[发明专利]一种以铅锌矿和锰矿浮选尾渣为原料制备水泥熟料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种硅酸盐水泥熟料的制备方法，尤其是一种以铅锌矿和锰矿浮选尾渣为原料制备水泥熟料的方法。

背景技术

水泥熟料以石灰石和粘土、铁质原料为主要原料，按适当比例配制成生料，烧至部分或全部熔融，并经冷却而获得的半成品。在水泥工业中，最常用的硅酸盐水泥熟料主要化学成分为氧化钙、二氧化硅和少量的氧化铝和氧化铁。主要矿物组成为硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙和铁铝酸四钙。硅酸盐水泥熟料加适量石膏共同磨细后，即成硅酸盐水泥。

目前国内开采的铅锌原矿石，其铅、锌合量普遍在～2.0％左右，通过浮选工艺提高铅锌品位，浮选尾渣的排放数量相当巨大，其排放量相当于原矿总质量的98％，尾渣主要采用渣库来进行存放，少量用来作水泥熟料生产的矿化剂。渣库的存在占用了大量的地面资源，并且存在“渣库溃坝”重大安全隐患，有害溶出物对水源、土壤造成致命污染，严重影响渣库周边居民的身体健康，血铅事件事有发生。铅锌矿浮选尾渣主要含CaO、SiO₂、Fe₂O₃、Al₂O₃、MgO(其中CaO含量50～52％)，基本成份类似于水泥生产中的石灰质原材料(要求CaO含量≥48％)，同时它含有Cu、Pb、Zn、Cr、Cd等微量元素，也是一种很好的矿化剂。铅锌矿浮选渣在我国分布很广，特别是目前除极少量作为矿化剂(掺量＜3％)使用外，尚未大量应用于水泥生产，主要以“尾渣库”存放方式储存浮选渣。这一存放方式在全国各铅锌矿区随处可见，在大量浪费土地的同时污染环境，同时存在渣库溃坝等潜在的安全、生态风险，是各级政府极为头痛的一件事。锰矿浮选渣在锰矿主采区，目前均作为废物堆存，湘、黔、渝三省交界处素有我国锰矿“锰三角”之称，经过数十年开采，该地区具有工业生产价值的碳酸锰矿资源已近枯竭，众多电解锰生产企业的原料供应非常紧张。锰矿矿山丢弃的低品位尾矿已近千万吨，这不仅占用了大面积的山地，而且经雨水冲淋形成黑色污水对其堆放点的周边环境造成了严重的生态环境污染。而在资源紧缺和尾矿丢弃的同时，这一地区尚有6000万吨低贫锰矿(品位5％～14％)未开采。锰矿尾渣主要成份含CaO、SiO₂、Fe₂O₃、Al₂O₃、MgO(其中SiO₂含量≥55.0％，Al₂O₃含量～12.0％)，基本成份类似于或接近水泥生产中的硅质材料(硅酸率2.7～3.5、铝氧率1.5～3.5、Al₂O₃含量≤20％、Fe₂O₃含量≤10％)。如何利用铅锌矿和锰矿浮选尾渣为原料制备水泥熟料是本发明所要解决的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种以铅锌矿和锰矿浮选尾渣为原料制备水泥熟料的方法，该方法通过设计生料配料方案，使其能在新型干法水泥回转窑内顺利烧成熟料，可大量利用铅锌矿浮选尾渣、锰矿浮选尾渣，变铅锌矿、锰矿浮选为“无渣库”生产，将铅锌尾渣、锰矿尾渣作为水泥生产的主要原材料进行资源的综合利用，有利于铅锌采选业、锰矿采选业和水泥工业的可持续发展，可以实现铅锌、锰矿采选“无渣库”生产，既环保节能，又资源再利用。

本发明的一种以铅锌矿和锰矿浮选尾渣为原料制备水泥熟料的方法通过如下步骤来完成：

步骤一：将铅锌矿浮选尾渣、锰矿浮选尾渣经压滤后含水量10～20％，经过烘干、破碎处理，将水份缩至2％以下；

步骤二：将经步骤一处理后的铅锌矿尾渣、锰矿尾渣与硫酸渣或铁矿石采矿碎屑按质量百分比进行配比为生料，其中铅锌矿浮选尾渣78～82％、锰矿尾渣16～20％、硫酸渣或铁矿石采矿碎屑0～2％，其中生料中各主要氧化物含量为：CaO40％～42％、SiO₂10～14％、Al₂O₃2～4％、Fe₂O₃2～3％；

步骤三：将经步骤二处理得到的生料选用风扫球磨进行粉磨，粉磨的同时利用窑尾废气进行烘干，生料粉末最终终水份含量≤1.0％；