[发明专利]复合水泥及其制备方法

说明书

本发明是关于一种复合水泥及其制备方法，复合水泥包括：水泥熟料：40‑70％；石膏：3‑8％；废渣：22‑53％，为铅锌渣、矿渣、铜矿渣和粉煤灰中的至少一种；碳酸质原料：8‑22％；石英质组分：0‑10％，为铅锌尾矿、铁尾矿、石英砂和风积沙中的至少一种；激发组分：0‑4％；其中，所述的复合水泥包括铅锌渣和铅锌尾矿中的至少一种。本发明将铅锌工业废弃物用于制备复合水泥，且制得复合水泥具有较好物理性能和低重金属溶出量。

技术领域

本发明涉及一种水泥制备领域，特别是涉及一种复合水泥及其制备方法。

背景技术

铅锌是仅次于铜和铝用量最大的有色金属，而我国则是全世界铅锌产量最高的国家。与此同时，我国铅锌工业每年排放出大量的工业废弃物，主要有铅锌尾矿和铅锌冶炼渣。前者是选矿后留下的废弃物，根据组成主要可分为两种类型碳酸质铅锌尾矿和硅质铅锌尾矿。碳酸质铅锌尾矿中主要矿物组分为碳酸盐矿物，如石灰石、白云石等，而硅质铅锌尾矿中最主要的矿物组分为二氧化硅。铅锌冶炼渣是铅锌冶炼过程中排出的经过高温的废渣，简称为铅锌渣，铅锌渣中含有大量的玻璃体物质。统计数据显示，我国每年铅锌工业废弃物产排量高达2300万吨，其中尾矿和冶炼渣分别高达1600万吨和700万吨。这些铅锌工业废弃物中重金属含量较高，尤其是重金属Pb和Zn，其含量在0.1-5％的范围内。在自然条件下与水接触时极易发生溶出，污染水体和土壤。

水泥是目前人类制造和使用的最大宗人造原材料，水泥混凝土工业是消纳吸收各类废弃物最大的产业。铅锌工业废弃物用于水泥熟料制备原材料早有报道，早在立窑时代人们就发现利用铅锌工业废弃物替代部分原材料进行生料配料时能够促进熟料烧成，铅锌工业废渣中的少量组分对水泥熟料烧成有矿化作用。然而，由于铅锌工业废弃物中含有的Pb等重金属在高温下容易挥发，用于烧熟料其重金属二次污染问题尚不明确，且在原料配料中用量少，附加值低，没有在水泥工业中大量使用。利用铅锌工业废弃物作为混合材料制备水泥是该类固废在水泥中利用的最简单的方式，但是由于其活性较低及重金属溶出风险问题尚未解决，未见该类废弃物作为水泥混合材料应用的相关报道。

发明内容

本发明的主要目的在于，提供一种新型的复合水泥及其制备方法，所要解决的技术问题是将铅锌工业废弃物用于水泥制备，且得到的水泥具有较好物理性能和低重金属溶出量，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种复合水泥，以重量百分比计，其包括：

水泥熟料：40-70％；

石膏：3-8％；

废渣：22-53％，为铅锌渣、矿渣、铜矿渣和粉煤灰中的至少一种；

碳酸质原料：8-22％；

石英质组分：0-10％，为铅锌尾矿、铁尾矿、石英砂和风积沙中的至少一种；

激发组分：0-4％；

其中，所述的复合水泥包括铅锌渣和铅锌尾矿中的至少一种。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

优选的，前述的复合水泥，其中所述的水泥熟料为硅酸盐水泥熟料。

优选的，前述的复合水泥，其中所述的石膏为天然石膏或化学副产品石膏。

优选的，前述的复合水泥，其中所述的碳酸质原料为碳酸质原料为石灰石、白云石和工业副产品中的至少一种；其中所述的工业副产品的主要组分为碳酸钙或碳酸镁。

优选的，前述的复合水泥，其中所述的激发组分为石灰和/或化学激发剂。

优选的，前述的复合水泥，其中所述的废渣与碳酸质原料的重量比为1-3:1。