一種以鐵尾礦為原料制備硫鋁酸鹽水泥熟料及其制備方法
【專利說明】
[0001]
技術領域
[0002] 本發(fā)明屬于建筑材料領域，具體涉及一種以鐵尾礦為原料制備硫鋁酸鹽水泥熟料 及其制備方法。
【背景技術】
[0003] 尾礦是選礦后的廢棄物，是工業(yè)固體廢棄物的主要組成部分。據不完全統計，全世 界每年排出的尾礦及廢石在1〇〇億t以上。我國現有8000多個國營礦山和11萬多個鄉(xiāng)鎮(zhèn)集體 礦山，堆存的尾礦量近50億t，年排出尾礦量高達5億t以上，其中黑色冶金礦山年排放尾礦 量達1.5億t。目前，我國的尾礦綜合利用率只有7%，堆存的鐵尾礦量高達十幾億噸，占全部 尾礦堆存總量的近1/3。因此，鐵尾礦的綜合回收利用問題已受到全社會的廣泛關注。
[0004] 經過多年的研究，我國硫鋁酸鹽水泥的制備方面取得立一定進展，申請?zhí)枮?CN200610076718.4發(fā)明專利提供了一種利用赤泥制備硫鋁酸鹽水泥的方法，申請?zhí)枮?CN201010205647.X發(fā)明專利提供了一種利用氟石膏、磷石膏、銅尾礦制備硫鋁酸鹽水泥熟 料的方法，申請?zhí)枮镃N201210301372.9發(fā)明專利提供了 一種將含氟污泥制備硫鋁酸鹽水泥 的方法，申請?zhí)枮镃N201210425922.8發(fā)明專利提供了一種利用焚燒飛灰制備硫鋁酸鹽水泥 原料的方法及硫鋁酸鹽水泥的配方，申請?zhí)枮镃N201410216591.6發(fā)明專利提供了一種綜合 利用造紙白泥、鋁礬土和脫硫石膏制備硫鋁酸鹽水泥熟料的方法，申請?zhí)?CN201410532393.0發(fā)明專利提供了一種利用五元礦物相體系制備硫鋁酸鹽水泥熟料的方 法，申請?zhí)朇N201410798540.9發(fā)明專利提供了一種以石油焦脫硫渣和赤泥為原料的硫鋁酸 鹽水泥。
[0005] 上述方法都是都是利用工業(yè)固體廢棄物來制備硫鋁酸鹽水泥，但是利用鐵尾礦來 制備硫鋁酸鹽水泥的方法還鮮少報道，本專利就是針對這方面進行的研究。

【發(fā)明內容】

[0006] 本發(fā)明是以固體廢棄物鐵尾礦為原料制備的硫鋁酸鹽水泥熟料及其制備方法，以 鐵尾礦部分代替常規(guī)硫鋁酸鹽水泥熟料生產用的部分鋁質、鈣質原料，完全取代硅質和鐵 質原料，粉磨至一定細度后，通過堿度系數Cm和鋁硫比P控制水泥熟料中C 4A3 g、C2S和C4AF 等主要礦物的組成，經同鋁礬土、石灰石、脫硫石膏等配料制備硫鋁酸鹽水泥熟料。
[0007] 本發(fā)明解決其技術問題的技術方案是： 本發(fā)明一種以鐵尾礦為原料制備硫鋁酸鹽水泥熟料，鐵尾礦、脫硫石膏、鋁礬土、石灰 石為原料，各原料的重量百分比為： 鐵尾礦 10 %~25 %; 鋁礬土 10 %~25 %; 石灰石 45%~55%; 脫硫石膏 5 %~15 %。
[0008] 所述的一種以鐵尾礦為原料的硫鋁酸鹽水泥熟料，應保證其堿度系數Cm接近1;硫 鋁比P 3~4。
[0009] 所述鐵尾礦含有下列質量份配比的化學組分：Si〇2 39.21份；CaO 16.73份;MgO 12.98份#62〇3 11.20份412〇3 11.11份；1^〇2 3.97份；卩2〇5 1.12份；似2〇1.05份；燒失量 L0I為 1.46〇
[0010]所述錯礬土含有下列質量份配比的化學組分:412〇3 83.39份^02 9.23份;1^02 4.22份小6203 1.15份;燒失量11)1為0.09。
