[發明專利]含有釩鈦磁鐵礦尾礦的水泥混合材及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010135850.8
• 申請日: 2020-03-02
• 公開（公告）號: CN111302679B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 陳超;肖軍輝;張裕書;張少翔;劉能云;朱志敏
• 申請（專利權）人: 中國地質科學院礦產綜合利用研究所;西南科技大學
• 主分類號: C04B7/24
• 分類號: C04B7/24
• 代理公司: 成都玖和知識產權代理事務所(普通合伙) 51238
• 代理人: 胡琳梅

本發明屬于礦產資源綜合利用技術領域，具體涉及含有釩鈦磁鐵礦尾礦的水泥混合材及其制備方法和應用，水泥混合材包括以下組分：釩鈦磁鐵礦尾礦，石灰，硅酸鈉，三乙醇胺和水；將釩鈦磁鐵礦尾礦、石灰、硅酸鈉、三乙醇胺和水按一定比例混合熟化后，通過蒸汽動能磨超細加工，然后分級處理完成水泥混合材的制備；本發明具有工藝流程短、環境污染小、原料易得、可操作性強等優點，為釩鈦磁鐵礦尾礦的高效利用提供了新方法，改善了長期以來對釩鈦磁鐵礦尾礦利用效率的問題，不僅有利于緩解釩鈦磁鐵礦尾礦堆放的環境壓力，同時也能創造經濟效益。

技術領域

本發明涉及礦產資源綜合利用技術領域，具體涉及含有釩鈦磁鐵礦尾礦的水泥混合材及其制備方法和應用。

背景技術

我國釩鈦磁鐵礦儲量豐富。尤其攀西地區是我國最大的釩鈦磁鐵礦礦床，按現有保有儲量計算，僅攀枝花釩鈦磁鐵礦直接經濟價值就約為3.4萬億元。目前，釩鈦磁鐵礦的開發利用以浮選、磁選、重選等濕式選礦技術為主。礦石經過破碎、磨礦后經過磁選、浮選、重選等工藝回收鐵、鈦，獲得鐵精礦和鈦精礦產品，但是選鐵選鈦后的尾礦堆存量巨大，綜合利用難度高，對當地生態環境安全具有巨大威脅。

大部分尾礦化學成分主要有硅、鋁、鈣、鎂的氧化物和少量鉀、鈉、鐵、硫的氧化物，主要礦物是石英和長石類礦物，大體上與天然砂礦物成分相同，這就為尾礦在建材行業的廣泛應用提供了前提條件。國內外對尾礦在建筑材料中的利用做出了深入研究，取得了很大成果。例如，俄羅斯選礦廠尾礦60％用于建筑材料，主要用于制造建筑微晶玻璃和耐化學腐蝕玻璃。美國將浮選尾礦經過干壓制造出抗壓強度達35MPa的磚，在磚坯中摻加氧化鐵、氧化錳、氧化鈣等添加料進行焙燒，可獲得不同顏色的磚。日本利用浮選尾礦作為主要原材料制造下水道陶土管，日本公害資源研究所制出了用尾礦作輕質多空材料的專利。印度利用鐵尾礦制備出達到歐洲標準的瓷磚。我國在這方面也取得了大量成果，成功將鐵尾礦運用到各種燒結磚、玻璃或微晶玻璃等建筑制品中。但是，利用鐵尾礦制備上述建筑材料均需要高溫煅燒，而且工藝復雜，制約了這些技術的大范圍推廣應用。將尾礦中的粗粒級篩分后用于混凝土骨料、地基及瀝青路面材料，具有工藝簡單的特點，但釩鈦磁鐵礦尾礦粒度很細，不適宜此種利用途徑。

此外，隨著水泥行業的不斷發展，自然資源的不斷開發，傳統原料已不能滿足水泥長遠與可持續發展的需求，尋求新的原材料來替代傳統材料已刻不容緩。大量研究已將各種尾礦用于配燒水泥，例如，利用30％鐵尾礦、34％高爐礦渣、30％水泥熟料和6％石膏的膠凝材料，其強度達到42.5硅酸鹽水泥標準；利用尾礦摻量6％、10％和15％的膠凝材料分別達到52.5、42.5R和32.5硅酸鹽水泥標準，利用尾礦燒制的膠凝材料與普通硅酸鹽水泥熟料礦物組成相似。而且，有研究表明適當的鐵尾礦摻量能使碳酸鹽分解溫度降低10～30℃，熟料礦物開始結晶溫度降低10～25℃，降低了能耗；鐵尾礦中含有多種微量元素，可改善水泥生料的易燒性；適量鐵尾礦在水泥煅燒中能形成比較優良的熟料。鐵尾礦單獨粉磨易磨性很差，但作硅質原材料配料時易磨性中等，理論上，鐵尾礦可以替代或部分取代傳統硅質、鐵質材料作為水泥生料使用，但是現有技術中的鐵尾礦粉含水量大，可能出現喂料時下料不暢，配料出現結皮等問題。釩鈦磁鐵礦尾礦較常規鐵尾礦細度更小、含量水更高，故其作水泥生料使用時同樣的問題將會更加突出。此外，水泥生料往往還受到運輸半徑的限制。而且，釩鈦磁鐵礦尾礦的沒有火山灰活性，亦無法將其作為水泥混合材使用。

綜上所述，釩鈦磁鐵礦尾礦資源的綜合利用仍然面臨較大的經濟和技術問題，含有釩鈦磁鐵礦尾礦的水泥混合材及其制備方法有待研究。

發明內容

本發明的目的是提出含有釩鈦磁鐵礦尾礦的水泥混合材及其制備方法和應用，具有工藝流程短、環境污染小、原料易得、可操作性強等優點。

本發明的技術目的是通過以下技術方案實現的：