利用铁尾矿生产水泥(铁矿尾泥处理设备) 利用尾矿制作其他建筑材料的技术
一、利用尾矿试制铸石 国外某企业利用77%铁尾矿（主要矿物为角闪石）为主要原料，附加20%石英砂和3%的铬铁矿制成铸石。铁尾矿和铸石的化学成分见表1。 表1 铁尾矿和铸石化学成分（%）
化学结构项目
二氧化硅首席行政官氧化铝船用汽油（Marine Gas Oil的缩写）K2O+Na2O铁尾矿铸石
44~46.749~53
18.7~19.710~15
6.3~8.412~16
11.8~14.98~11
0.61.5~2.0
化学成分项目氧化亚铁Fe2O3二氧化钛Cr2O3运营商
铁尾矿铸石
3~610~15
4.0~6.32~3
1.0未试验的
—1~1.5
0.12~0.23未试验的
用显微镜观察铸石的矿物相组成:晶核为3 ~ 5微米铬铁矿菱形，铸石具有隐晶结构，颜色为褐色，为辉石骨架晶体。产品的理化性能如下:抗压强度:1998 ~ 2683公斤/平方厘米 | 抗弯强度:粗糙结构。300 ~ 400公斤/平方厘米 | 精细组织结构53 ~ 649公斤/平方厘米 | 耐磨性:粗糙结构0.01-0.02克/平方厘米 | 精细组织结构0.004 ~ 0.006克/平方厘米 | 耐酸性:好。 | 我国重庆市建筑科学研究所利用綦江铁矿重选尾矿，加配重庆大溪沟页岩及重庆东风化工厂生产红矾钠的下脚料铬渣试制成铸石。[next] 1、配料 原料的化学成分及配比见表2。 表2 铁尾矿铸石原料配比强热失量 | 二氧化硅 | 氧化铝 | Fe2O3 | 首席行政官 | 船用汽油（Marine Gas Oil的缩写） | Cr2O3 | 其他的 | 原材料的化学成分铁尾矿 | 100 | 8.91 | 48.5 | 4.09 | 33.66 | 1.44 | 0.86 | | | 页岩100 | 6.03 | 60.34 | 17.34 | 5.04 | 4.67 | 0.48 | | | 铬渣100 | 6.46 | 12.63 | 6.94 | 8.33 | 36.76 | 13.20 | 2.73 | | 萤石 | 咖啡2=82.88 | 炉料的化学成分铁尾矿 | 25 | 2.22 | 12.12 | 1.02 | 8.42 | 0.36 | 0.22 | | | 页岩50 | 3.02 | 30.17 | 8.67 | 2.52 | 2.34 | 0.24 | | | 铬渣25 | 1.62 | 3.11 | 1.73 | 2.08 | 9.19 | 3.33 | 0.68 | | 萤石增加 | | | | | | | | | 总计达100 | 6.86 | 45.40 | 11.42 | 13.02 | 11.89 | 3.76 | 0.68 | 6.97 | 扣除烧失量后理论计算的铸石成分。 | 48.70 | 12.27 | 14.00 | 12.78 | 4.04 | 0.73 | 7.46 | 将页岩磨细到1.0厘米以下，铬渣到1.0毫米以下，按表2配比均匀混合后，装入坩埚。 2、熔化 采用Φ48×80厘米直筒型坩埚窑，用焦粉作燃料，一次装入50公斤，用700瓦吹风机吹风。熔化周期，从装入坩埚到出炉一般需2.5～3小时，开始熔化温度在1350～1400℃，完全熔化温度为1450～1500℃，熔化时间1～1.5小时，在熔化过程中加强搅动，以保证三种原料互相扩散，达到均化和脱氧。 3、浇铸 熔化好的岩浆出窑后，稍停片刻，用瓢除去面上的渣，即可浇铸。浇铸的速度不要太快，以免底部铁水冲出、混入制品，影响质量。浇铸的温度一般为1300～1350℃，此时，岩浆流动性较好。低于1300℃，则岩浆粘度大，成型困难，制品表面不平整，有时还产生玻璃线，影响浇铸数量和制品质量；如浇铸温度太高，浇铸后又马上放入结晶炉，则因岩浆散热慢，入炉后仍处于软化状态，导致结晶缓慢，甚至出现不结晶的产品，因此当浇铸温度过高时，浇铸后就不忙立即送入结晶炉，待开始凝固后再放入炉内结晶。