[发明专利]铁尾矿基复合矿物掺合料及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，特别涉及铁尾矿资源化利用，具体的是涉及水泥和混凝土用铁尾矿基复合矿物掺合料及其制备工艺。

背景技术

尾矿已成为我国目前产出量最大、综合利用率最低的固体废弃物。据不完全统计，我国由于矿产资源开发而产生的尾矿累积堆存量已超过100亿t，目前正以12亿t/a左右的速度增长，年综合利用量不足2亿t。如此低的综合利用率不仅是资源的一种浪费，而且构成环境巨大威胁。国内外对尾矿的利用，主要包括生产水泥、建筑用砂、加气混凝土、砌块、免烧砖、烧结砖、陶瓷墙地砖、玻化砖、透水砖、微晶玻璃、保温材料等产品，但这些产品附加值低，铁尾矿利用价值和经济效益远未得到有效发挥。

发明专利CN101121579A《一种利用铁尾矿生产混凝土活性掺合料的方法》公开了一种利用磁铁石英岩型铁尾矿替代部分矿渣磨细粉生产混凝凝土活性掺合料的方法，该项技术生产的活性掺合料具有较高活性，但其中的铁尾矿需经过粉磨预处理后再通过热蚀变反应变成活性掺合料，蚀变反应工艺比较复杂、难于工业化生产且其中的蚀变剂主要由硫酸盐类、硝酸盐类、碳酸盐类、氯盐类及氟盐类等14中无机盐配制而成，这些物质的存在对混凝土的工作性和耐久性有不利影响。

发明专利CN101182141A《一种利用铁尾矿制备高强结构材料的方法》和发明专利CN102658596A《一种利用粉煤灰和铁尾矿制备高强混凝土材料的方法》均公开了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，以上两种技术虽然能够大宗消纳铁尾矿和节约天然砂石，但铁尾矿基铁尾矿胶凝材料的制备需经过三级梯度粉磨，制备工艺复杂，工业化生产难以实现。

发明专利CN101805139《用高硅尾矿生产高性能混凝土及其配制方法》公开了一种高硅铁尾矿用作混凝土掺合料和替代部分天然砂制备高性能混凝土的方法，该项技术为铁尾矿的消纳和混凝土中细集料的来源提供了一种方向。然而，近些年，随着我国金属矿山资源贫、杂、细特征的日益凸显，选矿企业普遍提高了磨矿细度，并且在对尾矿中残余有价组分进行回收的过程中大都对尾矿进行了再磨，导致再选后的尾矿中位粒径由200μm降至40μm左右，这些过细的尾矿已不适合用于建筑用砂，因此在该项技术中将铁尾矿替代部分天然砂的可行性将受到限制。另外，该项技术中涉及的将铁尾矿用来制备混凝土用复合掺合料，其在复合掺合料中的最大掺量为45%，铁尾矿用作掺合料利用率不高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术而提供一种铁尾矿基复合矿物掺合料及其制备方法，以提高铁尾矿利用率。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：铁尾矿基矿物掺合料，包括有原料铁尾矿、工业废渣和石灰石，所述的工业废渣为矿渣或磷渣或钢渣或锰渣，各原料所占质量分数为：铁尾矿50%-70%，工业废渣10%-40%，石灰石10%-30%，还包括有占原料总质量的0%-5%的石膏和0%-0.05%的助磨剂。

按上述方案，所述的各原料所占质量分数为：铁尾矿50%-60%，工业废渣20%-30%，石灰石10%-20%，还包括有占原料总质量的3%-5%的石膏和0.03%-0.05%的助磨剂。

按上述方案，所述的铁尾矿的细度模数为1.81，1.18mm以下的颗粒有94.6%，质量百分比计。

铁尾矿基矿物掺合料的制备工艺，包括如下步骤：

1）将铁尾矿砂、工业废渣、石灰石分别烘干至水分≤1%，备用，所述的工业废渣为矿渣或磷渣或钢渣或锰渣，各原料所占质量分数为：铁尾矿50%-70%，工业废渣10%-40%，石灰石10%-30%，还包括有占原料总质量的0%-5%的石膏和0%-0.05%的助磨剂；

2）将烘干后的铁尾矿砂配以石膏送入球磨机进行粉磨，粉磨过程中加入助磨剂；

3）将烘干后的工业废渣配以石膏送入球磨机进行粉磨，粉磨过程中加入助磨剂；

4）将烘干后的石灰石配以石膏送入球磨机进行粉磨，粉磨过程中加入助磨剂；

5）将步骤2）、步骤3）和步骤4）所得的铁尾矿粉、工业废渣粉、石灰石粉混合均匀，即得铁尾矿基复合矿物掺合料。

按上述方案，步骤2）铁尾矿砂磨至勃氏比表面积为400～800m²/kg。

按上述方案，步骤3）工业废渣磨至勃氏比表面积为400-600m²/kg。