專利名稱：：一種以鉛鋅尾礦為主要原料制備水泥熟料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種以鉛鋅尾礦為主要原料制備水泥熟料的方法。
背景技術(shù)：
：鉛鋅尾礦是鉛鋅礦廠采用浮選法選礦后排出的粉狀或細(xì)沙狀廢渣，錳尾礦是錳礦浮選提取后余下的粉狀廢渣，一般選礦企業(yè)把它作為廢物堆放，這樣不僅需占用大量農(nóng)田作為堆放場地，同時(shí)堆放的尾礦壩造成潛在的安全隱患，而且其中的有害溶出物還會(huì)污染水源。，由于鉛鋅尾礦中主要含有CaC03、以及少量Si02、Fe203、八1203和少量MgO，而錳尾礦中主要含Si02、Fe203、A1203，以及少量CaC03,其組成類似于水泥生料，同時(shí)鉛鋅尾礦含有少量Pb，Zn,Cu，錳尾礦含有少量Mn等多種過渡金屬元素，是很好的礦化劑，對水泥煅燒有著礦化和助熔作用，有利于改善生料易燒性，提高熟料質(zhì)量,但其使用量很少，一般為1~3%(見楊延宗，張仁榮，水泥，2005，(4)，22;權(quán)勝民，云南建材，1999,(3)，29等)。另外也有將將鉛鋅尾礦配入生料,代替部分粘土，但其使用量一般不超過生料重量的10%(宣慶慶，朱建平，李東旭，邢鋒，硅酸鹽通報(bào)，2007,26(5)，929)。由于鉛鋅尾礦目前基本上是作為廢物處理，所以在水泥生產(chǎn)中使用鉛鋅尾礦作為礦化劑或者代替部分粘土質(zhì)、鐵質(zhì)原料可獲得良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效應(yīng)。但是由于水泥生產(chǎn)中主要原料是石灰質(zhì)原料和粘土質(zhì)原料，一般粘土質(zhì)原料僅占水泥生產(chǎn)中生料總重量的20%左右，所以用鉛鋅尾礦替代部分粘土質(zhì)原料，其消耗量依然有限。而水泥生料中石灰質(zhì)原料約占80%左右，以鉛鋅尾礦代替石灰質(zhì)原料可以達(dá)到大量消耗該廢棄物的目的，并極大的降低水泥生產(chǎn)成本。錳尾礦由于其獨(dú)特的組成，適合與上述鉛鋅尾礦相配合，配以適量的鐵質(zhì)或鋁質(zhì)校正原料，可以完全代替粘土或者頁巖等原料生產(chǎn)水泥，起到大量消耗錳尾礦，減少土地占用和環(huán)境污染，具有很大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)意義。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種可以在回轉(zhuǎn)窯中在正常燒成溫度，甚至更低溫度下利用鉛鋅尾礦為主要原料10oy。替代石灰質(zhì)原料制備水泥熟料的方法。本發(fā)明是基于以下原理完成的鉛鋅尾礦中含比較高的石灰石成分，而Si02，A1203,Fe203較少，而錳礦渣(或頁巖或粘土)中的Si02,A1203,Fe203含量較高，以鉛鋅尾礦與錳礦渣(或頁巖或粘土)配合，按照適當(dāng)?shù)呐浔?，可以達(dá)到生產(chǎn)水泥所需的各種氧化物含量。另加由于在鉛鋅礦尾礦中尚有沒有被完全選出的鉛、鋅，它們主要以硫化物形態(tài)存在，會(huì)一定程度上影響配料的準(zhǔn)確性，也可能影響水泥燒成過程中硅酸三鈣，硅酸二鈣，以及鋁酸三鈣，鐵鋁酸四鈣的形成過程，所以宜對鉛鋅尾礦在通氧氣條件下70(TC進(jìn)行預(yù)燒，然后按常規(guī)水泥生產(chǎn)過程進(jìn)行燒成。經(jīng)過預(yù)燒后，鉛鋅轉(zhuǎn)變?yōu)橐匝趸镄螒B(tài)存在，能促使生料在更低的溫度下出現(xiàn)液相，有利于硅酸三鉤的形成，所以可以起到降低燒成溫度，節(jié)能降耗的目的。本發(fā)明的技術(shù)方案為在本發(fā)明的水泥熟料制備中，其生料組成為(重量百分比)鉛鋅尾礦占76~82%、錳礦渣(或頁巖或粘土)1522%、硫鐵礦燒渣0~1%。生料中各種氧化物的比例為CaO60°/。67%,SiO22022%,Al2034.56%,Fe2032~5%;優(yōu)選其中所含的氧化物比例為CaO64%67%,Si0220~21%,Al2034.56%，F(xiàn)e20323%;所燒成的熟料組成為硅酸三鈣6266%,硅酸二'銬1018%，鋁酸三努6~13%,鐵鋁酸四鉤9~15%，游離氧化錦小于1.5%。熟料制備過程為將鉛鋅尾礦按76~82%、錳礦渣(或頁巖或粘土)1522%、硫鐵礦燒渣01%充分混合均勻后，加入生料總量0.5%的螢石，經(jīng)過粉磨，使得生料顆粒大于180目，然后在懸浮預(yù)分解窯中在通氧條件下700'C進(jìn)行預(yù)燒20-40分鐘，使得硫化物礦組分充分氧化分解，混合料然后進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行燒成反應(yīng)，燒成溫度在1370145(TC,在燒成帶煅燒30分鐘以上，然后驟冷得到熟料。熟料中加入適量的二水石膏后，將混合物粉磨到90y。能通過0.08mm方孔篩，比表面積大于300r^/Kg,即可使用。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)1、原料價(jià)廉易得，消耗量大本發(fā)明中100%使用鉛鋅尾礦作為水泥生產(chǎn)的石灰質(zhì)原料，占生料總重量的80%左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于僅僅使用其作為礦化劑(<3%)或者部分充當(dāng)粘土質(zhì)原料的比例(<10°/。)