[next] 4、结晶 在12千瓦箱型电阻炉进行，加热室尺寸200×300×500毫米、结晶温度控制在860～900℃，结晶时间为20～40分钟，结晶制度控制是否合理，将影响制品的质量，根据试验，制品厚度每增加1～2厘米，结晶温度可降低10～20℃，结晶时间可增长5～10分钟。至于结晶过程是否已经完成或结晶制度是否合理，可间隔一定时间后，从结晶炉内取出一块制品，打断后，观察断面来判断，如断口为瓷状，则表示结晶良好；如断口很粗或呈暗亮色，略具玻璃光泽，则需分析原理，调整结晶制度。 5、退火 退火在马弗炉中进行，开始退火为660～700℃，冷却速度为10～20℃/小时，250℃以下在炉内自然降温，至50～60℃出炉，全部退火时间为40～50小时，按这样的退火制度，一般都能防止产品发生炸裂。 6、产品 试制铁尾矿铸石化学组成： 二氧化硅（SiO2） 45.86% 三氧化二铝（Al2O3） 14.14% 三氧化二铁（Fe2O3） 8.57% 氧化钙（CaO） 16.81% 氧化镁（MgO） 8.39% 三氧化二铬（Cr2O3） 1.29% 铸石的断面为紫灰色、断口呈细瓷状，肉眼观察结晶很好，矿物相经X-射线粉末法鉴定为普通辉石。 试制铸石的物理和化学性能： 容重 3克/厘米3 抗压强度 6600～8500公斤/厘米2 抗折强度 675～800公斤/厘米2 抗拉强度 288公斤/厘米2 抗冲击强度 64.4公斤厘米/厘米3 磨损率 0.262克/厘米2 耐酸碱度 99%以上 [next] 二、利用尾矿熔制玻璃 以长石为主的尾矿作玻璃生产的原料 株洲玻璃厂现生产三种质量较高的玻璃，其产品成分见表3。 表3 株洲玻璃厂三种玻璃产品成分二氧化硅 | 氧化铝 | Fe2O3 | 首席行政官 | 船用汽油（Marine Gas Oil的缩写） | R2O | SO3 | 玻璃片>2.0 | 2.3 | 6.45 | 4.2 | 14.75 | 0.3 | 图案玻璃71.8 | 1.20 | 11.0 | 1.5 | 14.20 | 0.3 | 玻璃球67.3 | 6.60 | <0.4 | 9.5 | 4.2 | 12.0 | | 该厂所用石英原料，除广东的海砂，湖南雷子排石英砂岩外，还利用中南03矿的尾矿，该尾矿主要矿物为石英、长石。化学成分见表4。 表4 中南03矿尾矿化学成分化学成分| 二氧化硅 | 氧化铝 | Fe2O3 | Na2O | K2O | 含量(%)80.26~80.92 | 11.28~11.54 | 0.09~0.12 | 4.03~4.44 | 2.99~3.50 |
现将利用中南03矿生产平板玻璃的情况简介如下。 1、配料 各原料的化学成分如表5，各种配料用量及其计算的化学成分见表6。 表5 原料化学成分表原材料名称| 生产地点 | 二氧化硅 | 氧化铝 | Fe2O3 | 首席行政官 | 船用汽油（Marine Gas Oil的缩写） | Na2O | K2O | 碳酸钠 | Na2SO4 | C | 海沙广东 | 98.40 | 1.20 | 0.06 | 0.01 | | | | | | | 马尔姆斯通雷子派 | 98.72 | 0.48 | 0.08 | 0.08 | 0.05 | | | | | | 长石尾矿中南03矿 | 80.80 | 11.13 | 0.10 | 0.10 | 0.10 | 7.61 | | | | 白云石湖南临湘 | 1.87 | 0.36 | 0.07 | 36.62 | 20.43 | | | | | | 石灰石湖南东安 | 1.27 | 0.14 | 0.06 | 54.12 | 0.68 | | | | | | 碳酸钠辽宁大连 | | | | | | | | 99.01 | | | 硫酸钠山西运城 | | | | 0.38 | 0.04 | | | | 94.75 | | 焦炭工厂 | | | | | | | | | | 86.59 |
