[发明专利]一种利用铜铅尾矿和硫酸渣生产的水泥熟料及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水泥熟料，采用铜铅尾矿和硫酸渣混合生产，还涉及该水泥熟料的生产方法。

背景技术

随着工业的发展，特别是冶金工业的产能大幅提高产生大量工业废渣和尾矿，尾矿堆积占用了大量的土地，并严重污染了周围的环境。如何综合利用废渣和尾矿是三废治理中的一个需重点解决的课题。利用废渣和尾矿来生产优质水泥是解决上述问题的重要途径之一，目前水泥生产的主要原料是石灰石、粘土、铁矿石等，由于目前粘土资源日渐匮乏，且粘土开采会毁坏大量的农田是国家明令限制的，铁矿石也是重要资源之一。石灰石原料含结晶SiO₂高，采用传统的粘土和铁矿石生产硅酸水泥熟料不仅熟料热耗高且熟料强度也不高。铜铅尾矿含有Ca、SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃等氧化物与水泥生产原料粘土成份相似，且含有一定量的CaO、Pb、Zn等微量元素，它们常以硫化物、氧化物的形式存在。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水泥熟料，充分利用铜铅尾矿和硫酸渣，改善水泥熟料的易烧性，降低水泥熟料烧成温度。

本发明是这样实现上述目的的：

一种利用铜铅尾矿和硫酸渣生产的水泥熟料，将石灰石、铜铅尾矿、硫酸渣、砂岩经烧制成熟料，烧制熟料中包含化学成分及矿物成分，烧制熟料的化学成分包括SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、CaO、MgO、R₂O、SO₃；矿物成分包括硅酸三钙（C₃S）、硅酸二钙（C₂S）、铝化三钙（C₃A）、铁铝酸四钙（C₄AF）。化学成分中，总的灼烧失重量为0.41±0.05%，游离氧化钙（f-CaO）为0.53±0.04%，饱和度（KH）为0.95±0.02，硅酸率（SM）为2.6±0.02，铝氧率（IM）为1.64±0.02；

按质量百分比计，SiO₂的含量达20～25%，Al₂O₃的含量达5～5.55%，Fe₂O₃的含量达3～3.5%，CaO的含量达64～66%，MgO的含量达4.2～4.8%，R₂O的含量达0.5～0.85%，SO₃的含量达0.6～0.85%；矿物成分中，按质量百分比计，C₃S的含量达64～66%，C₂S的含量达9.5～11%，C₃A的含量达7.25～8.75%，四级C₄AF的含量达9.0～9.7%，其中熟料的稠度为22～24%，抗压强度为61～62MPa。

该熟料利用了硫酸渣中含有的大量Fe₂O₃，用于水泥生产中可明显改善熟料的易烧性，降低了熟料的烧成温度，熟料烧成温度低可大幅降低烧成能耗。同时，由于尾矿中含CuO、Pb、Zn等元素，降低了熟料的高温熔点和粘度，加速了固相反应，使水泥熟料中的C₃S、C₂S、C₃A、C₄AF各矿物得到了充分活化，降低了熟料中的f-CaO，提高了硅酸盐矿物的水化速度，并大幅度改善了熟料结构与性能，提高了熟料的易磨性。达到了提高产量、提高质量降低煤耗的目的，并消耗了大量废料，为环保作出了巨大贡献。

本发明还提供了一种水泥熟料的生产方法，采用回转窑系统进行加工处理，具体步骤为：将石灰石、铜铅尾矿、硫酸渣、砂岩物料混合后制成生料投入双向一级预热器中，在一级预热器中以温度为285-290℃、压力为5400-5600Pa，反应25-30秒，

其中一级预热器内温度及压力由二级预热器输入的蒸汽压控制；

反应完后一级预热器的生料输送至二级预热器，在二级预热器内的以温度为450-470℃、压力为5000-5200Pa，反应20-50秒时间，其中二级预热器内的温度及压力由三级预热器输入的蒸汽压控制；