[发明专利]一种利用铝土矿选矿尾矿制备胶凝材料的方法

说明书

本发明涉及工业固废综合利用技术领域的一种利用铝土矿选矿尾矿制备胶凝材料的方法，包括以下步骤：1)将铝土矿选矿尾矿加入赤泥烘干，煤矸石分级筛选备用；2)混合料配置热值、破碎、沉化；3)成型、码坯、烘干；4)煅烧、淬冷；制成熟料A；5)利用淬冷余热低温改性工业副产石膏制成建筑石膏B，并烘干原料及混合料坯体；6)取熟料A、建筑石膏B，复合激发剂、助剂细磨，得到胶凝材料。该发明利用低品位煤矸石煅烧矿尾、赤泥，使改性后的熟料具有吸附重金属的能力，加入激发剂、助剂经细磨制成成品。产品性能稳定、用途广、绿色环保；利用余热改性工业副产石膏，低耗高值，为大规模利用工业固废提供一条切实可行的技术路线。

技术领域

本发明属于工业固废综合利用技术领域，特别是涉及一种利用铝土矿选矿尾矿制备胶凝材料的方法。

背景技术

铝土矿选矿尾矿是有色金属尾矿主要工业固废之一，其颗粒细、形态软弱粘稠、沉降速度慢，又无任何胶结性，库存1～3年含水量仍高达50％以上，利用难度大，堆存量巨大；煤矸石作为共伴生矿是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量低、但比煤坚硬的黑灰色岩石，是煤矿行业排放量最大的固体废弃物，且煤矸石中的重金属经过长期的自然侵蚀，易发生风化、迁移，并随降水渗进土壤中污染地下水；赤泥是氧化铝生产过程中的又一固体废弃物，是目前排放量较大、对自然环境危害严重的主要工业废渣之一，存在碱性高、水化活性低、含水量高等特点且含有微量重金属，在烘干粒化过程中处理难度大，成本高，其综合利用已成为世界难题，库存量呈逐年上升趋势；钛石膏是采用硫酸法生产钛白粉时排出的以二水石膏为主要成分的工业废渣，且排放量较大、对自然环境危害严重，表观现象上类似铝土矿选矿尾矿，具有含水量大，粘度高，杂质多等特点，并含有少量对人体、环境有害的重金属离子，几乎没有得到利用。

上述四种工业固废受资源禀赋、能源结构、发展阶段、产品附加值低等因素影响，利用难度高、储存量巨大，是国内外工业固废综合治理的重中之重。截止目前，在铝土矿选矿尾矿综合利用方面，利用铝土矿选矿尾矿制备低温陶瓷木材、低温陶瓷胶凝材料和砖的研究成果仅处于试验阶段。在煤矸石综合利用方面，将高热值的(热值在800大卡～1800大卡)煤矸石、粉煤灰和锅炉炉渣掺混进行燃烧发电；将低品位煤矸石、粉煤灰代替燃料和黏土烧结新型墙体材料等专利技术，得到了大规模应用。据不完全统计，国内2005年～2015年新建各类用于煤矸石、粉煤灰烧结砖的隧道窑、旋转隧道窑装备约上万条，利用煤矸石、粉煤灰近30亿吨，煤矸石得到了极大的综合利用。然而，随着技术和产品的换代更新，一方面烧结砖和砌块逐渐被装配式新型墙体材料替代，另一方面是燃烧技术、燃煤热效率大幅度提升，现排的粉煤灰、炉渣基本燃尽，残余热值较低；而现剩存的煤矸石因热值低和窑炉设计上的缺陷造成生产成本增加，导致国内近万条以烧结煤矸石、粉煤灰生产墙体材料的隧道窑濒临停产或关闭，据不完全统计，此类固定资产投资约4000亿元，若停产、闲置将造成很大的资源浪费。且目前低品位煤矸石(热值＜800大卡)仍堆存数亿吨，每年新增数千万吨，带来了巨大的环境负担。

专利号为CN101318787B的专利文献公开了一种铝工业工艺废渣全部转型为建筑材料的工艺与方法，其利用赤泥、锅炉炉渣、选矿尾矿、化灰渣、煤气发生炉渣、淤泥六种废渣自身的物质属性，通过干燥、粉碎、合理配比、加工成型、固结或烧结工艺转化为新型的路用材料和建筑墙体材料。实践过程中，受粉煤灰及炉渣内燃值连年快速下降，低品位煤矸石烧结和窑炉设计缺陷导致生产成本增加，加之新型墙体材料换代升级的影响，应用效果不佳，显示出该专利技术的不成熟和局限性。