[发明专利]一种资源化利用锡矿尾矿为原料制备低能耗水泥的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种资源化利用锡尾矿为原料制备低能耗水泥的方法。

背景技术

目前，尾矿已成为工业产出量最大，综合利用率最低的工业固体废物。2005年产生尾矿量7.14亿吨，综合利用率7%，而2010年却增至12.14亿吨，综合利用率仅达到14%。截至2012年底，全国尾矿库共有12273座，尾矿堆积总量超过100亿吨。尾矿数量大、集中、颗粒细小，表面积大，易流动，干燥后易风化，占用大量土地，能够致使空气污染，土壤沙化；一般存在超标污染物和有害组分，如残留选矿药剂、矿物本身硫化物等易氧化形成有害气体和酸性水，如铬、砷、镉、铅、锌、锰等易形成重金属污染，危害耕地与水源，威胁生命财产安全；当前尾矿堆积量的不断增加，将会占用大量土地建立新的尾矿库，而尾矿处理设施结构复杂，投资费用高，势必会增大矿山企业经济负担，降低产品市场竞争力。此外，“十二五”规划相关政策提出将进一步限制固体废物处置场地的使用，并明确了尾矿综合利用的发展目标。2015年尾矿产生量预计增长至13亿吨，而综合利用目标是从2010年1.7亿吨的综合利用量，在5年内提升至2.6亿吨。尾矿成分复杂，特性不一，综合利用主要是从减量化、资源化和再利用等方面入手，回收尾矿有价组分和尾矿整体化资源化为建筑材料、造肥或土壤改良剂、制备催化剂、充填、土地复垦的材料。

锡尾矿是锡矿选冶后残留的选冶固体废物，成分复杂，主要化学成分以SiO₂、Fe₂O₃、CaCO₃、Al₂O₃为主，与硅酸盐水泥氧化物组成一致，但含量有所差别。同时，锡矿尾矿中MgO，K₂O等有害成分含量低，不会影响烧成尾矿水泥的安定性、强度等。此外，含有一定量以硫化矿物（FeS₂）形式存在的硫，及少量或微量的Zn、Pb、Cu、Mo、Bi等多种过渡金属元素，对熟料烧成具有矿化作用和助熔作用，可有效的改善生料的易烧性，降低液相形成温度，提高熟料的强度。目前，已有铅锌尾矿作为矿化剂或代替其他矿物配入生料生产水泥熟料的案例，但掺入比例相对较低，而在生料中大量配入锡矿尾矿生产低能耗尾矿水泥的报道很少。大量化处理锡尾矿，实现尾矿减量化、资源化、效益化，构建资源节约型、环境友好型社会意义深远。

发明内容

本发明的目的是提供一种以锡矿尾矿与高钙石灰石为主要原料，在较低能耗下制备符合国家标准的尾矿水泥的方法。

具体步骤为：

（1）将质量百分比分别为26%~30%和70%~74%的锡尾矿和高钙石灰石充分混合均匀并粉磨，过200目标准筛，且筛余小于10%。

（2）将步骤（1）所得料在富氧条件下950℃预煅烧处理20min，使硫化矿物充分氧化分解，进而进入烧成反应设备内进行反应，煅烧温度在1300℃~1350℃，煅烧时间20min~40min，出料经骤冷设备处理得到尾矿水泥熟料。

（3）将步骤（2）所得尾矿水泥熟料加入质量为尾矿水泥熟料质量的3%~4%的二水石膏后，混磨，过200目标准筛，且筛余小于10%，制成尾矿水泥成品。

本发明技术具有如下优点：锡矿尾矿颗粒基本均小于50目，可大量降低粉磨能耗，以其为主要原料生产尾矿水泥，无需改变水泥生产工艺，即可大量消耗有色金属选冶固体废物，充分利用矿产资源，保护生态环境，降低生产成本。锡尾矿中含有少量硫化矿物和微量的Zn、Pb、Cu、Mo、Bi等多种过渡金属元素，可有效改善生料的易烧性，降低熔点，在较低温度下生成足够液相，促进固相反应，将熟料烧成温度降低至1300℃~1350℃（相较普通硅酸盐水泥熟料烧成降低100℃~150℃），有效降低了熟料烧成能耗。制成尾矿水泥矿物组成合理，安定性良好，强度高。

具体实施方式

本发明实施例使用原材料：锡尾矿、高钙石灰石化学组成如表1所示。

表1： 原料化学组成 （质量百分比）