專利名稱：一種利用銅尾礦制備水泥的尾礦資源化處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)境保護(hù)和礦物加工領(lǐng)域，特別涉及一種銅尾礦水泥制備方法。
背景技術(shù)：
目前我國(guó)礦山每年產(chǎn)生尾砂與廢石18億噸，現(xiàn)有尾砂庫(kù)2萬(wàn)余座。大量的尾礦堆積將給環(huán)境帶來(lái)巨大的危害，主要表現(xiàn)在1、環(huán)境污染嚴(yán)重，由于尾礦本身的特性粒度小，含有有毒元素，給環(huán)境帶來(lái)巨大的危害；2、土地占用面積大，目前相當(dāng)數(shù)量的尾礦仍堆存在尾礦庫(kù)中，占用了大量土地，而且隨著排出尾礦數(shù)量的增加，占用土地面積將繼續(xù)擴(kuò)大；3、建設(shè)維護(hù)費(fèi)用高，尾礦處理設(shè)施的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、投資巨大，其基建投資占整個(gè)采選企業(yè)費(fèi)用的5% 40%。另外，尾礦庫(kù)的維護(hù)和維修更需消耗大量的資金，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)冶金礦山每噸尾礦每年需運(yùn)營(yíng)管理費(fèi)用達(dá)3 5元；4、安全隱患大，大量尾礦的堆存，給礦山企業(yè)帶來(lái)巨大的安全隱患，據(jù)資料顯示，近年來(lái)，我國(guó)尾礦庫(kù)垮塌事故接連不斷發(fā)生，造成了重大 人員傷亡和環(huán)境污染，凸顯出我國(guó)尾礦庫(kù)已經(jīng)處于事故頻發(fā)期。銅尾礦是銅礦時(shí)經(jīng)選礦后排出的粉狀廢料，據(jù)資料顯示，1949-2007年，全國(guó)銅尾礦的排放量大致為24億噸，且排放量增長(zhǎng)迅速，2007年銅尾礦排放量達(dá)到I. 8億噸。銅尾礦礦物性與火山灰材料相近，主要以Si02、CaO為主，還含有少量的鐵和硫，由于銅礦成礦機(jī)理不同，尾礦中的化學(xué)成分變化較大，硫化礦床尾礦中含有大量的親硫的金屬元素，包括Ni、Pb、Mn、Cd等。根據(jù)尾礦性質(zhì)的不同，國(guó)內(nèi)外許多礦山采取了相應(yīng)的處理技術(shù)，包括尾礦脫水干式堆存法、井下排放法和尾礦膠結(jié)充填采空區(qū)法等等。由于銅尾礦粒度較細(xì)、且具有火山灰活性，故用作礦渣水泥的原材料具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。根據(jù)成礦機(jī)理的不同，尾礦中含有不同種類的金屬元素，這些金屬元素的浸出將極大的影響到礦渣水泥的應(yīng)用。因此要從銅尾礦用作水泥原材料不僅需要考慮水泥的強(qiáng)度，還需要考慮礦渣水泥的重金屬浸出性。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種銅尾礦水泥制備方法，實(shí)現(xiàn)銅尾礦制成符合強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)和浸出要求的水泥。本發(fā)明是采用的技術(shù)方案是一種銅尾礦水泥制備方法，其包括以下步驟(I)尾礦濃縮脫水，按尾礦(干重)與固化劑重量比為3 7的比例添加固化劑，以球磨機(jī)粉磨，其中粉體吸附控制為O. 08mm,篩選余量小于總量的10%,攪拌反應(yīng)8-10min,混合均勻形成固化塊前體；(2)將混合均勻后的固化塊前體按標(biāo)準(zhǔn)方法制成試塊，控制養(yǎng)護(hù)濕度為95%，25±1°C的條件下養(yǎng)護(hù)，形成礦渣水泥固化塊；(3)按照GB177-85檢驗(yàn)水泥膠砂強(qiáng)度，GB750-1992進(jìn)行水泥蒸壓安定性試驗(yàn)，試驗(yàn)表明水泥固化塊28d抗壓強(qiáng)度大于42. 5MPa，28d抗折強(qiáng)度大于6. 5MPa，滿足礦渣硅酸鹽水泥42. 5R級(jí)水泥強(qiáng)度要求，尾礦水泥安定性、凝結(jié)時(shí)間等水泥性能指標(biāo)均符合《普通硅酸鹽水泥標(biāo)準(zhǔn)》(GB175-2007)的要求；(4)破碎水泥至完全透過(guò)3_篩，按《固體廢物-浸出毒性浸出方法-水平振蕩法》(GB5086. 2-1997)方法浸出，測(cè)定浸出液重金屬含量，均達(dá)到《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)_浸出毒性鑒別》(GB5085. 3-2007)標(biāo)準(zhǔn)。上述銅尾礦取自不同硫化礦床浮選車間后尾礦，固化劑包括以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的原料硅酸鹽水泥熟料80 90 %，脫硫石膏3 12 %，添加劑7 8 %。所用添加劑為硫酸鋁、硫酸鐵和高嶺土按任意配比組成。本發(fā)明將銅礦浮選廠的尾礦摻入水泥熟料、石膏和少量添加劑制成礦渣水泥，成本低廉，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，容易工程實(shí)施，最終形成的礦渣水泥包括鋁硅酸鹽等具有水硬特征的凝膠礦物，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單養(yǎng)護(hù)后可得到強(qiáng)度高的水泥試件，且試件的重金屬浸出量可達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)這種方式形成的銅尾礦水泥可以達(dá)到安全固化尾礦的目的，形成的水泥強(qiáng)度高，可用作建筑材料，是一種尾礦資源化的技術(shù)方法。


