一种铁尾矿生产烧结砖的配方及其应用
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本发明属于矿物加工和节能环保领域，特别涉及一种铁尾矿生产烧结砖的配方及其应用，适用于以细粒铁尾矿为主要原料生产烧结砖，也适用采用其它金属矿山、非金属矿山尾矿为主要原料的生产烧结砖及其制品。
【【背景技术】】
[0002]尾矿是矿山生产的废弃物，除充填井下采空区、少量综合利用外，目前国内多数矿山均采用尾矿库堆存湿式(或干式)细粒尾矿，不仅占用了大量的农田、山场林地，还可能带来严重的安全和环保问题。随着国家对矿山开发资源、安全环保要求的日益提高，不少矿山加大了尾矿综合利用的力度，利用尾矿生产烧结砖、水泥等建材产品已成为消化尾矿的主要途径。
[0003]煤泥是原煤经洗选后得到的一种低质产品，因其粒度细、含水率高、粘性强、热值低、灰分大，在工业上应用较少，民用地销为主要出路。近年来我国煤炭产量巨大，煤泥的产量也是一个不小的数字，其综合利用问题也迫切需要加以解决。
[0004]烧结砖是将挤压成型的粘土质砖坯在一定的温度下进行烧结，砖坯中的铝硅酸盐矿物部分熔融冷却后将其余矿物颗粒粘结成一体，经烧结的砖坯保持原有的形状并具有一定的物理力学性能。生产烧结砖的方法有内燃法、外燃法两种，近年来国内建成的烧结砖厂多数采用内燃法生产。烧结砖质量好坏与原料的矿物组成关系密切，当原料S12含量过高时，可塑性变差、成型困难，当原料Al2O3含量过低时，制品强度降低、不抗折，当原料Fe2O3含量较高时，可降低烧成温度、制品颜色较深，当原料CaO含量过高、粒度大于Imm时，制品易出现石灰爆裂、吸潮现象，当原料MgO含量高时，制品会出现泛霜、体积膨胀。通常地，为了改善烧结砖成型指标和产品质量，防止出现爆裂、泛霜等现象，要求烧结砖原料中S12含量为50?70%、A1203含量为10?20%、Fe203含量为3?10%、Ca0含量低于5%、Mg0含量低于3%。以粘土为主要原料生产烧结砖是最传统的方法，它是在粘土中掺入一定比例的煤粉，近年来已被国家明令禁止。在尾矿中掺入一定比例的粘土、煤矸石粉、煤粉等原料，使混合料具有一定的塑性并达到烧成所需的发热量，在建材行业烧结砖领域应用较为广泛。现行的采用尾矿为原料的配比方案有:①在尾矿中掺入一定比例的煤粉形成烧结砖混合料；②在尾矿中掺入一定比例的粘土、煤粉形成烧结砖混合料；③在尾矿中掺入一定比例的煤矸石粉、煤粉形成烧结砖混合料；④在尾矿中掺入一定比例的粘土、煤矸石粉、煤粉形成烧结砖混合料，等。由于煤粉价格较高，对生产烧结砖的成本影响大，不利于提高产品市场竞争力。
[0005]受成矿条件的影响，不同类型矿山矿物组成千差万别，尾矿成分也各不相同，因而给尾矿综合利用带来了很大困难。就高硅低铝的铁尾矿而言，因其塑性差、成型难、制品强度低等特点，不能单独用作生产烧结砖的原料，需要掺入一定数量的黏土类矿物，以改善在生产烧结砖过程中的物理特性。【
【发明内容】
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[0006]本发明的目的是，针对现有利用尾矿生产烧结砖技术的不足，提供一种以铁尾矿(尤其是高硅低铝铁尾矿)为主要原料、掺入一定比例的煤泥形成烧结砖混合料的原料配方，达到大量利用尾矿、降低烧结砖成本的目的。
[0007]本发明的再一的目的是，提供一种铁尾矿生产烧结砖的配方的应用。
[0008]为了实现上述目的，本发明的技术方案是:
[0009]根据铁尾矿、煤泥在矿物组成和物理特性方面的差异，将它们按照一定的配比混合，以弥补各自在矿物组成、物理特性方面的不足，形成满足烧结砖生产要求的混合料，并提供铁尾矿、煤泥混合料生产烧结砖所需的发热量。
[0010]经浓缩脱水的铁尾矿与煤泥，要求含水率低于15%，分别化验其Si02、Al203、Fe203、Ca0、Mg0的含量以及煤泥的灰分和发热量，将铁尾矿与煤泥按照一定的配比形成混合料，使混合料S12含量高于50%、Al2O3含量高于6%、Fe2O3含量低于10%、CaO含量低于6%、MgO含量低于6%，热值控制在1.465?1.780MJ/Kg(即:351.6?427.2大卡/Kg，此为国家定额要求)。
[0011]所述的，细粒铁尾矿为铁矿山采出的原矿经破碎、粗选抛尾、磨矿、选矿等流程后产生的废弃物，其粒度细且均匀。尾矿中Si02、A1203、Fe2O3, CaO、MgO等含量是由矿物组成和加工方法决定的，高硅低铝是一个相对的概念(本发明定义S12含量高于60%、A1203含量低于10% ) ο
[0012]所述的，煤泥为煤矿山采出的原煤经破碎、筛分、洗选等流程后产生的低质产品，其粒度细、含水率高、黏性强、灰分大、热值低，在工业上应用很少。煤泥中Si02、Al203、Fe203、CaO、MgO等含量与矿物组成和加工方法相关。
[0013]所述的，混合料为细粒铁尾矿与煤泥的混合物，配比由各自的矿物组成以及煤泥的发热量大小确定。
[0014]本发明具有的效果如下:
[0015](I)以高硅低铝铁尾矿为原料生产烧结砖，变废为宝、减少了对尾矿库的占用，符合国家资源利用政策。
[0016](2)高硅低铝铁尾矿与煤泥混合形成的烧结砖原料，克服了各自单独作为烧结砖原料的缺陷，优化了原料的矿物组成和物理特性。
[0017](3)以煤泥为高硅低铝铁尾矿烧结砖燃料，其发热量介于精煤、洗末煤与煤矸石之间，其价格相对低廉，开辟了煤泥工业应用的新途径，也有利于降低烧结砖成本。
[0018](4)以铁尾矿、煤泥为原燃料，两者均为细粒物料，不需要进行破碎加工，相比其它原料生产烧结砖优势明显。
[0019](5)除铁尾矿外，采用其它金属、非金属尾矿为原料，使得烧结砖的原料来源更加广泛。
【【具体实施方式】】
[0020]经浓缩脱水的铁尾矿与煤泥，水分满足生产烧结砖挤压成型的要求，含水率低于15%,分别化验其S12含量、Al2O3含量、Fe2O3含量、CaO含量、MgO含量以及煤泥的灰分和发热量。利用铁尾矿、煤泥在矿物组成和物理特性方面的差异，将它们按照一定的配比混合，以弥补各自在矿物组成、物理特性方面的不足，并满足生产烧结砖所需的发热量。按照一定的配比形成的混合料S12含量高于50 %、Al2O3含量高于6 %、Fe2O3含量低于10 %、CaO含量低于6 %、MgO含量低于6 %，发热量控制在1.465?1.780MJ/Kg (注:因铁尾矿粒度细，