[发明专利]一种利用铜、铅锌冶炼废水污泥制备的硫铝酸盐水泥及其制备方法

说明书

本发明提供了一种利用铜、铅锌冶炼废水污泥制备的硫铝酸盐水泥及其制备方法，主要由以下质量份的原料制备而成：经过干燥处理的有色金属冶炼废弃物2～15份、石灰石30～60份、铝矾土15～30和校正原料3～10份。有色金属冶炼废弃物包括铜火法冶炼过程中污酸处理系统的中和渣、锌和铅冶炼过程中通过污酸系统后形成的废水的处理污泥中的一种。本发明所提供的硫铝酸盐水泥，由既定比例的石灰石、铝矾土矾土、和以石膏为主要原料的有色金属冶炼废弃物制备得到，具有低碱度、高早强、微膨胀、耐侵蚀和抗冻性好的优点，为铜铅锌冶炼行业所产生的危险废物的处理与资源化利用提供了一种合理的解决方案，有良好的经济、环境和社会效益。

技术领域

本发明涉及有色金属冶炼废弃物，特别是铜、铅锌冶炼废水污泥的无害化处置和资源化利用领域，具体而言，涉及一种利用铜、铅锌冶炼废水污泥制备的硫铝酸盐水泥及其制备方法。

背景技术

硫铝酸盐水泥是中国发明制备的，于20世界70年代开始生产并使用，现在一般把硅酸盐水泥系列产品通称为第一系列水泥，把铝酸盐水泥系列产品通称第二系列水泥，则硫铝酸盐水泥和铁铝酸盐水泥以及它们派生的其它水泥品种通称为第三系列水泥。该系列水泥的矿物组成特征是含有大量的C₄A₃矿物，以此与其它系列水泥相区别。第三系列水泥的具有早强、高强、高抗渗、高抗冻、耐蚀、低碱和生产能耗低等基本特点。

铜火法冶炼排放的固体废物中，污酸处理系统的中和渣属于危险废物，其中主要成分为As、Pb、Cd、Zn、Cu等。因此，砷元素的安全处置是铜冶炼系统亟待解决的问题。铅锌冶炼过程中主要的污染源之一是废水，废水中通常含有一定量的Pb、Hg、Cd、Zn、Cu、As等重金属阳离子和F^-、Cl^-和SO₄^2-等有害阴离子。因此，通过污酸系统后形成的废水处理污泥，也常常会含有以上离子，属于危险废物。铅锌冶炼厂排出的重金属废水一般呈酸性，首先须进行中和处理，然后加入去除重金属离子所需的药剂。在投加药剂时，会产生大量的渣，其中主要的是由中和作用产生的渣。目前，主要采用碳酸钙和氧化钙作为中和剂，其价廉且易取材，易脱水，但渣量大。废水处理污泥主要成分为硫酸钙或者金属硫化物。针对废水处理污泥的特点及其危害性，从环境污染防治和资源循环利用的角度考虑，目前主要进行固化/稳定化处理，将其无害化后进行填埋处置。现有技术对于铜铅锌污泥资源化利用的技术还基本处于空白。

目前，对于废水处理污泥药剂稳定化技术及资源化利用的技术还基本处于空白，不能满足冶金工业高速发展和环境保护标准日益提高的要求。有色金属在生产过程中消耗大量的矿产资源、能源和水资源，产生大量的固体废物、废水和废气，污染环境。但是，随着社会的发展，资源越来越匮乏，所产生的“三废”也能成为可利用资源。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的提供了一种利用铜、铅锌冶炼废水污泥制备的硫铝酸盐水泥，以完全或部分解决铜铅锌冶炼行业废水处理污泥产生量大、污染严重、危险废物采用简单填埋的成本高、潜在污染严重、占用大量土地等资源不能合理应用的问题。所述的硫铝酸盐水泥由既定比例的石灰石、铝矾土矾土、和以石膏为主要原料的有色金属冶炼废弃物制备得到，具有低碱度、高早强、微膨胀、耐侵蚀和抗冻性好的优点。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种利用铜、铅锌冶炼废水污泥制备的硫铝酸盐水泥，主要由以下质量份的原料制备而成：

经过干燥处理的有色金属冶炼废弃物2～15份、石灰石30～60份、铝矾土15～30和校正原料3～10份。

所述有色金属冶炼废弃物包括铜火法冶炼过程中污酸处理系统的中和渣、锌冶炼过程中通过污酸系统后形成的废水的处理污泥和铅冶炼过程中通过污酸系统后形成的废水的处理污泥中的一种。