一种用钨尾矿制备水泥活性混合材、混凝土掺合料的工艺的制作方法

本发明属于材料科学与工程领域，具体涉及一种用钨尾矿制备水泥活性混合材、混凝土掺合料的工艺。

背景技术：

矿业是经济的基础产业，经济社会的发展离不开矿业的支撑。据统计，世界90％的工业品和17％的消费品是用矿物原料生产的。在当代中国，矿业为国家经济建设和社会发展提供了95％的能源资源、80％的原材料、70％以上的农业生产资料。矿业为我国经济发展、工业化建设提供物质保障的同时，也给环境带来了巨大的危害。其中，最为显著的就是尾矿问题。我国现有矿山企业数量逾15.5万个，尾矿累积堆存量超200亿吨，且每年新增尾矿约16亿吨，综合利用率在20％左右。

矿山尾矿作为我国产出量最大的固废，其大量堆存带来的主要问题有：

1.占用土地。据统计，目前我国尾矿库占地面积已累积超过5500万亩。这还仅占矿山破坏土地总面积的13％，其他还包括采空区破坏约占59％，露天废石堆占地约占20％，其余为塌陷危险区等。

2.污染环境。大部分矿石在选别过程中需要添加各种药剂，而这些药剂具有一定的酸碱性和重金属离子，会残留在尾矿中进入尾矿库，它随雨水从地表向下渗透，向土壤转化，造成附近土质酸化、碱化、硬化，甚至流入江河湖泊中，造成水体严重污染与破坏。另外，尾矿在运输与处理过程中，产生有害气体和粉尘污染也十分严重。

3.存在安全隐患。多年来，矿山固体废弃物堆存诱发的次生灾害不断发生，诸如泥石流、尾矿库溃坝、排土场滑坡等，不仅破坏了生态环境，更对人民生命财产安全造成了严重威胁。

目前，对钨尾矿的处理，一般是采取地表集中堆放的方式，建设大型尾砂矿。这种做法是最原始的方法，不仅达不到环境综合治理的目的，同时也造成有价资源的极大浪费。近年来，一些企业采用磨矿的方式对钨尾矿进行活化，并添加大量的生石灰作为改善尾砂活性的激发剂，从而生产出强度较高的水泥活性混合材。但是这样的处理方式存在以下的缺点：

1、利用钨尾矿制备水泥活性混合材、混凝土掺合料一般采用机械——化学活化来激发钨尾矿的活性，需要经过磨机超细磨活化+生石灰活化。磨机超细磨过程中，需要消耗大量的能耗，并对周边造成较大的噪音和粉尘污染。

2.利用钨尾矿制备水泥活性混合材、混凝土掺合料过程中，需要消耗大量的生石灰，而生石灰本身需要用石灰石高温加热制得，更是消耗了大量的煤炭等资源。另外，需要添加的生灰石约在15％—20％，以一年处理的钨尾矿60万吨计算，需从外地运输约10.5万吨的生灰石，无形中增加了巨大的运输成本。

3.制备水泥活性混合材、混凝土掺合料的钨尾矿需要从尾矿库中提取，通过工程机械配合和汽车运输到工厂，无形中提高了生产成本。

技术实现要素：

发明目的：本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明公开了一种用钨尾矿制备水泥活性混合材、混凝土掺合料的工艺，其通过采用新的工艺技术流程和新的化学活化剂，激发钨尾矿的活性，从而生产出合格的水泥活性混合材，降低生产成本。

技术方案：一种用钨尾矿制备水泥活性混合材、混凝土掺合料的工艺，包括以下步骤：

步骤(1)：钨尾矿筛分

将待处理的钨尾矿浆通过管道直接泵送至尾矿筛分间，经过高频振动筛进行粒度分级，筛上的物料为粗尾矿砂，作为建筑用混凝土掺合料，将其用皮带输送至尾矿砂堆场堆存；将过筛后的钨尾矿浆进行浓缩，使其含水率在60～65wt％；

步骤(2)：压滤脱水

用浓浆泵将经过步骤(1)浓缩的钨尾矿浆送入板框压滤机中进行压滤脱水，成为细尾矿砂，其中：

细尾矿砂含水率为14～15wt％；

步骤(3)：干燥

将步骤(2)得到的细尾矿砂由皮带输送机输送至尾矿烘干机中，由生物质燃料沸腾炉系统通过热风输送提供热源，在450℃～500℃下干燥6～10分钟，烘干后成为细尾矿粉，其中：

