铁尾矿在水泥生产中的应用研究_论文发表__墨水学术,论文发表,发

所属栏目：建筑设计论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:142

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　　铁尾矿在水泥生产中的应用研究
　　李淑英
　　唐山市建材产品质量监督检验站河北唐山063020
　　摘要：大量的铁尾矿如果不能得到及时有效的处理，将会对环境造成污染，甚至影响到人类的生活。本文提及了国内外对铁尾矿的综合利用，并对铁尾矿在水泥生产中的应用进行了详细的阐述。
　　关键字：铁尾矿；水泥生产；综合利用
　　一前言
　　随着地球资源的开采，地球资源已经变得相对短缺，水泥行业也在积极寻求新的原料来代替传统的原料资源，其中铁尾矿原料在水泥生产中的应用引起了广泛的关注。尾矿是指选矿中分选作业的产物中有用目标组分含量最低的部分。我国是个矿业大国，据不完全统计，发现的矿产种类150多种，开发建立的矿山达8000多座，已经累计生产的尾矿70亿吨之多，其中堆积的铁尾矿就有十几亿吨。近年来，随着我国钢铁产业的迅猛发展，铁尾矿的排放量也在不断增加，目前每年有近3亿吨的铁尾矿被废弃。矿产资源的综合利用率不足20%，而对尾矿的利用率更是只有7%。
　　大量的尾矿一般采用堆填的方式进行处置，这样不仅浪费了资源，还带来了诸多的问题，例如占用土地，增加企业的生产成本，造成周边环境的污染等。实际上尾矿中大多含有各种黑色、有色、稀贵、稀土和非金属矿物等，是非常宝贵的二次矿产资源。已有研究结果表明铁尾矿在水泥生产中可以代替水泥熟料生产硅质原料，能够降低生料粉磨能耗，而且明显改善了生料易烧性，可达到降低水泥生产能耗和成本的功效，具有很好的应用前景。
　　二国内外对铁尾矿利用的现状
　　对于铁尾矿的开发研究，国外起步较早。早在上世纪60年代，前苏联就开始了尾矿在建材方面的研究，如卡齐卡纳尔和科夫多尔采选公司用含大量硅酸镁的铁尾矿，研制出镁质水泥和水泥制品。克里沃罗格铁矿除了可以将尾矿进行适当分级后用作混凝土的粗细骨料外，还可用细粒级的尾矿生产硅酸盐建筑制品；库尔斯克则建起了以铁尾矿为主要原料的玻璃厂和水泥厂。
　　日本人用铁尾矿烧制轻质骨料。加拿大除以研究铁尾矿在墙体材料方面的应用外，魁北克省矿山还用磨细的尾矿烧制出了耐火硅砖。乌克兰将石英岩尾矿加以分级，小于0.04mm的用来生产气孔玻璃和泡沫玻璃，0.14～0.04mm的用作混凝土填充料和制作泡沫混凝土材料，而大于0.14mm的则作为建筑用砂。国外的许多金属矿山都将尾矿作为二次资源进行了优化处理，并多数用于了尾矿砖和建筑材料等的制造。
　　我国对铁尾矿的研究以及综合利用较晚，但进步很快。近年来，随着我国对矿产资源的保护以及对环境保护意识的不断增强，一些高校、研究所与矿产企业相互合作，研究铁尾矿的综合利用。首钢、马钢、包钢、本钢、鞍钢等公司通过建立单独的铁尾矿再选厂，从铁尾矿中再选回收铁精矿，取得了良好的社会、经济和环境效益。对于无较大经济价值的尾矿或二次回收后的最终尾矿，可用作井下充填料或填坑铺路等。国内也有很多研究者在进行以铁尾矿作为原料进行水泥生产的研究。
　　三铁尾矿在水泥生产中应用的可行性
