[发明专利]煤矸石和金属尾矿代粘土配料生产水泥熟料的方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种生产水泥熟料的方法。

(二)背景技术

我国水泥实物产量从1985年起已连续22年位居世界第一，2007 年水泥总产量达13.5亿t。水泥工业大多以高品位石灰石资源和优质 粘土为原料。粘土是水泥生产的主要硅铝质原料，吨水泥生产约需粘 土0.18吨。连年大规模的粘土采取，造成田地大量被毁，山林遭到 破坏，生态受到威胁，开发粘土替代原料成为水泥工业研究的迫切任 务。

煤矸石的矿物成分以高岭土、石英、蒙脱石、伊犁石为主，化学 组成中SiO₂、Al₂O₃约占50～80％；煤矸石具有一定的热值，其发热 量一般在6.3MJ/kg以下。用煤矸石替代粘土具有以下优点：(1)煤 矸石熔点比粘土低约50～100℃；(2)煤矸石中的Fe、Zn、Pb等硫 化物为能量矿物；(3)煤矸石具有一定的可燃物，其发热量一般在 1250～6270kJ/kg；(4)煤矸石中SiO₂的Si-O结构相对要比粘土溶出 [SiO₄]^4-性能好。因此，煤矸石在水泥工业可作为替代黏土的低质值(低 品质、低价值)高潜能硅铝质原料。

金属尾矿是金属矿山采选过程中排出的固体废弃物，到目前为 止，我国金属矿山尾矿库已达400多个，尾矿堆存总量已超过50亿 吨，且每年仍以2.2亿-2.3亿吨的速度增加。但我国每年却只有7％ 的尾矿资源被综合利用，造成了大量的资源浪费。金属尾矿通常呈粉 状，粒度一般在0.15mm以下，与块状的粘土类原料相比粒度要小得 多。金属尾矿中SiO₂和Al₂O₃的含量在65％～80％之间，与粘土主要 化学成份组成相似，能提供水泥熟料所需的硅铝质成份，适于在水泥 熟料生产中代替粘土原料。

然而，尽管大部分煤矸石和金属尾矿均能代替粘土生产水泥熟 料，但对于一些属于惰性原料的煤矸石，反应能力低，反应活化能高 不利于熟料烧成。一些金属尾矿熔点过低，易使窑内结圈结皮，造成 煅烧困难。

(三)发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种煤矸石和金属尾矿同时使 用代粘土配料生产水泥熟料的方法，克服煤矸石主要组成矿物的惰性 缺点，达到节能和提高水泥熟料产质量的目的。

本发明采用的技术方案如下：

一种生产水泥熟料的方法，包括生料配制、粉磨，在干法回转窑 中煅烧形成水泥熟料，所述生料由石灰石、铁质原料、煤矸石以及金 属尾矿按重量百分比为：石灰石85～90％，铁质原料1～2％，煤矸 石3～8％，金属尾矿2～5％配料，所述的金属尾矿是铜尾矿、铅锌 尾矿或铜铅锌尾矿。

本发明所述生产水泥熟料的方法，其中粉磨、煅烧都可采用常规 工艺。

较好的，所述煅烧温度推荐在1350～1450℃。粉磨后的生料细 度优选为：80μm筛余量不大于10％。

本发明中，所述的石灰石品位范围较广，可以是高品位石灰石， 也可以是CaO质量百分比在40～50％的中、低品位石灰石。

所述的铁质原料为一般的铁粉、硫酸渣等。

所述的煤矸石的矿物组成与粘土质原料非常相似，除了含有石 英、白云母、高岭石主要矿物之外，还有正长石、透长石、斜绿泥石 等富氧矿物，此外含硫量比较高的煤矸石，硫则以黄铁矿(FeS₂)的 形式存在于煤矸石中。