[发明专利]一种利用高钙铜尾矿生产的水泥熟料及其制备方法

说明书

本发明实施例公开了一种利用高钙铜尾矿生产的水泥熟料及其制备方法，该利用高钙铜尾矿生产的水泥熟料的成分按质量比包括：石灰石70～85wt％，高钙铜尾矿5～30wt％，砂岩0～12wt％以及页岩0～12wt％，制备方法包括以下步骤：将石灰石、砂岩、页岩分别破碎粉磨均化，与高钙铜尾矿混合，得混合后的生料，然后将混合生料在高温下进行煅烧，完成煅烧后进行快速冷却制得水泥熟料产品。本发明一方面拓宽了尾矿的回收利用途径，大宗的水泥产业能很好的消耗掉尾矿，彻底解决尾矿的堆积问题；另一方面利用尾矿作为原料，减少了资源的消耗，降低了水泥的原材料成本，同时尾矿不需要粉磨破碎也降低了原料处理的成本。

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，尤其涉及一种利用高钙铜尾矿生产的水泥熟料及其制备方法。

背景技术

矿产资源对人类的生存和发展有着重要的支撑作用，是国家安全与经济发展的重要保证，其包括金属矿产、非金属矿产以及能源矿产三大类。由于矿产资源的逐年开发，矿石的品位越来越低，因此在矿产资源的开采和加工过程中产生了越来越多的废石和尾矿。目前全球年尾矿排放总量在100亿吨以上，其中我国尾矿年排放量高达15亿吨以上。最新统计数据显示：我国尾矿累积堆存量已接近150亿吨，尾矿大量堆积会造成诸多社会问题。具体为：①环境问题。突出表现在土地侵占、植被破坏、土地退化、沙漠化以及粉尘污染、水体污染等；②引发地质灾害等问题，尾矿库中含有大量重金属离子和化学药剂，一旦发生事故，会对下游居民的生命和财产造成巨大的危害，对环境造成严重污染；③造成资源的严重浪费，尾矿中含有大量有待开发的有价组分，如有色金属铜、铁、锌、铅、锡等以及大量可用脉石石英、长石等。

湖北某铜矿山企业在生产过程中产生了大量的铜尾矿，这些铜尾矿面临着无处堆存的问题，目前能够切实大量消耗尾矿的主要方法有采矿区充填和尾矿生产建材。但是由于尾矿中存在部分粒度较细的部分不适于进行充填，因此考虑用尾矿生产建材。这种铜尾矿中主要矿物组成为方解石和石英等，因此该尾矿的化学成分具有高钙低硅的特点。而一般建筑材料以硅铝酸盐为主，这与尾矿的化学成分不相符。而水泥熟料生产过程中需要用到大量的石灰石等组分。基于熟料的化学组成与尾矿较为相近，本发明利用高钙铜尾矿作为原料制备了一种硅酸盐水泥熟料。

通常的水泥熟料生产原料为石灰石、粘土和铁质组分等，这些原料的开采与加工处理需要消耗大量的自然资源和能源。本发明通过利用高钙铜尾矿替代掉部分原材料生产水泥熟料，一方面拓宽了这种尾矿的回收利用途径，解决了尾矿的堆存问题；另一方面取丰富且廉价的尾矿资源替代自然资源，减少了水泥熟料生产过程中对自然资源的消耗，同时也减少了原材料处理过程的工作量，节约了能源，降低了水泥熟料的生产成本。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，针对大多数铜矿企业在生产过程有大量的铜尾矿无处堆存，而现有技术中通常的水泥熟料生产原料为石灰石、粘土和铁质组分等，这些原料的开采与加工处理需要消耗大量的自然资源和能源的问题，提出了一种利用高钙铜尾矿生产的水泥熟料及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种利用高钙铜尾矿生产的水泥熟料，该利用高钙铜尾矿生产的水泥熟料的成分按质量比包括：石灰石70～85wt％，高钙铜尾矿5～30wt％，砂岩0～12wt％以及页岩0～12wt％。

其中，高钙铜尾矿的氧化钙含量为20～30wt％。

其中，高钙铜尾矿的粒径D90小于0.074mm，含水率为10～30wt％。

其中，利用高钙铜尾矿生产的水泥熟料的率值为：石灰饱和系数KH为0.92～0.96，硅率SM为2.0～2.4，铝率为1.2～1.6。

为了解决上述技术问题，本发明实施例还提供了一种利用高钙铜尾矿生产的水泥熟料的制备方法，包括以下步骤：将70～85wt％石灰石、0～12wt％砂岩、0～12wt％页岩分别破碎粉磨均化，与5～30wt％高钙铜尾矿混合，得混合后的生料，然后将混合生料在高温下进行煅烧，完成煅烧后进行快速冷却制得水泥熟料产品。