圖I是使用本發(fā)明制備銅尾礦水泥的方法的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式(一)本發(fā)明的原材料尾礦為銅選廠產(chǎn)生的浮選尾渣，水泥熟料為硅酸鹽水泥，化學(xué)組成見表I。硫酸鋁和高嶺土均為外購(gòu)化學(xué)純。表I原材料化學(xué)組成(％ )
權(quán)利要求
1.一種利用銅尾礦制備水泥的尾礦資源化處理方法，其特征在于 (1)按尾礦與固化劑重量比為3 7的比例向尾礦中添加固化劑，以球磨機(jī)粉磨，其中粉體吸附控制為O. 08mm,篩選余量小于總量的10%,攪拌反應(yīng)8_10min,混勻后形成固化塊前體； (2)將攪拌混合均勻的固化塊前體壓制成模后，在控制養(yǎng)護(hù)濕度為95%，溫度為25±1°C的條件下養(yǎng)護(hù)，制成的水泥塊28d抗壓強(qiáng)度大于42. 5MPa，28d抗折強(qiáng)度大于.6.5MPa，滿足礦渣硅酸鹽水泥42. 5R級(jí)水泥強(qiáng)度要求；尾礦水泥安定性、凝結(jié)時(shí)間等水泥性能指標(biāo)均符合《普通硅酸鹽水泥標(biāo)準(zhǔn)》(GB175-2007)； (3)破碎養(yǎng)護(hù)28d后的水泥塊至完全透過(guò)3_篩，按《固體廢物-浸出毒性浸出方法-水平振蕩法》(GB5086. 2-1997)方法浸出，測(cè)定浸出液重金屬含量，均達(dá)到《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)-浸出毒性鑒別》(GB5085. 3-2007)標(biāo)準(zhǔn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種銅尾礦水泥制備方法，其特征在于上述銅尾礦直接取自銅礦浮選廠，固化劑是由硅酸鹽水泥、硫酸鈣組成的，尾礦與固化劑的重量比為3 7；
3.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種銅尾礦水泥制備方法，其特征在于固化劑包括以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的原料硅酸鹽水泥熟料80 90 %，脫硫石膏3 12 %，添加劑7 8 %。所用添加劑為硫酸鋁、硫酸鐵和高嶺土按任意配比組成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用銅尾礦制備水泥的尾礦資源化處理方法，混合含水率為50％的銅浮選尾礦和固化劑，混合質(zhì)量比為3∶7，固化劑由水泥熟料、硫酸鈣和外加添加劑按質(zhì)量比80～90∶3～12∶7～8混合，所用添加劑為硫酸鋁、硫酸鐵和高嶺土按任意配比組成，機(jī)械混合尾礦和固化劑8～10min?；旌虾蟮墓袒瘔K前體在養(yǎng)護(hù)濕度為95％，溫度為25±1℃的條件下養(yǎng)護(hù)。制成的水泥塊強(qiáng)度28d抗壓強(qiáng)度大于42.5MPa，28d抗折強(qiáng)度大于6.5MPa，滿足礦渣硅酸鹽水泥42.5R級(jí)水泥強(qiáng)度要求；尾礦水泥安定性、凝結(jié)時(shí)間等水泥性能指標(biāo)均符合《普通硅酸鹽水泥標(biāo)準(zhǔn)》(GB175-2007)，養(yǎng)護(hù)形成的水泥塊重金屬浸出量滿足《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)-浸出毒性鑒別》(GB5085.3-2007)標(biāo)準(zhǔn)。該發(fā)明既可以處置銅選廠尾礦使銅礦企業(yè)達(dá)到尾礦零排放目的，又可以回收尾礦用作建筑材料，達(dá)到回收利用尾礦的目的。本發(fā)明具有原料易得、成本低、效果穩(wěn)定、操作程序簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C04B7/153GK102786240SQ20111013291
公開日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2011年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月20日
發(fā)明者晏波, 肖賢明, 陳濤 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所