[0011] 所述石灰石含有下列質量份配比的化學組分:CaO 54.04份;燒失量L0I為43.46。 [0012] 所述脫硫石膏含有下列質量份配比的化學組分：S〇3 48.48份;CaO 40.12份；Si〇2 2. 09份；AI2O3 1.14份；MgO 0.295份；Fe2〇3 0.251 份；SrO 0.116份；K20 0.0789份；Ti〇2 0.0498份；Bi2〇3 0.0212份;燒失量L0I為 7.31。
[0013] 所述的一種以鐵尾礦為原料的硫鋁酸鹽水泥的方法，包括如下步驟： 第一步:將鐵尾礦、鋁礬土、石灰石、脫硫石膏分別粉碎至200目以下； 第二步:將上述原料按照所述配比混料； 第三步:將上述混合好的原料壓通過壓片機壓制成50g左右的小試餅，備試燒所用； 第四步:將壓制好的小試餅在升溫至900 °C并保溫30min，然后升溫至1250 °C~1350 °C 煅燒60min，冷卻至室溫，得到鐵尾礦硫鋁酸鹽水泥熟料。
[0014] 本方法提出了一種鐵尾礦利用的新途徑，利用固體廢棄物作為主要原料，生產成 本低，市場前景廣闊。
【附圖說明】
[0015] 圖1-1為實施例1的XRD分析圖。
[0016]圖1-2為實施例1樣品SEM圖。
[0017]圖2-1為實施例2 XRD分析圖。
[0018]圖2-2為實施例2樣品SEM圖。
[0019]圖3-1為實施例3 XRD分析圖。
[0020]圖3-2為實施例3樣品SEM圖。
【具體實施方式】 [0021] 實施例1 各原料組分重量分數比為：鐵尾礦15份、脫硫石膏12.55份、鋁礬土 23.55份、石灰石 48.9份，堿度系數Cm為0.96，硫鋁比為3.5。
[0022] 1、將鐵尾礦、鋁礬土、石灰石、脫硫石膏分別粉碎至200目以下； 2、 將上述原料按照所述配比混料； 3、 將上述混合好的原料壓通過壓片機壓制成50g左右的小試餅，備試燒所用； 4、 將壓制好的小試餅在升溫至900 °C并保溫30min，然后升溫至1300 °C煅燒60min，冷卻 至室溫。
[0023]得到產品及市售產品性能如下：
得到產品性能接近于市售425標號的快硬硫鋁酸鹽水泥。
[0024] 實施例2 各原料組分重量分數比為：鐵尾礦15份、脫硫石膏12.55份、鋁礬土 23.55份、石灰石 48.9份，堿度系數Cm為0.96，硫鋁比為3.5。
[0025] 1、將鐵尾礦、鋁礬土、石灰石、脫硫石膏分別粉碎至200目以下； 2、 將上述原料按照所述配比混料； 3、 將上述混合好的原料壓通過壓片機壓制成50g左右的小試餅，備試燒所用； 4、 將壓制好的小試餅在升溫至900 °C并保溫30min，然后升溫至1350 °C煅燒60min，冷卻 至室溫。
[0026]得到產品及市售產品性能如下：
得到產品性能優(yōu)于市售425標號的快硬硫鋁酸鹽水泥。
[0027] 實施例3 各原料組分重量分數比為：鐵尾礦15份、脫硫石膏12.55份、鋁礬土 23.55份、石灰石 48.9份，堿度系數Cm為0.96，硫鋁比為3.5。
[0028] 1、將鐵尾礦、鋁礬土、石灰石、脫硫石膏分別粉碎至200目以下； 2、 將上述原料按照所述配比混料； 3、 將上述混合好的原料壓通過壓片機壓制成50g左右的小試餅，備試燒所用； 4、 將壓制好的小試餅在升溫至900 °C并保溫30min，然后升溫至1350 °C煅燒75min，冷卻 至室溫，得到產品及市售產品性能如下：
得到產品性能接近于市售425標號的快硬硫鋁酸鹽水泥。
[0029]最后應說明的是:顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并 非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做 出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引 申出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之中。