表6 玻璃配料化学成分表原材料名称| 生产100公斤玻璃所需的原材料 | 二氧化硅(%) | Al2O3(%) | Fe2O3(%) | 曹(%) | 氧化镁(%) | Na2O(%) | K2O(%) | SO3(%) | 海沙30.16 | 29.68 | 0.36 | 0.20 | | | | | | 马尔姆斯通30.12 | 29.73 | 0.14 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | | | | 长石尾矿15.36 | 12.41 | 1.71 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 1.17 | | 白云石20.36 | 0.38 | 0.07 | 0.01 | 6.23 | 4.16 | | | | 石灰石0.31 | | | | 0.17 | | | | | 碳酸钠20.32 | | | | | | 11.71 | | | 硫酸钠3.92 | | | | 0.01 | | 1.62 | | | 焦炭0.25 | | | | | | | | | 总计达120.70 | 72.20 | 2.28 | 0.07 | 6.45 | 4.20 | 14.50 | 0.30 | 计算玻璃成分指数 | 72.20 | 2.35 | 6.45 | 4.20 | 14.50 | 0.30 |
[next] 2、生产工艺 将表6中各种原料破碎（并筛分）到要求粒度。分别用空气管路输送入库，并按表中配比分别称量，混合后，送入池窑中熔化成玻璃融体，然后沉清、冷却、送入压延机成型，再冷却后，切割成板。 此外，最近上海化工学院为了节约玻璃时纯碱的消耗，对利用花岗岩类型尾矿作为玻璃原料进行了有关厂矿的调查工作，并对两个矿山的尾矿做了初步熔制玻璃的试验。从所调查的矿山尾矿矿物组成来看，其主要矿物为长石、石英、其次为云母族类矿物，化学成分大都很接近。而合肥玻璃厂利用瓷石作原料生产了瓶罐玻璃，上海日用器皿公司所属玻璃六厂和八厂也用瓷石和宿迁砂产生了棕色药用瓶和食品罐头瓶。因而指出利用花岗岩类型尾矿作某些玻璃用品的原料是完全可能。各矿花岗岩型的原矿和尾矿化学成分见表7。 表7 各矿花岗岩型的原矿和尾矿化学成分名字| 生产地点 | 化学成分 | 二氧化硅氧化铝 | Fe2O3 | 氧化亚铁 | 运营商 | 首席行政官 | 船用汽油（Marine Gas Oil的缩写） | K2O | Na2O | 烧损 | 锂云母钠长石花岗岩矿石江西 | 67.94 | 17.35 | 0.07 | 0.22 | 0.14 | 0.14 | — | 2.51 | | 1.74 | 尾矿(A)江西 | 74.20 | 15.01 | 0.26 | | | 0.57 | — | 1.61 | | | 尾矿(B)江西 | 71.36 | 15.60 | 0.37 | | | 0.55 | | 2.46 | | | 尾矿(C)江西 | 69.62 | 15.72 | 0.095 | | | 0.38 | — | 2.56 | | | 白云母花岗岩矿石广西 | 75.31 | 15.34 | 0.41 | 0.54 | | 0.41 | 0.17 | 2.86 | | | 白云母花岗岩矿石广西 | 76.28 | 13.09 | 0.74 | 0.66 | | 0.48 | 0.16 | 4.53 | | | 伟晶岩矿江西 | 68.70 | 15.70 | 2.83 | 0.09 | — | — | 3.50 | | | 花岗岩风化壳广东 | 72.05 | 15.40 | 2.56 | | 0.33 | 0.11 | 4.37 | 4.92 | 瓷石(一)安徽省 | 77.08 | 12.62 | 0.45 | | | 0.15 | 0.17 | 8.69 | | 瓷石(二)安徽省 | 77.24 | 13.07 | 0.23 | | | 0.53 | 0.20 | 7.56 | | 宿迁沙江苏 | 83.3 | 9.1 | | | | 0.30 | | 6.20 | |
