鉛鋅尾礦在中熱水泥制備中的研究.pdf

1、我國(guó)鉛鋅礦資源豐富，儲(chǔ)量居世界前列，目前我國(guó)已經(jīng)成為世界主要的鉛鋅生產(chǎn)國(guó)和出口國(guó)之一，但隨著鉛鋅礦開采量的提高，對(duì)環(huán)境的污染也日益加重。廢渣堆放不僅占用大量農(nóng)田，而且污染環(huán)境，因此把廢渣作為復(fù)合原料進(jìn)行綜合利用，成為經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的新礦產(chǎn)資源，不但可以減少環(huán)境污染，改善生態(tài)環(huán)境，整治國(guó)土，更可以減少企業(yè)在原材料上的經(jīng)濟(jì)消耗，是節(jié)能環(huán)保的新方向。
　　 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，具有一定的活性，含有Ca

2、O、SiO2、Fe2O3等氧化物，其有效組分與水泥生產(chǎn)配料時(shí)所用的粘土組分相近，并含有較高的氧化鐵成分，有研究表明其可以部分代替粘土和鐵粉配料生產(chǎn)水泥熟料，性能符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量要求。同時(shí)其中所含微量元素具有熟料燒成的礦化作用，可降低熟料燒成能耗和改善熟料質(zhì)量。
　　 本研究主要目的是將鉛鋅尾礦廢渣作為制備水泥熟料的原料，制備中熱水泥熟料，研究最佳煅燒制度和最優(yōu)率值，并研究其與使用粘土制備的中熱水泥的區(qū)別。在后期，研究了使用輕燒氧

3、化鎂作為膨脹劑來補(bǔ)償使用鉛鋅尾礦的中熱水泥漿體的體積收縮，并研究了用鉛鋅尾礦所制備的中熱水泥與粉煤灰、礦渣等輔助性膠凝材料的匹配性。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用高鐵、低鋁的配料方案，使用鉛鋅尾礦可以制備出符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的中熱硅酸鹽水泥熟料。熟料礦物的形成與使用粘土制備的水泥相似，強(qiáng)度略優(yōu)于使用粘土制備的水泥，并且在熟料的燒成過程中，由于鉛鋅尾礦中鉛、鋅等重金屬離子的摻入，燒成時(shí)液相出現(xiàn)的時(shí)間比粘土配料的樣品提前，燒成溫度降低，生料易

4、燒性較好。所燒制的熟料摻入石膏制備成中熱水泥，凝結(jié)時(shí)間正常，且3d及7d的水化放熱量都符合中熱42.5水泥的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。熟料浸出液中重金屬含量低于危險(xiǎn)廢物的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)水質(zhì)不造成有害影響。
　　 外摻輕燒MgO對(duì)鉛鋅尾礦配料生產(chǎn)的中熱水泥在水化降溫過程中產(chǎn)生的體積收縮具有一定補(bǔ)償作用。提高試樣中輕燒MgO的摻量以及提高養(yǎng)護(hù)溫度，膨脹效果明顯提高。由于MgO反應(yīng)緩慢，試樣具有持續(xù)膨脹現(xiàn)象，試樣中輕燒氧化鎂的摻量需適中。根據(jù)游離氧化鈣

5、的測(cè)定結(jié)果以及膨脹率和掃描電鏡分析，考慮到體系長(zhǎng)期的穩(wěn)定性，本實(shí)驗(yàn)中輕燒氧化鎂的最佳摻量為3％。
　　 在中熱水泥中摻入礦渣時(shí)，試樣的早期抗壓強(qiáng)度降低，但后期抗壓強(qiáng)度顯著增加。隨著礦渣摻量的增加，試樣抗壓強(qiáng)度下降。當(dāng)?shù)V渣摻量為30％時(shí)，抗壓強(qiáng)度最大。XRD以及SEM測(cè)試顯示，水化產(chǎn)物與普通水泥水化產(chǎn)物類似。礦渣參與水化反應(yīng)，部分未水化的礦渣顆粒被緊緊包裹在凝膠中。
　　 摻加粉煤灰到用鉛鋅尾礦制備的中熱水泥中，由于粉煤灰