尾矿综合利用技术在国外已得到推广,并取得了良好的效果。目前,我国高硅铁尾矿建筑材料的利用主要集中在高标号水泥、建筑陶瓷、免烧砖和烧结砖、高档装饰材料、微晶玻璃和花岗岩等方面。
一、高标号水泥
生产高标号水泥的主要原料有铁尾矿、石灰石、硫酸渣和粉煤灰,铁尾矿用量可达15%左右。其中硫酸渣是一种比较正的铁原料,可以根据铁尾矿中氧化铁的含量进行调整,当氧化铁含量符合要求时即可使用。它是由原料经粉碎研磨、配料、搅拌、烧制而成,性能完全符合要求。
通过采取适当的措施,新型干法水泥生产线完全可以用铁尾矿代替传统的硅质和铁质原料。生产的熟料质量好,可稳定生产普通52.5[R]高强水泥,吨熟料成本降低近5元。但由于铁尾矿粉含水量高,为保证顺利下料,应采取强制给料。铁尾矿配料可能有轻微结壳,在窑尾预分解系统中应加强防堵措施,多加空气泡稳定煅烧系统;尾矿和废石用于冬季生产效果更好。
尾矿在新型干法熟料生产线上的成功应用,为其广泛利用找到了一条新途径,解决了环境污染,改善了生态环境,具有巨大的经济、社会和环境效益。
二、免烧砖
以尾矿免烧砖为主要原料,最高掺量为70%,添加水泥、骨料和添加剂。坯体振动成型,养护温度20℃,养护10或28天。当骨料配比合理时,可以用铁尾矿中的粗砂代替。根据尾矿在材料中的作用,可分为三种利用形式:1)仅作为骨料,在产品结构中主要起支撑骨架的作用,水化反应仅在颗粒表面约3μm范围内发生;2)用作胶结材料(通常称为磨细尾矿),主要通过化学反应,合成新的凝胶或结晶矿物团块,将骨料胶结成整体;3)将自然粒径的尾矿与碱性激发剂直接混合,通过界面反应实现结合。生产过程如图1所示
图1免烧砖的生产过程
免蒸免烧砖属于胶结尾矿建筑材料,是指在常温或不高于100℃的条件下,尾矿颗粒通过胶结材料结合成一个整体。蒸压砖和蒸压砖的区别在于,它是在常温下养护,而不是蒸压砖。其优点是降低了设备投资和生产成本,对加快这种建筑材料的推广应用具有现实意义。
三。小型混凝土空芯块
生产混凝土砌块的主要原料有铁尾矿、粉煤灰、粗骨料和水泥等。原料经配料、搅拌、成型、养护工艺制成。在混凝土砌块中,粉煤灰既是掺合料又是细骨料,铁尾矿的掺量高达45%。
砌块广泛用于住宅建筑的承重结构和工业与民用建筑的围护结构,也可用于装饰、市政建设、水利工程、城市园林建筑等。
与其他产品一样,建筑砌块的质量与其推广应用密切相关。目前砌块质量存在的问题主要表现在外观质量差、几何尺寸偏差大、砌块强度不稳定、密实度达不到抗渗要求。为了加快建筑业的发展,必须尽快提高砌块产品的质量,深入研究砌块的保温性能,使其既能满足节能建筑的要求,又能降低墙体厚度。
四。玻璃陶瓷
微晶玻璃又称玻璃陶瓷,是通过控制基础玻璃的晶化行为,使微晶和玻璃相均匀分布的一种材料。微晶玻璃和普通玻璃的区别在于它的晶体结构,而微晶玻璃和陶瓷材料的区别在于它的晶体结构要精细得多。
制造尾矿微晶玻璃的主要原料有铁尾矿、石英砂、CaCO3、A12O3、MgO、Na2CO3、K2CO3、BaCO3、硼砂等。其中尾矿量可达60%。样品产品采用水淬烧结工艺成型(见图2)。
生产微晶玻璃的水淬烧结工艺流程。
热处理工艺为:形核温度770℃,保温时间60分钟;结晶温度为870℃,保温时间为60分钟,升温速率为5℃/分钟。
对于唐山地区铁尾矿微晶玻璃,通过添加不同的着色剂,可生产出不同颜色的尾矿微晶玻璃,并可开发出高性能、低成本的高档建筑装饰或工业用耐磨损、耐腐蚀材料,达到了资源的再回收利用,有利于环境保护,又提高了材料的技术含量和经济价值。