一种以铁尾矿为原料制备硫铝酸盐水泥熟料及其制备方法
【专利说明】
[0001]
技术领域
[0002] 本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种以铁尾矿为原料制备硫铝酸盐水泥熟料 及其制备方法。
【背景技术】
[0003] 尾矿是选矿后的废弃物，是工业固体废弃物的主要组成部分。据不完全统计，全世 界每年排出的尾矿及废石在1〇〇亿t以上。我国现有8000多个国营矿山和11万多个乡镇集体 矿山，堆存的尾矿量近50亿t，年排出尾矿量高达5亿t以上，其中黑色冶金矿山年排放尾矿 量达1.5亿t。目前，我国的尾矿综合利用率只有7%，堆存的铁尾矿量高达十几亿吨，占全部 尾矿堆存总量的近1/3。因此，铁尾矿的综合回收利用问题已受到全社会的广泛关注。
[0004] 经过多年的研究，我国硫铝酸盐水泥的制备方面取得立一定进展，申请号为 CN200610076718.4发明专利提供了一种利用赤泥制备硫铝酸盐水泥的方法，申请号为 CN201010205647.X发明专利提供了一种利用氟石膏、磷石膏、铜尾矿制备硫铝酸盐水泥熟 料的方法，申请号为CN201210301372.9发明专利提供了 一种将含氟污泥制备硫铝酸盐水泥 的方法，申请号为CN201210425922.8发明专利提供了一种利用焚烧飞灰制备硫铝酸盐水泥 原料的方法及硫铝酸盐水泥的配方，申请号为CN201410216591.6发明专利提供了一种综合 利用造纸白泥、铝矾土和脱硫石膏制备硫铝酸盐水泥熟料的方法，申请号 CN201410532393.0发明专利提供了一种利用五元矿物相体系制备硫铝酸盐水泥熟料的方 法，申请号CN201410798540.9发明专利提供了一种以石油焦脱硫渣和赤泥为原料的硫铝酸 盐水泥。
[0005] 上述方法都是都是利用工业固体废弃物来制备硫铝酸盐水泥，但是利用铁尾矿来 制备硫铝酸盐水泥的方法还鲜少报道，本专利就是针对这方面进行的研究。
【发明内容】
[0006] 本发明是以固体废弃物铁尾矿为原料制备的硫铝酸盐水泥熟料及其制备方法，以 铁尾矿部分代替常规硫铝酸盐水泥熟料生产用的部分铝质、钙质原料，完全取代硅质和铁 质原料，粉磨至一定细度后，通过碱度系数Cm和铝硫比P控制水泥熟料中C 4A3 g、C2S和C4AF 等主要矿物的组成，经同铝矾土、石灰石、脱硫石膏等配料制备硫铝酸盐水泥熟料。
[0007] 本发明解决其技术问题的技术方案是： 本发明一种以铁尾矿为原料制备硫铝酸盐水泥熟料，铁尾矿、脱硫石膏、铝矾土、石灰 石为原料，各原料的重量百分比为： 铁尾矿 10 %~25 %; 铝矾土 10 %~25 %; 石灰石 45%~55%; 脱硫石膏 5 %~15 %。
[0008] 所述的一种以铁尾矿为原料的硫铝酸盐水泥熟料，应保证其碱度系数Cm接近1;硫 铝比P 3~4。
[0009] 所述铁尾矿含有下列质量份配比的化学组分：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；烧失量 L0I为 1.46〇
[0010]所述错矾土含有下列质量份配比的化学组分:412〇3 83.39份^02 9.23份;1^02 4.22份小6203 1.15份;烧失量11)1为0.09。
[0011] 所述石灰石含有下列质量份配比的化学组分:CaO 54.04份;烧失量L0I为43.46。 [0012] 所述脱硫石膏含有下列质量份配比的化学组分：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;烧失量L0I为 7.31。
[0013] 所述的一种以铁尾矿为原料的硫铝酸盐水泥的方法，包括如下步骤： 第一步:将铁尾矿、铝矾土、石灰石、脱硫石膏分别粉碎至200目以下； 第二步:将上述原料按照所述配比混料； 第三步:将上述混合好的原料压通过压片机压制成50g左右的小试饼，备试烧所用； 第四步:将压制好的小试饼在升温至900 °C并保温30min，然后升温至1250 °C~1350 °C 煅烧60min，冷却至室温，得到铁尾矿硫铝酸盐水泥熟料。
[0014] 本方法提出了一种铁尾矿利用的新途径，利用固体废弃物作为主要原料，生产成 本低，市场前景广阔。
【附图说明】
[0015] 图1-1为实施例1的XRD分析图。
[0016]图1-2为实施例1样品SEM图。
[0017]图2-1为实施例2 XRD分析图。
[0018]图2-2为实施例2样品SEM图。
[0019]图3-1为实施例3 XRD分析图。
[0020]图3-2为实施例3样品SEM图。
【具体实施方式】 [0021] 实施例1 各原料组分重量分数比为：铁尾矿15份、脱硫石膏12.55份、铝矾土 23.55份、石灰石 48.9份，碱度系数Cm为0.96，硫铝比为3.5。
[0022] 1、将铁尾矿、铝矾土、石灰石、脱硫石膏分别粉碎至200目以下； 2、 将上述原料按照所述配比混料； 3、 将上述混合好的原料压通过压片机压制成50g左右的小试饼，备试烧所用； 4、 将压制好的小试饼在升温至900 °C并保温30min，然后升温至1300 °C煅烧60min，冷却 至室温。