在利用长石类的尾矿生产玻璃时，为避免因尾矿含铁量过高而使玻璃着色、生产气泡、玻筋或斑痕，因此，须研究尾矿中含铁物质与共生或伴生矿物的关系，晶体嵌布粒度等，以便能选别分离，降低尾矿中的含铁量。对于含铝较高的尾矿，可用来制瓶罐玻璃，纤维中碱球，低碱无硼玻璃等，从发展新品种建筑材料方面来看，利用尾矿来制造有色微晶平板玻璃、彩色微晶玻璃“马赛克”，彩色微晶玻璃饰面砖，以及其他微晶玻璃建筑材料等都有广泛的应用前途。[next] 三、利用尾矿制造耐火材料 一般工业国家的耐火材料约有60%～70%是用于冶金工业。其中55%～65%是用于钢铁工业。因此，在发展冶金工业的同时必须发展耐火材料工业。不断革新耐火材料，可为提高冶金技术创造条件。制造高质量的耐火材料必须从选用优质原料着手。但是，也有某些热工设备对耐火材料的技术性能要求不是很高，可以考虑利用工业废渣制作，如金属矿山的尾矿当其矿物组分基本符合某种耐火材料的组分时，可以利用作为原料。 鞍山焦耐设计院曾利用鞍山某选厂尾矿和鞍山附近粘土在硅砖窑内试烧耐火砖。 尾矿和粘土是物理性质及化学成分列于表8、9。 表8 尾矿物理性质及化学成分物理性质| 灰色，粒径通过4900孔/cm2筛，筛余量为0% ~ 40%，一般在20%以下。比重2.61 ~ 2.97容量850 ~ 1330公斤/立方米一般为1100公斤/立方米左右。 | 化学成分性质TFe21.88 | FeO6.87 | Fe2O317.50 | SiO26200 | 曹1.99 | 氧化镁0.72 | 氧化铝31.019 | S0.031 | 烧失量1.27 |
表9 鞍山附近粘土物理性质及化学成分物理性质| 红黄色，颗粒坚硬，可塑性好。 | 化学性质分 | 二氧化硅 | 氧化铝 | 首席行政官 | 船用汽油（Marine Gas Oil的缩写） | 含量(%)65.20 | 20.19 | — | — |
采用表10的四种配比将尾矿与粘土混合，用摩擦式压砖机按国家规定的标准砖尺寸压制成型，送入硅砖窑内煅烧，烧成温度在1300℃以上。据初步试验结果，用尾矿与粘土配比为90：10较好。但还不够理想，主要原因是尾矿中含铁太高。 表10 尾矿与粘土的配比和耐火砖的理想指标序列号| 配合比 | 室温下的抗压强度(千克/平方厘米) | 室温下的弯曲强度(千克/平方厘米) | 耐火性(℃) | 负荷下的软化点 | 湿孔隙率(%) | 吸水率(%) | 真实比重(克/平方厘米) | 尾矿黏土 | 起点(℃) | 断裂点(℃) | 123495908885 | 5101215 | 174.0367.6346.3308.0 | 83.2115.2110.5100.5 | 1580~1610<1580<1580<1580 | 1480152014901280 | 1480152.0149.01380 | 4538.833.4— | —17.410.1— | 2.882.742.76— |
江苏某瓷土矿利用选厂尾矿配以适量的焦宝石、4号瓷土自烧熟料等原料烧制成耐火砖，其试验结果如下：[next] 该瓷土矿系热液蚀变矿床，其主要矿物为高岭石，其次为石英、玉髓、绢云母、明矾石、褐铁矿、黄铁矿、方铅矿、闪锌矿等。淘选瓷土后尾矿的化学成分： 二氧化硅| 69%~71% | 氧化铝19%~21% | Fe2O31.5%~2% | 二氧化硫1% | 强热失量6%~8% |