　　(1)传统水泥的制备方法。水泥主要由石灰石原料、粘土质原料和校正原料按一定比例磨细混合，这时候的混合物叫生料。然后进行煅烧，一般温度在1450度左右，煅烧后的产物叫熟料。然后将熟料和石膏一起磨细，按比例混合，才称之为水泥。这时候的水泥一般叫做普通硅酸盐水泥。其中石灰质原料主要提供CaO；粘土质原料主要提供SiO2、Al2O3以及少量Fe2O3；校正原料主要是为了补充某些不足的成分，分硅质校正原料、铝质校正原料和铁质校正原料三种。而在实际生产中根据具体生产情况有时还需加入一些辅助材料，如矿化剂、助熔剂、晶种、助磨剂等。在水泥磨中还要加入缓凝剂，混合材料等。生产1t熟料所消耗的生料量，一般为1.6吨左右，其中石灰质原料约占80#p#副标题#e#%左右，粘土质原料约占10%~15%。
　　(2)铁尾矿的组成成分。铁尾矿是一种复合矿物原料，是铁选厂经矿石破碎、矿石粉磨、分选铁粉后产生的废弃排放物，除了含少量金属组分外，主要组成成分是脉石矿物如长石、绿泥石、辉石、石英、角闪石、石榴石及其蚀变矿物；其化学成分主要是SiO2,Al2O3,CaO,MgO,Fe2O3，Na2O等，而且还含有少量Na2O,K2O以及S，P等元素。表1所示为我国一些矿区铁尾矿的主要化学组份。
　　表1.我国一些矿区铁尾矿的主要化学组份
　　矿区 SiO2 Al2O3 CaO MgO Fe2O3 TFe SO3 P2O5 K2O
　　唐山铁矿 72.79 6.08 4.85 3.16 6.20 4.48 0.1 0.16 
　　鞍山铁矿 75.91 0.65 1.82 1.51  11.69   
　　黄梅山铁矿 43.58 12.21 1.0 2.7  17.54 0.406  
　　本溪铁矿 70.27 5.37 4.87 3.71 10.51  0.03  1.11
　　邯郸铁矿 31.98 6.49 30.77 13.84 10.23  3.89 0.21 
　　庙沟铁矿 79.40 3.64 1.20 4.68 8.50    
　　从表1我们可以看出，不同地区的矿产尾矿的主要化学成分和含量是不尽相同的。但铁尾矿中的主要化学成分是Si，Al，Ca，Mg，Fe以及少量的S，P，K和Na的氧化物。其中非金属产物占到了80%以上，以Si和Al的含量最高。可见铁尾矿与生产水泥的原料成分是相当接近的，这也就是铁尾矿能够在水泥生产中得到应用的前提条件。一般只需要进行一些适当的调配就可以进行水泥生产。
　　四铁尾矿在水泥生产中的应用特征
　　(1)铁尾矿配料的水泥生料的易磨性。乔双等采用行业标准JC/T73421996“水泥原料易磨性试验方法”(即Bond法)对铁尾矿配料的水泥生料的易磨性研究表明，石灰石的易磨性一般，铁尾矿的易磨性很好，而砂岩的易磨性却较差。用铁尾矿代替砂岩作为水泥生产的生料配料，能够在一定程度上提高生料的易磨性，有利于降低粉磨能耗。但也有研究表明铁尾矿会降低水泥生料的易磨性。可见铁矿石成分的不同会对其易磨性结果产生明显影响。
　　(2)铁尾矿配料的水泥生料的易烧性。对铁尾矿配料的水泥生料的易烧性进行研究表明，在较低温度下掺加铁尾矿的水泥生料的易烧性总比不掺加铁尾矿的水泥生料的易烧性要好。而温度在1300℃时，两者的易烧性趋于相近。而在其机理的研究中则认为铁尾矿在水泥生料中能够降低碳酸盐分解温度，并降低了熟料矿物开始结晶温度。可见铁尾矿能够水泥生料的易烧性产生显著影响。
　　五结束语
　　我国是钢铁生产的大国，大量的铁尾矿不能得到及时有效的处理，势必会对环境带来危害，并最终影响到人们的正常生活。对铁尾矿的综合利用势在必行。铁尾矿在水泥生产中的应用具有良好的前景，但也存在着一些问题。不同矿区，不同成分的铁尾矿会对水泥生产产生不同的影响。所以，选择合适的铁尾矿以及合理的水泥生产工艺才能更好的利用铁尾矿创造更大的社会、经济和环境效益。
　　参考文献
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