。如果同時(shí)100%使用錳尾礦作為粘土質(zhì)原料,則生料的重量的95%(可能會(huì)使用少量的鐵質(zhì)校正原料)以上均為廢棄的尾礦，可以使得已經(jīng)堆放的和生產(chǎn)即時(shí)產(chǎn)生的鉛鋅尾礦和錳尾礦能被大量的消耗。2、可有效降低水泥生產(chǎn)成本由于鉛鋅尾礦含有Pb,Zn元素以外，還含有少量Cu,錳尾礦含有少量Mn，能有效降低液相產(chǎn)生的溫度，同時(shí)促使硅酸三鈣的形成，因此可以在比通常更低的溫度下(137(TC左右)燒成熟料，減少了燃料消耗。另外，由于鉛鋅尾礦和錳尾礦都是經(jīng)過研磨，選礦余下的礦渣，其粒度基本已經(jīng)達(dá)到水泥生料的粒度要求，而該發(fā)明中鉛鋅尾礦的用量已經(jīng)占生料總重量的80%左右，可以使得生料粉磨的能耗減少70~80%。對于鉛鋅選廠聯(lián)產(chǎn)鉛鋅尾礦水泥，更能節(jié)省原料運(yùn)輸費(fèi)用和購買石灰質(zhì)原料的成本，具有極大的成本優(yōu)勢。如果同時(shí)使用錳尾礦作為粘土質(zhì)原料，則成本優(yōu)勢更為明顯。3、熟料和相應(yīng)水泥的強(qiáng)度高本發(fā)明生產(chǎn)的水泥熟料早期和后期強(qiáng)度都很好，安定性良好，堿含量低，使用其配制的水泥強(qiáng)度高，各項(xiàng)指標(biāo)完全符合最新國家標(biāo)準(zhǔn)。具體實(shí)施方案花垣強(qiáng)樺礦業(yè)有限責(zé)任公司采用鉛鋅尾礦、錳礦渣和硫酸廠出的高爐硫鐵礦渣為原料，在回轉(zhuǎn)窯中生產(chǎn)水泥，各原料化學(xué)成分典型數(shù)據(jù)如表l所示,生產(chǎn)中各個(gè)批次原料成分有所差異,需視成分變動(dòng)適當(dāng)改動(dòng)原料配比,以達(dá)到所設(shè)定的各個(gè)率值要求(率值見表3，KH為石灰飽和系數(shù)，SM為硅率，IM為鋁率)。將鉛鋅尾礦、錳礦渣和鐵礦渣按照表2配料后，加入生料總量0.5%的螢石粉磨到0.08mm篩篩余小于10%,經(jīng)過預(yù)分解氧化后，進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯中煅燒，所得熟料的游離氧化鈣的含量可以看出大部分條件下游離氧化鉤含量小于2%,說明熟料已經(jīng)燒成。將燒成的熟料和3%的二水石膏混合，在球磨機(jī)中粉磨到粒度90%小于0.08mm,按照國家標(biāo)準(zhǔn)測定其強(qiáng)度。結(jié)果見表4表1鉛鋅尾礦和錳尾礦的典型成分<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表3各種配料方案下易燒性實(shí)驗(yàn)結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表4部分水泥熟料強(qiáng)度數(shù)據(jù)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>權(quán)利要求1、一種以鉛鋅尾礦為主要原料制備水泥熟料的方法，本發(fā)明的特征在于其生料是按重量組成將鉛鋅尾礦76-82％、錳礦渣(或粘土或頁巖)15-22％、硫鐵礦高爐礦渣0-1％充分混合均勻后，加入生料總量0.5％的螢石，粉磨成粒徑大于180目的混合料，將混合料置于懸浮預(yù)分解窯中在通氧條件下于700℃預(yù)燒20-40分鐘，經(jīng)預(yù)燒后的混合料進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯于1370～1450℃進(jìn)行燒成反應(yīng)，在燒成帶煅燒30分鐘后驟冷得熟料；熟料經(jīng)粉磨至90％能通過0.08mm方孔篩，比表面積大于300m2/kg即可。全文摘要一種以鉛鋅尾礦為主要原料制備水泥熟料的方法。是將鉛鋅尾礦按76～82％、錳礦渣(或頁巖或粘土)15～22％、硫鐵礦燒渣0～1％充分混合均勻后，加入生料總量0.5％的螢石，經(jīng)過粉磨后在懸浮預(yù)分解窯中在通氧條件下700℃進(jìn)行預(yù)燒，使得硫化物礦組分充分氧化分解，混合料然后進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯在1370～1450℃進(jìn)行燒成反應(yīng)，在燒成帶煅燒30分鐘以上，然后驟冷得到熟料。用本發(fā)明的方法制備水泥熟料，原料價(jià)廉易得、消耗量大，熟料和相應(yīng)水泥的強(qiáng)度高，可有效降低水泥生產(chǎn)成本。文檔編號C04B7/14GK101525216SQ20091004301公開日2009年9月9日申請日期2009年3月28日優(yōu)先權(quán)日2009年3月28日發(fā)明者何則強(qiáng),劉建本,吳顯明,王永春,石增壽,石朝軍,肖卓炳,上陳,麻德立,麻明友申請人:花垣縣強(qiáng)樺礦業(yè)有限責(zé)任公司;麻明友