尾矿粒度：最大颗粒0.5毫米、细粒0.2～3毫米，最细颗粒小于10微米。以65孔筛（0.25毫米）过筛，筛上量占37%，筛下量63%。尾矿的耐火度为1690～1710℃，软化温度为1469℃，体积缩小率20%。 4号瓷土和自烧熟料化学成分如表11。 表11 4号瓷土和自烧熟料化学成分原材料的类型| 化学成分(%) | 二氧化硅氧化铝 | Fe2O3 | 二氧化硫 | 强热失量 | 4号瓷土自烧熟料52.0064.03 | 28.002.69 | <3.0033.78 | <3.00— | 13.00 & shy— |
试验选择了四个方案，其结果如表12。 表12 江苏某瓷土矿利用尾矿烧制耐火砖试验测试项目| 原材料比例(%) | 烧结温度(℃) | 孔隙率(%) | 耐火性(℃) | 负载下的软化温度(℃) | 抗压强度(千克/平方厘米) | 评论 | 尾矿燧石粘土 | 自燃熟料 | 4号瓷土 | 自燃废砖 | 第一个计划100 | — | — | — | — | 1500 | 20 | 1690 | 1490 | 299 | 成型时可塑性差，成型困难。 | 第二个计划70 | — | — | 30 | — | 1370 | — | — | — | 100 | 强度低和烧结性能差。 | 第三个方案30 | 20 | 20 | 30 | — | 1380 | 29.7 | 1690 | 1350 | 160 | 生产了300吨耐火产品。 | 第四个计划15 | — | 15 | 35 | 15 | — | 26~28 | 1700~1710 | 1380~1440 | 200~220 | |
表12中，三、四方案的耐火材料制品，已基本达到了国家标准。[next] 该矿已利用所排出的高岭土尾矿生产了三百余吨耐火砖，而且还建成了两座倒焰窑，一座为20米3，另一座为30米3。其生产工艺流程见图1。 ![]()
图1 生产工艺流程1-加水成型：手工成型水分10%～11%；机器成型水分6%～8%；2-制作砖坯用夹板打砖积；3-烘干利用烟道余热；4-装窑焙烧控制温度1370～1380℃，保温四小时[next] 四、利用尾矿作混凝土的掺合料 填充性的材料一般为河砂或山砂，只要其中硫化物和硫酸盐中的SO2含量不超过1%，有机质含量用比色法试验不深于标准色，粒度65%在4900孔/厘米2以下，就可作为掺合料。但是，如果某些混凝土工程，当取用河砂或山砂的运距较远，而就地有符合上述标准的尾矿，则可利用尾矿作为河砂或山砂的代用品。例如鞍山建筑公司，于1957年曾利用尾矿作混凝土的掺合料，该尾矿含SiO270%，SO3很低，用量在200公斤/米3以内的混凝土，效果甚好。掺尾矿粉的混凝土使用范围较广，该公司曾用于工业建筑的厂房基础，瓦斯管道基础，烟囱基础以及民用住宅的板、梁等工程上。施工时混凝土的和易性与保水性是良好的，而且在混凝土硬化以后经较长时间的观察，其表面亦无不良的迹象。至于使用在浸水或循环潮湿的冻结的结构中，还没有作系统的试验，在未明确它的结果前暂以不使用为妥。 尾矿作为掺合材料掺用时，可以采用湿法或干法，要求严格掌握配合、拌和、浇捣、养护等操作技术，这样就可以做出品质优良的混凝土。 须特别指出的是，根据苏联一般《土建工程施工验收技术规范》中规定，细添料的掺入，只限用于普通水泥的混凝土内，其它水泥不得掺入。 由于在水泥厂中掺混合材制造低标号水泥并不是最经济的，所以我国水泥生产趋向高标号，而在一般民用建筑工程上140号，110号、90号、70号等低标号混凝土又用得很多的情况下，在现场掺和就地取材的掺合料降低水泥标号的措施，合理地使用和节约烧结性胶结材料，相对地增加水泥产量，降低工程造价，是具有重大意义的。 免责声明：本网部分内容来自互联网媒体、机构或其他网站的信息转载以及网友自行发布，并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性。本网所有信息仅供参考，不做交易和服务的根据。本网内容如有侵权或其它问题请及时告之，本网将及时修改或删除。凡以任何方式登录本网站或直接、间接使用本网站资料者，视为自愿接受本网站声明的约束。
