[发明专利]大掺量铜尾矿基砌筑水泥及其制备方法

说明书

本申请提供一种大掺量铜尾矿基砌筑水泥及其制备方法，涉及固体废弃物处置领域。大掺量铜尾矿基砌筑水泥，其原料包括：水泥熟料60%、石灰石10%、石膏10%和粉煤灰20%；其中，大掺量铜尾矿基砌筑水泥中的石灰石部分用铜尾矿替代；粉煤灰部分或全部用铜尾矿混合材替代；水泥熟料由石灰石、粘土、铁矿粉、煤矸石混合、煅烧得到，其中，铁矿粉部分用铜尾矿替代；铜尾矿混合材由铜尾矿和改性剂粉磨得到。大掺量铜尾矿基砌筑水泥的制备方法，包括：将所述原料混合，球磨得到所述大掺量铜尾矿基砌筑水泥。本申请提供的大掺量铜尾矿基砌筑水泥，可大幅度提高铜尾矿在砌筑水泥的用量，实现铜尾矿减量化增值消纳的同时降低水泥企业生产成本。

技术领域

本申请涉及固体废弃物处置领域，尤其涉及一种大掺量铜尾矿基砌筑水泥及其制备方法。

背景技术

铜尾矿是年产量第二大的尾矿，年产出量可达3亿吨以上，历史堆存量达数十亿吨，铜尾矿的大量堆存造成的环境负荷不断增大。铜尾矿是一种复杂多元体系，资源综合利用新技术开发难度加大，大规模消纳和高值化资源综合利用受到限制。随着资源行业发展转型升级和资源领域科技创新专项的实施，开展铜尾矿综合利用技术开发和产业化实施工作备受关注。

胶凝材料工业以水泥为主，水泥约占胶凝材料总量的80%以上，其中砌筑水泥主要用于工业与民用建筑的砌筑和抹面砂浆、垫层混凝土等。砌筑水泥的制备过程主要包括“两磨一烧”，传统水泥熟料烧制的主要原材料为粘土、石灰石、铁矿粉；熟料粉磨过程中，需要加入一定的混合材，以减少水泥熟料的用量，降低水泥成本，且水泥混合材的活性越高其使用量越大，水泥熟料或水泥的使用量就越小。目前活性较高且使用量较大的水泥混合材是矿渣微粉和商品粉煤灰，但受铁矿、煤炭等矿产资源的限制，分布很不均匀。除钢铁企业和火电发达地区外，其它很多地区水泥活性混合材的供应凸显紧张局面，受交通和运输半径的限制，在没有钢铁企业和火电厂的地方就没有矿渣及粉煤灰资源，水泥中只能添加少量非活性混合材。寻求新的替代产品成为水泥产业降低成本、提高效益的必然选择。

因此，开展将铜尾矿大掺量用于制备砌筑水泥是一项颇具应用价值和社会经济意义的重要课题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种大掺量铜尾矿基砌筑水泥及其制备方法，以解决上述问题。

为实现以上目的，本申请采用以下技术方案：

一种大掺量铜尾矿基砌筑水泥，其原料包括：

水泥熟料50~60%、石灰石10~15%、石膏5~10%和粉煤灰20-30%；

其中，所述大掺量铜尾矿基砌筑水泥中的石灰石部分用铜尾矿替代；所述粉煤灰部分或全部用铜尾矿混合材替代；

所述水泥熟料由石灰石、粘土、铁矿粉、煤矸石混合、煅烧得到，其中，所述铁矿粉部分用铜尾矿替代；

所述铜尾矿混合材由铜尾矿和改性剂粉磨得到。

优选地，铜尾矿替代石灰石的比例小于等于石灰石总用量的50wt%。

优选地，铜尾矿替代铁矿粉的比例小于等于铁矿粉总用量的50wt%。

优选地，所述水泥熟料由石灰石60~70%、粘土8~13%、铁矿粉10~15%、煤矸石7~12%混合、煅烧得到，其中，所述铁矿粉部分用铜尾矿替代；

优选地，所述煅烧过程的烧成制度为低温预热300~800℃，保温时间0.5~1h，中温分解温度为800~1000℃，保温时间1~2h，高温煅烧温度为1300~1450℃，保温时间1~2h。

优选地，所述改性剂包括木质素磺酸盐、硬脂酸钠、脂肪酸甘油酯中的一种或几种。

优选地，所述铜尾矿混合材的原料中，铜尾矿和改性剂的质量比为1:0.001。

优选地，所述铜尾矿混合材的比表面积为450~500m²/g。