金属矿山选矿厂排出的尾矿是一种磨细的、量大的工业废料,其粒径细小,与水泥生料的颗粒略同。因此,研究并利用以方解石、石英为主的尾矿作为水泥生料的配料,烧制水泥有着重要意义。
方解石石英一般金属矿山产出的尾矿进行分级,粒径在30~37/μm以上的尾矿称为粗粒级尾矿,而粒径在30~-37pm以下的尾矿称为细粒级尾矿。
符合要求的金属尾矿用作水泥混合材,将扩大水泥混合材来源,降低水泥粉磨能耗和成本,实现尾矿的资源化和水泥工业的可持续发展。
矿山通常是把全粒级尾矿或细粒级尾矿排弃于尾矿库中。因此,研究这两类尾矿作为水泥的原料,对解决尾矿的堆存及为建筑材料开辟了原料的新途径等,都具有重要的意义。
北京建筑材料科学研究院、凡口矿、长沙矿山研究院、长沙有色冶金设计院、原北京水泥工业设计院等单位,对凡口尾矿进行了试验研究工作,并获得了优异的成果,试验研究证明得出以下结论。
开发利用大量堆弃危害环境的金属尾矿固体废弃物,根据其富含多种微量元素(FezOs质量分数较高),且熔点较低的特点,将其作为矿化剂和铁质原料生产水泥开展试验研究。
①利用含适宜的全粒级(或细粒级)尾矿可炼制成质量良好的井下胶结充填的低标号水泥,产品28d的强度可达~kg/c㎡,其强度基本上能满足井下胶结充填的要求。
井下充填②6种金属尾矿不同掺配比活性试验的R28在68.72%~76.54%之间,高于活性混合材R28为62%的判定指标,由此可认为此6种尾矿均属于活性混合材,可单独用作水泥活性混合材;
尾砂水泥③6种金属尾矿掺配比在小于30%的范围内,水泥安定性、凝结时间等性能指标均符合普通硅酸盐水泥要求;
尾矿硅酸盐水泥是指用适宜成分的尾矿与适量的石灰石混磨后,烧至部分熔融,得以硅酸钙为主要成分的熟料,再加入适量的石膏磨成细粉而制成的水硬性胶凝材料。
能降低水泥熟料烧成能耗,减少水泥生产成本,提高熟料产量和质量,实现尾矿的资源综合利用,并能有效地保护环境。