專利名稱：一種利用金礦尾礦為原料制備普通硅酸鹽水泥的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建材行業(yè)，特別涉及利用低成本金礦的尾礦為原料制備普通硅酸鹽水泥的方法。
背景技術(shù)：
礦產(chǎn)資源是一次性的自然資源，隨著自然資源的不斷消耗，則對(duì)尾礦的綜合利用就顯得十分重要。隨著黃金開(kāi)發(fā)規(guī)模的擴(kuò)大和開(kāi)采歷史的延長(zhǎng)，黃金礦山尾礦逐年增加。 堆存的尾礦不僅占用大量土地，浪費(fèi)大量資金，還嚴(yán)重污染環(huán)境。我國(guó)黃金礦床種類繁多， 大小礦床遍布全國(guó)，為黃金礦業(yè)的發(fā)展提供了良好的資源基礎(chǔ)。但黃金生產(chǎn)由于受產(chǎn)業(yè)政策、技術(shù)裝備、選冶工藝及資金等各種因素的制約，資源利用程度普遍偏低，浪費(fèi)現(xiàn)象十分嚴(yán)重。國(guó)外的實(shí)踐表明，黃金礦山尾礦中有50%左右的金是可以設(shè)法回收的。值得指出的是，黃金礦山尾礦中的伴生組分，如鉛、鋅銅、硫等的回收也應(yīng)得到重視。
目前對(duì)黃金尾礦的利用基本上是利用其作為原料來(lái)制備磚和砌塊。文獻(xiàn)1(朱敏聰，朱申紅，夏榮華。利用金礦尾礦制作建筑材料蒸壓磚的工藝研究，礦產(chǎn)綜合利用， 2008(1) :43-46)應(yīng)用金礦尾礦制作蒸壓磚的可行性進(jìn)行了試驗(yàn)研究。結(jié)果表明，制得蒸壓磚的密度為1900 2000kg/m3，抗壓強(qiáng)度達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的MU15級(jí)磚的要求，實(shí)現(xiàn)了尾礦的資源化利用。文獻(xiàn)2 (黃金尾礦蒸壓加氣混凝土砌塊及生產(chǎn)工藝(ZL200410036554. 3)) 報(bào)道利用黃金尾礦蒸壓加氣混凝土砌塊及生產(chǎn)工藝，屬于建筑用墻體材料及生產(chǎn)工藝技術(shù)領(lǐng)域。其特征在于混凝土砌塊的主要制作原料為黃金尾礦渣、水泥、生石灰、鋁粉和水。 按照重量百分比，主要制作原料配方配料比為黃金尾礦渣60-70%、水泥6-10%、生石灰 20-30%、鋁粉0.01-0. 05%，水用量為足以使黃金尾礦渣磨細(xì)料漿濃度符合要求。其產(chǎn)品能夠達(dá)到環(huán)保、節(jié)能、利廢、提高建筑質(zhì)量、保證人民健康的目的，充分利用工礦廢渣資源，環(huán)保無(wú)放射性危害，抗凍性能強(qiáng)，在砌筑施工中能與砂漿良好結(jié)合，解決墻面脫落問(wèn)題。文獻(xiàn)3(李國(guó)昌，王萍.黃金尾礦透水磚的制備及性能研究[J].金屬礦山2006，(6) :78 82)報(bào)道以黃金尾礦為主要原料，輔以煤矸石、膨潤(rùn)土、粘土及適量有機(jī)高分子聚合物制備了多孔透水磚。結(jié)果表明，以黃金尾礦為主要原料，采用壓制成型和擠出成型方法均可制備出性能良好的多孔透水磚。多孔透水磚的性能與原料配比有很大關(guān)系，對(duì)于壓制成型工藝，適宜的原料配比為尾礦82%，煤矸石10%，膨潤(rùn)土 8%，高分子聚合物0. 1% ；對(duì)于擠出成型工藝， 適宜的原料配比為尾礦75%，煤矸石10%，粘土 15%，高分子聚合物0. 1%。
而在水泥行業(yè)中，目前水泥中的混合材主要是利用粉煤灰、礦渣和火山灰等。而隨著水泥的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的混合材分布集中，且產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)有的水泥發(fā)展的需要， 迫切需要尋找新的可替代的混合材，文獻(xiàn)4(銅鉛鋅尾礦作混合材試驗(yàn)，四川水泥，2006，45-7)報(bào)道以銅鉛鋅尾礦為水泥生產(chǎn)的混合材，取得一定的進(jìn)展。文獻(xiàn)5 (Utilization of tailings from tungsten mine waste as a substitution material for cement， Yun Wang Choi，Yong Ji Kim, Ook Choi et al，Construction and Building Materials， 2009(23) :2481-2486)則報(bào)道以鎢礦尾礦作為水泥混合材的研究，其最佳的摻量為10%以內(nèi)，并且通過(guò)添加一定量的爐渣而共同作用。