铜锌尾矿对熟料烧成与水泥性能的影响学案.doc

铜锌矿渣对水泥熟料烧成及性能的影响的研究 戴正文 2001年于山东建材学院 摘 要 用铜锌矿渣代替部分生料烧制普通硅酸盐水泥，并应用化学分析、SEM和XRD等多种测试手段，研究单掺铜锌矿渣及矿渣与萤石复合使用时的矿化、助熔作用和对水泥性能的影响。结果表明：矿渣与萤石可明显改善生料的易烧性、降低液相出现的温度和烧成温度，所制造的的水泥具有早强、后期强度高和煅烧温度低的特点。分析认为铜锌矿渣中微量元素固溶于熟料矿物中，增加了矿物结构缺陷，从而提高了矿物的水化活性并因此提高了水泥强度。本文为利用铜锌矿渣生产硅酸盐水泥提供了理论依据。 关键词：?铜锌矿渣??普通硅酸盐水泥???萤石???熟料 水泥作为主要建筑材料之一，至今已有百多年历史。随着水泥生产规模不断扩大、工业和设备不断改进，品种和质量有了很大的发展。当前，世界水泥工业的中心课题仍是能源、资源和环境保护。我国在水泥熟料煅烧、粉磨、熟料烧成、水泥新矿物开发、混合材、节能等新技术方面以及测试方法的研究和应用等方面取得了很大的进展。但水泥工业还存在不少问题，主要是生产效率低、能耗高、经济效益差和技术力量不足等。为此，必须研究与开发新工艺新技术，以节约能源、资源并实现可持续发展。 本课题主要研究了铜锌矿渣对熟料煅烧和水泥性能的影响。铜锌矿渣是铜矿和锌矿经过破碎成粒状（粒径约为5mm），再经过酸洗等一系列选矿处理过程后剩下的工业废渣，呈浅灰色，质地细腻。铜锌矿渣中除含有生产水泥所需的各种化学成分外，还有许多微量元素。因此，研究以铜锌矿渣配料生产普通硅酸盐水泥，可节约资源、节约能源、变废为宝，必将产生较大的经济效益与社会效益。 一、?实验内容 本实验主要是用铜锌矿渣代替粘土与部分矿化剂生产普通硅酸盐水泥。矿渣中除含有生产水泥所要求的各种化学成分外，还有多种微量元素。利用铜锌矿渣，一方面是利用铜锌矿渣代替粘土等配料，另一方面是利用将铜锌矿渣中的微量元素对水泥的矿化作用。主要实验内容有： 1. 用铜锌矿渣作矿化剂代替部分生料后配方的研究。将铜锌矿渣直接掺入生料作矿化剂，并用空白试样和仅掺少量萤石的试样作比较。 2. 用铜锌矿渣代替粘土后配料方案的研究。同样用空白试样和仅掺少量萤石的试样作比较。 3. 含有萤石与铜锌矿渣的配料方案的研究。从（一）、（二）两组方案中找出铜锌矿渣参与配料的最佳方案，掺加适量萤石作复合矿化剂，研究萤石的掺入对水泥性能有何影响。 4. 在掺入铜锌矿渣与萤石条件下，饱和系数的变化对煅烧与水泥性能的影响研究。 5. 在掺入铜锌矿渣与萤石条件下，煅烧温度对煅烧与水泥性能的影响研究。 6. 对以上实验条件下制造的水泥进行性能分析，如：强度、安定性、凝结时间等，并留样做SEM、XRD等分析 二、 实验材料 （1） 原料：石灰石、铜锌矿渣、粘土、铁粉均来自河南 （2） 各原料矿物化学组分 表1.?? 各原料矿物化学组分（质量百分比wt%） 组成名称LossSiO2Fe2O3Al2O3CaOMgOBaOSO3总量石灰石37.826.941.162.6547.553.12----98.79粘土6.1165.477.5413.234.351.56----98.26铁粉0.4011.2679.732.932.502.74----99.56铜锌矿渣4.8153.126.9111.451.516.102.1210.0896.10 三、 实验方法 1. 生料?? 各种原料分别在1x1m的实验磨内粉磨，细度控制在负压筛筛余10%以下。按配料方案配料后，用陶瓷罐磨混匀，然后加水18%，压成Φ60x8mm左右的试饼。 2. 煅烧 将试饼放入硅钼棒电炉，在氧化气氛下煅烧，煅烧温度根据需要设定，达到设定温度后，保温30分钟，然后出炉急冷。 3. 熟料的粉磨 将烧成的熟料用盘式磨破碎到3mm左右，再放入QM-4H立式磨中进行细磨，粉磨后取出测定其细度。 4. 游离氧化钙测定（乙二醇——乙醇法） 准确称取熟料0.4000克，于200ml干燥锥形瓶中，加入1毫升无水乙醇润湿试样，然后加入15mL13%硝酸锶——乙醇——乙二醇溶液，摇动锥形瓶，使试样均匀散开，放在有石棉网的电炉上加热溶液至95～105℃（用温度记控制）保温2分钟，取下，用苯甲酸标准溶液滴至红色消失为终点。 5. 物理检验 ? 用20x20x20mm小试模净浆成型做水泥熟料抗压强度，水灰比0.25，试块养护在养护箱内养护24小时，养护温度为20±1℃，湿度为90%。然后脱摸，在20±1℃水池中养护。? 6. 水化样制备 水化样水灰比均为0.25，小试块被压碎后，分别装入玻璃瓶中，无水乙醇中止水化。 7. 主要