铜尾渣在水泥中的应用综述

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1、铜尾渣在水泥中的应用综述资源与环境是当今人类社会面临的两大问题，社会的进步和经济的发展，在消耗了大量资源同时，也造成了严重的污染，金属矿山尾矿便是其之一。随着有色金属开发规模的扩大和开采历史的延长，尾矿堆积量逐年增加，不仅占用大量的土地，造成库区周围环境污染，而且还需投入大量的资金用于尾矿库的修筑和维护管理，若存放不当，还将造成突发性事故的隐患。铜尾矿是铜矿石经粉磨、选矿后产生的废弃物，由硅酸盐类、碳酸盐类的非金属矿物构成，含有生产水泥所需的硅、铁、铝等氧化物。本文对改性过的铜渣参与水泥砂浆和混凝土的制备进行了概述，旨在尽可能地消化再利用铜尾矿，减少土地占用率和节约环保

2、费用，同时也为水泥行业找到一种新的廉价原料[1]。1、铜渣组成分析1、1铜渣的主要矿物组成：随着铜冶金技术的不断发展,传统的炼铜技术包括鼓风炉熔炼,反射炉熔炼和电炉熔炼,正在逐渐被闪速熔炼取代。炼铜炉渣主要成分是铁硅酸盐和磁性氧化铁,铁橄榄石(2FeO·SiO2)、磁铁矿(Fe3O4)及一些脉石组成的无定形玻璃体[7]。水淬铜渣是熔融态炼铜炉渣在水淬池中经急冷粒化而成的玻璃质材料，外观呈棕黑色,质地坚硬,棱角分明,表面光滑。铜渣主要由铁硅酸盐和磁铁矿相组成，铁含量在40%以上。由于受现代铜冶炼工艺不同的影响,其所产生铜渣的矿物组成也不同。一般铜渣的主要矿物组分是铁橄榄石

3、、磁铁矿、铜梳等[3]。[7][7]1.2铜渣的主要化学成分13铜的冶炼由于工艺不同所产生铜渣的化学组成也不同。下面是不同冶炼方法产生的铜渣常见的化学成分。1.3铜渣的物理指标云南某冶炼厂铜渣的颗粒组成和物理指标见下表。2、尾矿作水泥混合材使用的可行性分析水泥混合材长期使用活性材料（如高炉矿渣、粉煤灰、火山灰质材料），由于活性混合材能参与水泥的水化反应，其添加对水泥强度影响较小。[2]2.1尾矿作非活性材料的应用试验：试验选取海螺水泥厂熟料、湖南岳阳石膏、海螺水泥厂石子及煤矸石、铜陵某矿2003年年度平均尾矿样为混合材粉磨制成水泥样进行试验。混合材配比（%）试验方案见表

4、1表1检测结果见表2表213结果分析:从上表检测结果看:T1-T5五组试验安定性和凝结时间均正常。T1空白试验28天的抗压强度59.5MPa,T228天抗压强度41.5MPa,T328天抗压强度50MPa.T2/T1为69.7%，T3/T1为84%。根据GB12958-1999国家标准附录A中规定，水泥胶砂28天抗压强度比大于或等于75%的为活性材料，小于75%的为非活性材料，故粉煤灰为活性材料，所取铜尾矿为非活性材料。从T4和T5两组实验比较也能发现，掺尾矿样28天抗压强度为35.2MPa，能满足国标PC32.5R水泥要求。因此铜尾矿可以作为非活性混合材生产复合硅酸盐

5、水泥。2.2尾矿作活性材料的应用研究从地质成矿条件分析，铜矿属热成矿，其矿物物性应与火山灰质材料相似。其活性不能表现是因为某种抑制。据此探索有关激发剂对铜尾矿进行改性试验。试验结果:试验结果分析:从检测报告的检测结果看：T1-T9九组试验安定性和凝结时间均正常。13T1空白试验28天抗压强度55.8MPa,T2试验28天抗压强度45.1MPa,T5试验28天抗压强度41.1MPa.T2/T1为81.36%,T5/T1为73.65%。如按火山灰质硅酸盐水泥生产，根据GB/T2847-1996国家标准水泥胶砂28天抗压强度比62%的为火山灰质活性材料，62%的为非活性材料，

6、因此，所取尾矿样为火山灰质活性材料。有待按该标准附录A中规定进行火山灰性试验。试验结果评价：通过本次试验分析，所选外加剂（激发剂）的掺入能对尾矿进行物理、化学激发改性，可使尾矿活性大为提高，使其具备很好的水化活性，性能类似于高炉矿渣和粉煤灰，且品质稳定，与其它火山灰质材料有一定的相容性，并能吸收游离氧化钙，并改善水泥安定性。且T5、T7、T8、T928天抗压强度（MPa）达41.1、48.3、44.5、41.3，比国标火山灰质硅酸盐水泥32.5#水泥28天抗压强度32.5Mpa的指标尚高9、15.8、12、8.8MPa。。因此尾矿作火山灰质活性混合材使用掺量可超过30%

7、。但尾矿作火山灰质活性混合材使用必须按GB/T2847-1996标准附录中规定进行火山灰性试验且合格，并作为水泥新型混合材报省级建材主管部门审批[2]。3、铜渣活性激发3.1热激发将铜渣分别于850，900，950，1000，1050℃进行了煅烧，探讨铜渣在不同温度和不同煅烧时间下的晶体变化，为铜渣的综合利用提供可靠的基础数据。采用XRD法和SEM/EDX法表征了铜渣在不同煅烧温度和不同煅烧时间下的晶相结构和显微结构。实验结果表明：随着煅烧温度的提高和煅烧时间的延长，铜渣中组分晶相发生如下转变过程：2FeO·SiO2+0.5O2→α－Fe