烘干后的细尾矿粉的含水率小于1wt％；

步骤(4)：活化

将经过步骤(3)干燥的细尾矿粉置于活化器中，在常温干燥的环境下添加活化剂，经过混匀活化后，即得到水泥活性混合材，其中：

经过步骤(3)干燥的细尾矿粉与活化剂的质量比为100：(0.13～0.18)。

进一步地，步骤(1)中的待处理的钨尾矿浆的含水率为70～75wt％。

进一步地，步骤(1)中的高频振动筛的筛网为150目筛网。

进一步地，步骤(4)中的活化剂为主要成分是聚羧酸醇胺型高分子的尾矿专用激发剂。

进一步地，步骤(4)得到的水泥活性混合材，其各项性能指标均满足标准q/xckj001-2013《用于水泥和混凝土中的尾矿粉》要求。

进一步地，步骤(4)得到的水泥活性混合材，其各项性能指标均满足福建省制定的地方标准db35/t1467-2014《用于水泥和混凝土中的铅锌铁尾矿微粉》。

进一步地，步骤(1)得到的建筑用混凝土掺合料执行gb/14684-2011《建筑用砂》标准。

有益效果：本发明公开的一种用钨尾矿制备水泥活性混合材、混凝土掺合料的工艺具有以下有益效果：

1、针对钨尾矿的传统活化技术，本发明采用新的工艺技术流程：分级—化学活化，采用高频振动筛分级取代机械超细磨活化。对钨尾矿进行筛分分级后，将150目以上的粗粒级钨尾矿砂分离出来，作为建筑材料使用；而150目以下的细粒级钨尾矿泥，通过添加药剂进行化学活化，生产出合格的水泥活性混合材。

2、水泥活性混合材制备过程中，采用公司自主研发的改性活化剂(液体状)取代常规固体活化剂。改性活化剂主要成分为聚羧酸醇胺型高分子，对钨尾矿活性激发的效果非常好，且用量只有0.13％—0.18％，较常规固体活化剂用量15％—20％要少很多。

3、针对尾矿原料运输问题，我们直接与选厂对接，当期排出的钨尾矿通过管道输送、分级、浓缩、压滤、烘干、活化这一套流程，实现钨尾矿在线处理，避免再从尾矿库中提取，减少装车、运输等工序，减少费用支出。

附图说明

图1为本发明公开的一种用钨尾矿制备水泥活性混合材、混凝土掺合料的工艺的流程示意图。

具体实施方式：

下面对本发明的具体实施方式详细说明。

具体实施例1

一种用钨尾矿制备水泥活性混合材、混凝土掺合料的工艺，包括以下步骤：

步骤(1)：钨尾矿筛分

将待处理的钨尾矿浆通过管道直接泵送至尾矿筛分间，经过高频振动筛进行粒度分级，筛上的物料为粗尾矿砂，作为建筑用混凝土掺合料，将其用皮带输送至尾矿砂堆场堆存；将过筛后的钨尾矿浆进行浓缩，使其含水率在62wt％；

