铜铅锌尾矿应用于水泥原料的试验研究
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇铜铅锌尾矿应用于水泥原料的试验研究范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
[摘 要]本文主要针对铜铅锌尾矿应用于水泥原料问题进行研究，在1 350℃下煅烧制备硅酸盐水泥熟料条件下，设计不同尾矿掺量的配方。试验结果表明，当铜铅锌尾矿掺量为12.25%时，熟料中f-Ca O含量最低；掺量为12.25%-16%时，水泥各龄期强度均高于42.5标准水泥；掺入铜铅锌尾矿后，熟料主要矿物为C3S，矿物形成良好。
[关键词]铜铅锌尾矿；水泥原料；易烧性；水泥强度
中图分类号：TQ172.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）02-0127-01
铜铅锌尾矿是铅锌矿选矿分选作业中产生的，是我国目前产出量最大、堆存量最多的工业固体废弃物。随着矿产品应用范围的不断扩展和价格的不断攀升，矿产资源消耗量大幅度增加，尾V的弃置量也随之逐年增加。尾矿中含有的重金属对土壤及地下水会产生很大的危害，严重影响社会经济发展与生态环境，因此，必须要加大铜铅锌尾矿综合利用。
一、铜铅锌尾矿的危害及利用现状
（一）铜铅锌尾矿的危害
铜铅锌尾矿由矿石、脉石及围岩中所含多种矿物组成，含有多种化学元素，其主要化学成分为硅、钙、镁、铁、铝等常见元素的氧化物。如果对铜铅锌尾矿不进行处置，将会对生态环境、人体健康及社会、经济发展，产生极大的危害。
（二）铜铅锌尾矿的利用现状
目前，治理铜铅锌尾矿的主要措施有：尾矿中金属再提炼、土地复垦、资源再回收、充填矿山采空区和建材化等。铅锌尾矿含有大量的氧化物和丰富的微量元素，主要化学成分为Ca O、Si O2、Al2O3和Fe2O3等，与水泥原料成分相近，可用来制作建筑用砖、用作公路路基材料、制备生产水泥和混凝土、制玻璃与微晶玻璃及陶瓷等。
二、铜铅锌尾矿应用于水泥原料的试验研究
（一）材料与试验方法
1、原材料
试验所用水泥原料为石灰石、有色金属灰渣、石英采矿废石和粉煤灰，均取自湖南金磊南方水泥有限公司。铜铅锌尾矿采自湖南桥口铅锌尾矿库，尾矿含水率较高，呈砂粒状，用化学法分析原料的化学成分。采用LS-POP（6）型激光粒度分析仪测定铅锌尾矿的粒度分布，测试条件为：样品折射率2.60，分散介质为水，介质折射率1.33，试验结果可以看出，铜铅锌尾矿粒度均匀，颗粒细小，D90为。
2、水泥熟料制备
石灰饱和系数（KH）、硅率（n）、铝率（p）的大小直接影响水泥熟料的质量，在配料设计过程中，应将三大率值控制在一定范围内。本试验采用EXCLE进行配料计算，所得配料方案及生料的化学成分见表1。将原料粉磨后按表1进行配料，混合均匀，加入20%的蒸馏水压制成薄片状。传统水泥生产工艺中，熟料的烧成温度范围为1350-1500℃，本试验选取刚玉坩埚，煅烧温度为1350℃，设计试验煅烧制度为：从室温30 min升至950℃，恒温30min，再40min升温至煅烧温度，保温20 min后取出在室温下急冷。熟料样品粉磨后全部通过0.080mm方孔筛。
3、分析方法
采用日本理学D/max 2500型X射线衍射仪分析熟料的物相组成，测试条件：管电压40 k V，管电流250 m A，步长0.02°，扫描范围3°-80°。采用日本电子公司JSM-6360LV型扫描电镜，放大倍数为1万倍，观察熟料的形貌。采用甘油酒精法测定熟料中f-CaO的含量，分析生料的易烧性。按照GB/T 17671-1999分析水泥不同龄期的强度.
（二）结果与讨论
1、尾矿掺量对生料易烧性的影响
GB/T 176-2008《水泥化学分析方法》中规定，水泥熟料中f-Ca0含量小于1.5%。在1350℃下，采用刚玉坩埚锻烧得到不同配方的水泥熟料，测量熟料中f-Ca0含量，考察尾矿掺量对生料易烧性的影响，试验结果见图1。
2、尾矿掺量对水泥强度的影响
采用刚玉坩埚，原料在1350℃下锻烧得到水泥熟料，掺4.5%石膏制得水泥样品，测量各龄期水泥的抗压、抗折强度.考察不同尾矿掺量对水泥强度的影响，试验结果见图2。
三、结语
综上所述，采用刚玉坩埚，煅烧温度为1 350℃，保温时间20 min，铜铅锌尾矿掺量6.5%～16.0%，熟料中f-Ca O含量均低于0.5%，熟料已经烧成。掺入铜铅锌尾矿，熟料中f-CaO含量先升高后降低再升高，当铜铅锌尾矿掺量为12.25%时，熟料中f-CaO含量最低，易烧性最好。在熟料中掺入4.5%石膏，制成硅酸盐水泥.随着铜铅锌尾矿掺量的增加，水泥28d抗压强度先增大后减少再增大。当煅烧温度为1 350℃，铜铅锌尾矿掺量12.25%时，水泥3 d龄期抗折、抗压强度分别为4.7 MPa、7.0 MPa，28 d龄期抗折、抗压强度分别为21.8 MPa、51.3 MPa。经过微观分析，熟料中主要物相为C3S、C2S、C3A、C4AF，矿物晶型发育良好，其中C3S和C2S含量较多。当铜铅锌尾矿掺量为16.0%时，主要矿物为C3S，且C3S晶型轮廓清晰，中间相C4AF均匀分布在C3S和C2S之间，均符合规范要求。
参考文献
[1] 李玲，杨超.利用尾矿作为建材原料的研究进展[J].建材发展导向，2014（16）：63-67.