磁铁矿尾矿在水泥生产中的应用.docx

图1 XRD分析图（M—云母，Q—石英，A—钙长石）磁铁矿尾矿在水泥生产中的应用毛裕均1，祝张法1，俞 坚2（1.绍兴市兆山建材有限公司，浙江 绍兴 312010；2.浙江省建筑材料科研所，杭州 310012）生产 技 术磁铁矿尾矿系磁铁矿石提炼铁精矿后排出的废渣，黑灰色，主要成分为SiO 、Al O 、Fe O 等，水2 2 3 2 3分30%左右。绍兴市漓渚铁矿年排出磁铁矿尾矿80 万t左右。长期以来，排出的尾矿未能得到有效的利 用，均存放于附近山上的尾矿库中。目前的尾矿库 已堆积了数千万吨，如再没有有效的处理方式，原 有的库区已无法存放。日渐扩大的尾矿库不仅占用 土地，破坏环境，日渐增高的尾矿库大坝还将成为 安全隐患。根据以上情况，我们开展了磁铁矿尾矿在水泥中 的应用研究工作，重点对磁铁矿尾矿作为水泥混合材 对水泥性能的影响进行研究，并在实际生产中进行应 用。该项目的研发成功，彻底解决了磁铁矿尾矿的排 放问题，也为绍兴市水泥行业开辟了一种新的混合材 资源，具有显著的经济效益和社会效益。1.3尾矿矿物组成分析为了解尾矿中各种化学成分以何种矿物存在，采 用XRD对尾矿进行分析。1 实验室研究1.1磁铁矿尾矿的化学成分根据尾矿的排放时间，我们采用X-射线荧光光 谱分析和化学分析方法对浙江漓铁集团排出的尾矿进 行了多次取样分析，其化学成分见表1。从图1的XRD分析图谱显示，尾矿以云母为主要的矿物组成，还有少量的石英和钙长石。1.4 易磨性试验尾矿作为水泥的混合材料，掺入量将占到水泥的10%左右。因此其易磨性的好坏将对水泥磨产量和水 泥质量产生较大的影响。我们选择了尾矿、石煤渣、 矿渣、水泥熟料和水泥标准砂在φ 500mm×500mm标 准试验磨上做相对易磨性试验，0.08方孔筛筛余结果 见表4。从表中所列数据可见，不同时期排出的尾矿主要的化学组成是SiO2和CaO，两者之和超过50%以上， MgO的含量也较高，达10%以上。另外还含有一定量 的Al2O3、Fe2O3、SO3等成分。1.2 磁铁矿尾矿微量元素、放射性分析我们采用X-射线荧光光谱分析进行微量元素分 析，结果见表2，证实尾矿中含有微量的Zn、Mn、 Cu、Ti、V等元素。放射性核素限量分析结果表明 尾矿的放射性符合要求，对水泥性能及环境无不良 影响。从易磨性试验可见，这五种材料中，标准砂的细度随着粉磨时间的增加下降最快，而至30分钟时标准 砂、熟料、矿渣的细度相近。尾矿的易磨性低于以上 三者，随粉磨时间延长细度下降平缓。石煤渣的易磨60tion Tech表4 易磨性试验结果 (%)品 种5min10 min15 min20 min25 min30 min标准砂80.256.433.516.76.72.8熟 料42.424.913.87.54.12.4矿 渣66.852.733.419.84.92.3尾 矿14.411.610.98.78.37.5石煤渣44.939.733.928.218.317.2表1 磁铁矿尾矿化学成分(%)日 期LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2OSO32007.48.4736.597.3410.3616.2316.62--0.852008.58.9036.346.0611.8916.3715.12--0.152008.68.0536.726.8511.0216.0016.12--0.432008.88.3236.477.4910.5816.4816.02--0.542009.9-40.497.659.3515.2515.331.200.153.17表3 尾矿放射性测定结果项 目标准要求检测值Ira≤1.00.2Ir≤1.00.6表2 尾矿微量元素测定结果(%)材 料ZnOMnOV2O5TiO2CuO尾 矿0.5300.7840.030 50.2940.024 7性最差，因此，在水泥粉磨时用尾矿取代部分石煤渣作为水泥混合材，对改善水泥粉磨状况是有益的。1.5火山灰活性试验（见表5）强度的最佳混合材。掺量超过20%时，掺尾矿水泥28天抗压强度下降较明显。不同掺量掺石煤渣水泥3天 抗压强度均高于同掺量时掺尾矿、矿渣水泥，但掺量20%及以下时，掺尾矿水泥3天抗压强度与掺石煤渣 水泥相近，高于掺矿渣水泥。因此，单掺尾矿生产水 泥，其掺量不宜超过20%。（2）不同掺量尾矿分别取代石煤渣、矿渣双掺 混合材对水泥强度的影响。固定混合材总量30%不变，分别用5%、10%、15%、20%、25%的尾矿取代石煤渣、矿渣配制成水 泥进行强度检验。结果表明，尾矿取代石煤渣掺量 在20%或以下时，水泥的3天和28天强度基本保持平 稳，下降不明显，尾矿掺量25%时，3天抗压强度下 降7.2%，而28天抗压强度下降12.5%；尾矿取代矿渣