[0023]得到产品及市售产品性能如下：
得到产品性能接近于市售425标号的快硬硫铝酸盐水泥。
[0024] 实施例2 各原料组分重量分数比为：铁尾矿15份、脱硫石膏12.55份、铝矾土 23.55份、石灰石 48.9份，碱度系数Cm为0.96，硫铝比为3.5。
[0025] 1、将铁尾矿、铝矾土、石灰石、脱硫石膏分别粉碎至200目以下； 2、 将上述原料按照所述配比混料； 3、 将上述混合好的原料压通过压片机压制成50g左右的小试饼，备试烧所用； 4、 将压制好的小试饼在升温至900 °C并保温30min，然后升温至1350 °C煅烧60min，冷却 至室温。
[0026]得到产品及市售产品性能如下：
得到产品性能优于市售425标号的快硬硫铝酸盐水泥。
[0027] 实施例3 各原料组分重量分数比为：铁尾矿15份、脱硫石膏12.55份、铝矾土 23.55份、石灰石 48.9份，碱度系数Cm为0.96，硫铝比为3.5。
[0028] 1、将铁尾矿、铝矾土、石灰石、脱硫石膏分别粉碎至200目以下； 2、 将上述原料按照所述配比混料； 3、 将上述混合好的原料压通过压片机压制成50g左右的小试饼，备试烧所用； 4、 将压制好的小试饼在升温至900 °C并保温30min，然后升温至1350 °C煅烧75min，冷却 至室温，得到产品及市售产品性能如下：
得到产品性能接近于市售425标号的快硬硫铝酸盐水泥。
[0029]最后应说明的是:显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并 非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做 出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引 申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
【主权项】
1. 一种以铁尾矿为原料制备硫铝酸盐水泥熟料，其特征在于:所述水泥熟料利用于铁 尾矿、脱硫石膏、铝矾土、石灰石为原料，各原料的重量百分比为： 铁尾矿 10 %~25 %; 铝矾土 10 %~25 %; 石灰石 45%~55%; 脱硫石膏 5 %~15 %。2. 根据权利要求1所述的一种以铁尾矿为原料的硫铝酸盐水泥熟料，其特征在于:保证 碱度系数Cm接近1;硫错比P 3~4。3. 根据权利要求1所述的一种以铁尾矿为原料的硫铝酸盐水泥熟料，其特征在于:所述 铁尾矿含有下列质量份配比的化学组分^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;烧失量LOI为 1.46。4. 根据权利要求1所述的一种以铁尾矿为原料的硫铝酸盐水泥熟料，其特征在于:所述 铝矾土含有下列质量份配比的化学组分^20 3 83.39份^02 9.23份;1^02 4.22份#6203 1.15份;烧失量LOI为0.09。5. 根据权利要求1所述的一种以铁尾矿为原料的硫铝酸盐水泥熟料，其特征在于:所 述石灰石含有下列质量份配比的化学组分:CaO 54.04份;烧失量LOI为43.46。6. 根据权利要求1所述的一种以铁尾矿为原料的硫铝酸盐水泥熟料，其特征在于:所述 脱硫石膏含有下列质量份配比的化学组分：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;烧失量L0I为 7.31 〇7. 根据权利要求1所述的一种以铁尾矿为原料的硫铝酸盐水泥熟料的制备方法，包括 如下步骤： 第一步:将铁尾矿、铝矾土、石灰石、脱硫石膏分别粉碎至200目以下； 第二步:将上述原料按照所述配比混料； 第三步:将上述混合好的原料压通过压片机压制成50g左右的小试饼，备试烧所用； 第四步：将压制好的小试饼升温至900°C并保温30min，然后升温至1250Γ~1350Γ煅 烧60min，冷却至室温，得到铁尾矿硫铝酸盐水泥熟料。
【专利摘要】本发明公开了一种以固体废弃物铁尾矿和脱硫石膏为原料的硫铝酸盐水泥熟料及其制备方法，其配方主要是以10%~25%的铁尾矿部分代替常规硫铝酸盐水泥熟料生产用的部分铝质、钙质原料，完全取代硅质和铁质原料，粉磨至一定细度后，通过碱度系数Cm和铝硫比P控制水泥熟料中C4A3、C2S和C4AF等主要矿物的组成，经同铝矾土、石灰石、脱硫石膏等配料制备硫铝酸盐水泥熟料。该方法制备硫铝酸盐水泥熟料，铁尾矿直接利用率高，不需要改进传统硫铝酸盐水泥熟料生产工艺，易烧性好，硬化速度快，早期强度高，且后期强度也增进稳定。性能测试表明，利用铁尾矿制备的硫铝酸盐水泥力学强度优于市售425标号的快硬硫铝酸盐水泥。
【IPC分类】C04B7/32
【公开号】CN105645795
【申请号】
【发明人】张以河, 刘洋洋
【申请人】中国地质大学（北京）
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年2月3日