[发明专利]一种利用还原铁尾渣制备水泥混凝土矿物掺合料的方法

说明书

技术领域

本发明属于矿物类物质技术领域，更具体地，涉及一种利用还原铁尾渣制备水泥混凝土矿物掺合料的方法。

背景技术

水泥混凝土作为一种重要的物质，目前已经被广泛应用在各种工业生产活动中。

然而，现有的水泥混凝土材料本身存在一些缺陷，首先，它的主要组成物是水泥，水泥是高能耗、重污染、资源消耗类的工业品；其次，使用水泥制备的水泥混凝土，往往性能偏低。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种利用还原铁尾渣制备水泥混凝土矿物掺合料的方法，其目的在于，解决现有水泥混凝土中过度使用高能耗、重污染、资源消耗类水泥、以及水泥混凝土性能偏低的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种利用还原铁尾渣制备水泥混凝土矿物掺合料的方法，包括以下步骤：

(1)将铁矿样破碎至3mm大小以下，按铁矿样：煤：偏铝酸钠：元明粉的质量比＝1：0.4：0.05：0.01的比例混匀，对混合的固体进行低温余热和高温还原焙烧，以得到焙砂；

(2)将得到的焙砂磨至0.075mm大小以下的焙砂数量占总焙砂数量的77～83％为止，并在72KA/m条件下进行一粗一扫弱磁选，以得到还原铁尾渣。

(3)以三异丙醇胺和三乙醇胺作为复合助磨剂对铁尾渣进行助磨，其中三异丙醇胺与三乙醇胺的质量比为2：1，掺量为铁尾渣的0.02％。

(4)将步骤(3)处理后得到的铁尾渣进行粉磨，并掺入硫酸钠和氯化钙作为复合激发剂对粉磨后的铁尾渣进行活性激发，其中硫酸钠与氯化钙的质量比为1：1、掺量为尾渣的0.8％；

(5)使用步骤(4)处理得到的铁尾渣作为矿物掺合料，替代配制水泥混凝土所需水泥总量的35％或以下的水泥。

优选地，低温预热过程是在400℃～500℃下进行，时长为2小时。

优选地，高温还原焙烧过程是在1100～1250℃下进行，时长为3小时。

优选地，助磨过程是发生在磨矿浓度68～73％、介质充填率46～50％的条件下。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1、本发明制备得到的矿物掺合料能够在制备水泥混凝土的过程中替代部分水泥，从而直接减少了水泥的消耗，并因此降低了能耗、污染和资源消耗。

2、本发明的矿物掺合料是通过尾渣经过物理激发和化学激发后得到，使用该矿物掺合料配置的水泥混凝土比现有的水泥混凝土具备更好的性能。

3、本发明方法极大地消耗了铁矿中的尾渣，从而实现了该固体工业废渣的综合利用，并能够防止该废渣污染环境。

附图说明

图1是本发明利用还原铁尾渣制备水泥混凝土矿物掺合料的方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明的整体思路在于，提供一种可在水泥混凝土中部分取代水泥成分的矿物掺合料，用于减少水泥用量，提高混凝土性能，彻底根除工业废渣占地和污染环境的问题。

矿物掺合料是在水泥混凝土制备过程中加入的具有一定细度和活性的矿物类物质，目前矿物掺合料绝大部分来源于工业过程产生的固体废弃物(如矿渣、粉煤灰、硅灰、煤矸石等)，同时也有少部分来源于天然矿(如石灰石、黏土等)。矿物掺合料的使用既可以大幅降低水泥的用量(由于水泥为高能耗、重污染、资源消耗类工业品)，又能够大量消耗工业废渣，具有良好的经济和环保效益。目前我国普通硅酸盐水泥中都含有一定量的矿物掺合料，现代水泥混凝土的生产中也普遍掺加有矿物掺合料。

如图1所示，本发明利用还原铁尾渣制备水泥混凝土矿物掺合料的方法包括以下步骤：

(1)将高磷铁矿样破碎至3mm大小以下，按铁矿样：煤：偏铝酸钠：元明粉的质量比＝1：0.4：0.05：0.01的比例混匀(偏铝酸钠、元明粉为常见脱磷剂)，在400℃～500℃低温预热2小时，并在1100～1250℃高温还原焙烧3小时；

(2)将还原焙烧后得到的焙砂磨至0.075mm大小以下的焙砂数量占总焙砂数量的77～83％为止，并在72KA/m条件下进行一粗一扫弱磁选，以得到还原铁尾渣。