而目前的公開(kāi)報(bào)道文獻(xiàn)中，較少利用黃金尾礦來(lái)作為水泥制備中的混合材的研究，其中最主要的原因就是其活性較差，造成摻加后水泥的強(qiáng)度明顯降低，嚴(yán)重制約其大規(guī)模的工業(yè)應(yīng)用。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題就是提供一種利用金礦尾礦為原料制備普通硅酸鹽水泥的方法，充分利用黃金尾礦資源，提高黃金尾礦活性，成本低廉，制備出的水泥的強(qiáng)度指標(biāo)符合要求。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種利用金礦尾礦為原料制備普通硅酸鹽水泥的方法，其特征在于以水泥熟料、石膏、黃金尾礦以及活化劑為原料，所述水泥熟料石膏黃金尾礦活化劑的重量比為60 95 1 10 5 40 1 10， 具體制備方法為，先將黃金尾礦和活化劑按上述比例混合均勻后磨細(xì)，另將水泥熟料和石膏按上述比例配料后混合均勻磨細(xì)，再將磨細(xì)后四種原料混合均勻即制備出硅酸鹽水泥。
作為優(yōu)選，所述黃金尾礦和活化劑混合均勻磨細(xì)后細(xì)度為過(guò)80 μ m篩的篩余小于 6%,所述水泥熟料和石膏混合均勻磨細(xì)后細(xì)度為過(guò)80 μ m篩的篩余小于5%。
作為優(yōu)選，所述活化劑由甲液和乙液配制而成，甲液和乙液分別配制；甲液由去離子水鈉鹽溶液、絡(luò)合劑、PH值調(diào)節(jié)劑、穩(wěn)定劑混合均勻配制而成；乙液為激發(fā)劑溶液。
作為優(yōu)選，所述甲液中四種組分的重量比為鈉鹽溶液絡(luò)合劑PH值調(diào)節(jié)劑 穩(wěn)定劑=(60 80) (5 20) (5 20) (1 10)。
作為優(yōu)選，所述甲液中去離子水鈉鹽溶液絡(luò)合劑PH值調(diào)節(jié)劑穩(wěn)定劑的重量比為 70 15 10 5。
作為優(yōu)選，所述甲液中去離子水鈉鹽溶液為硫代硫酸鈉或者硫酸鈉溶液，絡(luò)合劑為乙二胺四乙酸二鈉，PH值調(diào)節(jié)劑為氫氧化鈉或者氫氧化鉀，穩(wěn)定劑為2，2’ -聯(lián)吡啶。
作為優(yōu)選，所述激發(fā)劑為聚羧酸鹽或者三聚磷酸鈉溶液，濃度為30%。
本發(fā)明的創(chuàng)新之處在于利用性能穩(wěn)定、價(jià)格低廉的黃金尾礦作為普通硅酸鹽水泥的混合材，并通過(guò)引入活化劑或激發(fā)劑來(lái)提高其活性，所制備的硅酸鹽水泥的結(jié)構(gòu)致密，性能優(yōu)異。整個(gè)制備過(guò)程選用的原材料簡(jiǎn)單，充分利用了黃金尾礦的特點(diǎn)，能夠合成性能優(yōu)異的硅酸鹽水泥。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
原料粉末按質(zhì)量比為w(水泥熟料)w(石膏)w(黃金尾礦)w(活化劑) =55 4 34 7;先將黃金尾礦以及活化劑按一定比例混合均勻后磨細(xì)，另將水泥熟料和石膏按一定比例配料后，混合均勻磨細(xì)，細(xì)度為過(guò)80 μ m篩的篩余小于5%，再將磨細(xì)后四種材料混合均勻即為所制備的硅酸鹽水泥，硅酸鹽水泥的初凝時(shí)間為2小時(shí)25分鐘， 終凝時(shí)間為4小時(shí)10分鐘，三天抗折強(qiáng)度為5. 4MPa，抗壓強(qiáng)度為28. 7MPa,28天抗折強(qiáng)度為7. 8MPa，抗壓強(qiáng)度為45. 8MPa，安定性合格，能夠滿足42. 5號(hào)水泥的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明采用的活化劑由甲液和乙液配制而成，甲液和乙液分別配制；甲液由去離子水鈉鹽溶液、絡(luò)合劑、PH值調(diào)節(jié)劑、穩(wěn)定劑混合均勻配制而成；乙液為激發(fā)劑溶液。甲液中四種組分的質(zhì)量比為W (鈉鹽溶液)W (絡(luò)合劑)W (PH值調(diào)節(jié)劑)W (穩(wěn)定劑)=60 20 10 10。甲液中去離子水鈉鹽溶液為硫代硫酸鈉、絡(luò)合劑為乙二胺四乙酸二鈉、PH值調(diào)節(jié)劑主要為氫氧化鈉及氫氧化鉀、穩(wěn)定劑為2，2’_聯(lián)吡唆，乙液的激發(fā)劑為聚羧酸鹽，濃度為30%。甲液與乙液的比例為80 20。