【主權項】
1. 一種以鐵尾礦為原料制備硫鋁酸鹽水泥熟料，其特征在于:所述水泥熟料利用于鐵 尾礦、脫硫石膏、鋁礬土、石灰石為原料，各原料的重量百分比為： 鐵尾礦 10 %~25 %; 鋁礬土 10 %~25 %; 石灰石 45%~55%; 脫硫石膏 5 %~15 %。2. 根據權利要求1所述的一種以鐵尾礦為原料的硫鋁酸鹽水泥熟料，其特征在于:保證 堿度系數Cm接近1;硫錯比P 3~4。3. 根據權利要求1所述的一種以鐵尾礦為原料的硫鋁酸鹽水泥熟料，其特征在于:所述 鐵尾礦含有下列質量份配比的化學組分^02 39.21份<&0 16.73份;1%0 12.98份#6203 11.20份;Ah〇3 11.11 份;Ti02 3.97份;P2〇5 1.12份;Na20 1.05份;燒失量LOI為 1.46。4. 根據權利要求1所述的一種以鐵尾礦為原料的硫鋁酸鹽水泥熟料，其特征在于:所述 鋁礬土含有下列質量份配比的化學組分^20 3 83.39份^02 9.23份;1^02 4.22份#6203 1.15份;燒失量LOI為0.09。5. 根據權利要求1所述的一種以鐵尾礦為原料的硫鋁酸鹽水泥熟料，其特征在于:所 述石灰石含有下列質量份配比的化學組分:CaO 54.04份;燒失量LOI為43.46。6. 根據權利要求1所述的一種以鐵尾礦為原料的硫鋁酸鹽水泥熟料，其特征在于:所述 脫硫石膏含有下列質量份配比的化學組分：S0 3 48.48份;CaO 40.12份；Si02 2. 09份； Al2〇3 1.14份；MgO 0.295份；Fe2〇3 0.251 份；SrO 0.116份；K20 0.0789份；Ti〇2 0.0498份； Bi2〇3 0.0212份;燒失量L0I為 7.31 〇7. 根據權利要求1所述的一種以鐵尾礦為原料的硫鋁酸鹽水泥熟料的制備方法，包括 如下步驟： 第一步:將鐵尾礦、鋁礬土、石灰石、脫硫石膏分別粉碎至200目以下； 第二步:將上述原料按照所述配比混料； 第三步:將上述混合好的原料壓通過壓片機壓制成50g左右的小試餅，備試燒所用； 第四步：將壓制好的小試餅升溫至900°C并保溫30min，然后升溫至1250Γ~1350Γ煅 燒60min，冷卻至室溫，得到鐵尾礦硫鋁酸鹽水泥熟料。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種以固體廢棄物鐵尾礦和脫硫石膏為原料的硫鋁酸鹽水泥熟料及其制備方法，其配方主要是以10%~25%的鐵尾礦部分代替常規(guī)硫鋁酸鹽水泥熟料生產用的部分鋁質、鈣質原料，完全取代硅質和鐵質原料，粉磨至一定細度后，通過堿度系數Cm和鋁硫比P控制水泥熟料中C4A3、C2S和C4AF等主要礦物的組成，經同鋁礬土、石灰石、脫硫石膏等配料制備硫鋁酸鹽水泥熟料。該方法制備硫鋁酸鹽水泥熟料，鐵尾礦直接利用率高，不需要改進傳統硫鋁酸鹽水泥熟料生產工藝，易燒性好，硬化速度快，早期強度高，且后期強度也增進穩(wěn)定。性能測試表明，利用鐵尾礦制備的硫鋁酸鹽水泥力學強度優(yōu)于市售425標號的快硬硫鋁酸鹽水泥。
【IPC分類】C04B7/32
【公開號】CN105645795
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】張以河, 劉洋洋
【申請人】中國地質大學（北京）
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2016年2月3日