分粘土质原料，其消耗量依然有限。而水泥生料中石灰质原料约占80％左右，以铅锌尾矿代替石灰质原料可以达到大量消耗该废弃物的目的，并极大的降低水泥生产成本。

锰尾矿由于其独特的组成，适合与上述铅锌尾矿相配合，配以适量的铁质或铝质校正原料，可以完全代替粘土或者页岩等原料生产水泥，起到大量消耗锰尾矿，减少土地占用和环境污染，具有很大的经济价值和社会意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以在回转窑中在正常烧成温度，甚至更低温度下利用铅锌尾矿为主要原料100％替代石灰质原料制备水泥熟料的方法。

本发明是基于以下原理完成的：铅锌尾矿中含比较高的石灰石成分，而SiO₂，Al₂O₃，Fe₂O₃较少，而锰矿渣(或页岩或粘土)中的SiO₂，Al₂O₃，Fe₂O₃含量较高，以铅锌尾矿与锰矿渣(或页岩或粘土)配合，按照适当的配比，可以达到生产水泥所需的各种氧化物含量。另加由于在铅锌矿尾矿中尚有没有被完全选出的铅、锌，它们主要以硫化物形态存在，会一定程度上影响配料的准确性，也可能影响水泥烧成过程中硅酸三钙，硅酸二钙，以及铝酸三钙，铁铝酸四钙的形成过程，所以宜对铅锌尾矿在通氧气条件下700℃进行预烧，然后按常规水泥生产过程进行烧成。经过预烧后，铅锌转变为以氧化物形态存在，能促使生料在更低的温度下出现液相，有利于硅酸三钙的形成，所以可以起到降低烧成温度，节能降耗的目的。

本发明的技术方案为：在本发明的水泥熟料制备中，其生料组成为(重量百分比)：铅锌尾矿占76～82％、锰矿渣(或页岩或粘土)15～22％、硫铁矿烧渣0～1％。生料中各种氧化物的比例为：CaO60％～67％，SiO₂ 20～22％，Al₂O₃ 4.5～6％，Fe₂O₃ 2～5％；优选其中所含的氧化物比例为：CaO 64％～67％，SiO₂ 20～21％，Al₂O₃4.5～6％，Fe₂O₃ 2～3％；所烧成的熟料组成为硅酸三钙62～66％，硅酸二钙10～18％，铝酸三钙6～13％，铁铝酸四钙9～15％，游离氧化钙小于1.5％。