本發(fā)明中所采用的原料如下表
權(quán)利要求
1.一種利用金礦尾礦為原料制備普通硅酸鹽水泥的方法，其特征在于以水泥熟料、 石膏、黃金尾礦以及活化劑為原料，所述水泥熟料石膏黃金尾礦活化劑的重量比為 60 95 1 10 5 40 1 10，具體制備方法為，先將黃金尾礦和活化劑按上述比例混合均勻后磨細(xì)，另將水泥熟料和石膏按上述比例配料后混合均勻磨細(xì)，再將磨細(xì)后四種原料混合均勻即制備出硅酸鹽水泥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用金礦尾礦為原料制備普通硅酸鹽水泥的方法，其特征在于所述黃金尾礦和活化劑混合均勻磨細(xì)后細(xì)度為過(guò)80 μ m篩的篩余小于6%，所述水泥熟料和石膏混合均勻磨細(xì)后細(xì)度為過(guò)80 μ m篩的篩余小于5%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用金礦的尾礦為原料制備普通硅酸鹽水泥的方法，其特征在于所述活化劑由甲液和乙液配制而成，甲液和乙液分別配制；甲液由去離子水鈉鹽溶液、絡(luò)合劑、PH值調(diào)節(jié)劑、穩(wěn)定劑混合均勻配制而成；乙液為激發(fā)劑溶液。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用金礦的尾礦為原料制備普通硅酸鹽水泥的方法，其特征在于所述甲液中四種組分的重量比為鈉鹽溶液絡(luò)合劑PH值調(diào)節(jié)劑穩(wěn)定劑=(60 80) (5 20) (5 20) (1 10)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用金礦尾礦為原料制備普通硅酸鹽水泥的方法，其特征在于所述甲液中去離子水鈉鹽溶液絡(luò)合劑PH值調(diào)節(jié)劑穩(wěn)定劑的重量比為 70 15 10 5。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用金礦的尾礦為原料制備普通硅酸鹽水泥的方法，其特征在于所述甲液中去離子水鈉鹽溶液為硫代硫酸鈉或者硫酸鈉溶液，絡(luò)合劑為乙二胺四乙酸二鈉，PH值調(diào)節(jié)劑為氫氧化鈉或者氫氧化鉀，穩(wěn)定劑為2，2’ -聯(lián)吡啶。
7.根據(jù)權(quán)利要求3至6任一項(xiàng)所述的利用金礦尾礦為原料制備普通硅酸鹽水泥的方法，其特征在于所述激發(fā)劑為聚羧酸鹽或者三聚磷酸鈉溶液，濃度為30%。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種利用金礦尾礦為原料制備普通硅酸鹽水泥的方法，以水泥熟料、石膏、黃金尾礦以及活化劑為原料，所述水泥熟料∶石膏∶黃金尾礦∶活化劑的重量比為60～95∶1～10∶5～40∶1～10，具體制備方法為，先將黃金尾礦和活化劑按上述比例混合均勻后磨細(xì)，另將水泥熟料和石膏按上述比例配料后，混合均勻磨細(xì)，再將磨細(xì)后四種原料混合均勻即制備出硅酸鹽水泥。本發(fā)明利用性能穩(wěn)定、價(jià)格低廉的黃金尾礦作為普通硅酸鹽水泥的混合材，并通過(guò)引入活化劑或激發(fā)劑來(lái)提高其活性，所制備的硅酸鹽水泥的結(jié)構(gòu)致密，性能優(yōu)異。整個(gè)制備過(guò)程選用的原材料簡(jiǎn)單，充分利用了黃金尾礦的特點(diǎn)，能夠合成性能優(yōu)異的硅酸鹽水泥。
文檔編號(hào)C04B7/147GK102515581SQ201210002870
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2012年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月6日
發(fā)明者毛洪亮, 趙東方, 陳鼎 申請(qǐng)人:安徽烏江水泥有限公司, 毛洪亮, 趙東方, 陳鼎