步骤(2)：压滤脱水

用浓浆泵将经过步骤(1)浓缩的钨尾矿浆送入板框压滤机中进行压滤脱水，成为细尾矿砂，其中：

细尾矿砂含水率为14.5wt％；

步骤(3)：干燥

将步骤(2)得到的细尾矿砂由皮带输送机输送至尾矿烘干机中，由生物质燃料沸腾炉系统通过热风输送提供热源，在475℃下干燥8分钟，烘干后成为细尾矿粉，其中：

烘干后的细尾矿粉的含水率小于1wt％；

步骤(4)：活化

将经过步骤(3)干燥的细尾矿粉置于活化器中，在常温干燥的环境下添加活化剂，经过混匀活化后，即得到水泥活性混合材，其中：

经过步骤(3)干燥的细尾矿粉与活化剂的质量比为100：0.15。

进一步地，步骤(1)中的待处理的钨尾矿浆的含水率为72wt％。

进一步地，步骤(1)中的高频振动筛的筛网为150目筛网。

进一步地，步骤(4)中的活化剂为主要成分是聚羧酸醇胺型高分子的尾矿专用激发剂。

进一步地，步骤(4)得到的水泥活性混合材，其各项性能指标均满足标准q/xckj001-2013《用于水泥和混凝土中的尾矿粉》要求。

进一步地，步骤(4)得到的水泥活性混合材，其各项性能指标均满足福建省制定的地方标准db35/t1467-2014《用于水泥和混凝土中的铅锌铁尾矿微粉》。

进一步地，步骤(1)得到的建筑用混凝土掺合料执行gb/14684-2011《建筑用砂》标准。

将本实施例制备的水泥活性混合材进行检测，具体检测结果如下表所示：

产品物理性能检测结果

具体实施例2

一种用钨尾矿制备水泥活性混合材、混凝土掺合料的工艺，包括以下步骤：

步骤(1)：钨尾矿筛分

将待处理的钨尾矿浆通过管道直接泵送至尾矿筛分间，经过高频振动筛进行粒度分级，筛上的物料为粗尾矿砂，作为建筑用混凝土掺合料，将其用皮带输送至尾矿砂堆场堆存；将过筛后的钨尾矿浆进行浓缩，使其含水率在60wt％；

步骤(2)：压滤脱水

用浓浆泵将经过步骤(1)浓缩的钨尾矿浆送入板框压滤机中进行压滤脱水，成为细尾矿砂，其中：

细尾矿砂含水率为14wt％；

步骤(3)：干燥

将步骤(2)得到的细尾矿砂由皮带输送机输送至尾矿烘干机中，由生物质燃料沸腾炉系统通过热风输送提供热源，在450℃下干燥10分钟，烘干后成为细尾矿粉，其中：

烘干后的细尾矿粉的含水率小于1wt％；

步骤(4)：活化

将经过步骤(3)干燥的细尾矿粉置于活化器中，在常温干燥的环境下添加活化剂，经过混匀活化后，即得到水泥活性混合材，其中：

经过步骤(3)干燥的细尾矿粉与活化剂的质量比为100：0.13。

进一步地，步骤(1)中的待处理的钨尾矿浆的含水率为70wt％。

进一步地，步骤(1)中的高频振动筛的筛网为150目筛网。

进一步地，步骤(4)中的活化剂为主要成分是聚羧酸醇胺型高分子的尾矿专用激发剂。

进一步地，步骤(4)得到的水泥活性混合材，其各项性能指标均满足标准q/xckj001-2013《用于水泥和混凝土中的尾矿粉》要求。

进一步地，步骤(4)得到的水泥活性混合材，其各项性能指标均满足福建省制定的地方标准db35/t1467-2014《用于水泥和混凝土中的铅锌铁尾矿微粉》。

进一步地，步骤(1)得到的建筑用混凝土掺合料执行gb/14684-2011《建筑用砂》标准。

具体实施例3

一种用钨尾矿制备水泥活性混合材、混凝土掺合料的工艺，包括以下步骤：

步骤(1)：钨尾矿筛分

将待处理的钨尾矿浆通过管道直接泵送至尾矿筛分间，经过高频振动筛进行粒度分级，筛上的物料为粗尾矿砂，作为建筑用混凝土掺合料，将其用皮带输送至尾矿砂堆场堆存；将过筛后的钨尾矿浆进行浓缩，使其含水率在65wt％；

步骤(2)：压滤脱水

用浓浆泵将经过步骤(1)浓缩的钨尾矿浆送入板框压滤机中进行压滤脱水，成为细尾矿砂，其中：

细尾矿砂含水率为15wt％；

步骤(3)：干燥

将步骤(2)得到的细尾矿砂由皮带输送机输送至尾矿烘干机中，由生物质燃料沸腾炉系统通过热风输送提供热源，在500℃下干燥6分钟，烘干后成为细尾矿粉，其中：

烘干后的细尾矿粉的含水率小于1wt％；

步骤(4)：活化

将经过步骤(3)干燥的细尾矿粉置于活化器中，在常温干燥的环境下添加活化剂，经过混匀活化后，即得到水泥活性混合材，其中：

经过步骤(3)干燥的细尾矿粉与活化剂的质量比为100：0.18。

进一步地，步骤(1)中的待处理的钨尾矿浆的含水率为75wt％。

进一步地，步骤(1)中的高频振动筛的筛网为150目筛网。

进一步地，步骤(4)中的活化剂为主要成分是聚羧酸醇胺型高分子的尾矿专用激发剂。

进一步地，步骤(4)得到的水泥活性混合材，其各项性能指标均满足标准q/xckj001-2013《用于水泥和混凝土中的尾矿粉》要求。

进一步地，步骤(4)得到的水泥活性混合材，其各项性能指标均满足福建省制定的地方标准db35/t1467-2014《用于水泥和混凝土中的铅锌铁尾矿微粉》。

进一步地，步骤(1)得到的建筑用混凝土掺合料执行gb/14684-2011《建筑用砂》标准。

上面对本发明的实施方式做了详细说明。但是本发明并不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。