[发明专利]一种利用铅锌冶炼炉渣的水泥熟料、水泥及其制备方法

说明书

本申请公开了一种利用铅锌冶炼炉渣的水泥熟料、水泥及其制备方法，属于水泥制造技术领域。本申请的利用铅锌冶炼炉渣的水泥熟料，主要由如下重量份数的原料制成：石灰石82‑87份、砂岩4‑7份、煤矸石或粉煤灰5‑7份、铅锌冶炼炉渣2‑5份。本申请的水泥的方法，包括如下步骤：1）将原料混合粉磨，制得生料，将生料预热分解，然后在1350‑1450℃烧结，冷却，制得水泥熟料；2）将步骤1）制得的水泥熟料与石膏混合材混合粉磨，即得。本申请的利用铅锌冶炼炉渣的水泥熟料的原料中加入了较少量的铅锌冶炼炉渣、铜渣、电石渣，并与煤矸石配合，提高了生料的易烧性，降低了能耗和成本，还节约了资源。

技术领域

本发明涉及水泥制造技术领域，更具体地说，涉及一种利用铅锌冶炼炉渣的水泥熟料、水泥及其制备方法。

背景技术

随着国内基础建设的发展，公路、桥梁、房屋的建设数量快速增加，大量采用了水泥。水泥的主要原料是石灰石、砂岩、铁质材料等。水泥熟料制备时，将石灰石、砂岩、铁质材料等按比例磨细混合得到生料，然后进行煅烧。

硅酸盐水泥熟料配料时铁质材料一般用铁矿石，随着矿产资源的日渐匮乏，急需寻找新的材料来替代铁矿石。铅锌矿炉渣是铅锌矿冶炼后产生的废渣，储量非常大，占用土地还污染环境。目前的铅锌矿炉渣大多经过重金属再次提炼而降为一般固体废弃物，但是其中仍然残余有多种重金属，会污染土壤和地下水。

铅锌矿炉渣在水泥制造中的应用开始得非常早，但是几经尝试后，由于对水泥的性能改善较小且容易在水泥中残留较多的重金属元素，随着国家对环保重视程度的不断提高，很多水泥制造企业在水泥制造时，不再往原料中添加铅锌矿炉渣。

公告号为CN1114568C的中国发明专利公开了一种利用冶炼铅锌湿废渣烧制硅酸盐水泥熟料的方法，它包括原材料处理、生料浆制备、熟料烧成等工艺过程，原料组份及其重量百分比含量如下：石灰石86～90％,铅锌湿废渣(按干废渣计)3～10％,粘土3～8％,铁粉0～2％。

针对上述相关技术，该方法制得的硅酸盐水泥熟料早期强度较低。

发明内容

为了提高水泥熟料的早期强度，本申请提供了一种利用铅锌冶炼炉渣的水泥熟料、水泥及其制备方法。

第一方面，本申请提供了一种利用铅锌冶炼炉渣的水泥熟料，采用如下技术方案：

一种利用铅锌冶炼炉渣的水泥熟料，主要由如下重量份数的原料制成：石灰石82-87份、砂岩4-7份、煤矸石或粉煤灰5-7份、铅锌冶炼炉渣2-3份。

通过采用上述技术方案，本申请加入了较少量的铅锌冶炼炉渣，大大降低了最终制得的水泥熟料及水泥中的重金属残留量，提高了水泥的环保性能，降低了能耗，提高了水泥熟料的质量。将铅锌冶炼炉渣用于熟料配料中，能够引入少量的Pb、Zn、Cu、Cr等微量元素，根据硅酸盐相图分析结果，上述组分越多，熟料的共熔点越低，在熟料煅烧过程中，液相生成温度将会下降，并使得液相粘度降低，促进C3S快速生成，细化晶粒，提高熟料的易烧性。并且在水泥熟料制备原料中加入了煤矸石，与铅锌冶炼炉渣配合，即使铅锌冶炼炉渣的加入量很少，就能明显改善生料的易烧性。本申请利用铅锌冶炼炉渣作为水泥熟料的制备原料，只适当改变生料的配比，不改变原有工艺，在小试和工业性试验中发现，具有明显的能降低物料最低共融温度，生料易烧性提高，烧成的熟料早期和后期强度都有明显提高。

优选的，所述铅锌冶炼炉渣中ZnO质量百分比不高于0.15％，PbO质量百分比不高于0.3％。

通过采用上述技术方案，将铅锌冶炼炉渣中的锌和铅的含量限制的更低，进一步降低了最终制得的水泥熟料中的重金属含量。

优选的，所述铅锌冶炼炉渣中SiO₂质量百分比为24.7-27.8％、Fe₂O₃的质量百分比为39.1-44.3％、MgO的质量百分比为5.5-6.1％。