本发明属于固体废物资源化利用技术领域，尤其涉及一种基于综合尾矿制备胶凝材料的方法。
背景技术：
随着经济的发展，工业废弃物数量日益增加，已经引起了诸多社会问题和环境问题。它不仅造成严重的环境污染而且直接影响到社会稳定和经济的发展。近年来，固体废弃物逐渐应用于水泥行业，不仅可以达到节能减排的目的，还可以解决固体废弃物污染环境的问题。水泥工业正朝着绿色化的方向发展，当前，绿色、健康、智能成为引领科技创新的重点方向，必须依靠科技创新，对传统产业进行技术改造，提高资源能源使用效率，开发新型绿色环保材料。国家发改委《产业结构调整指导目录(2019年本)》中对建材工业的产业结构调整做出了新的规定，鼓励环保、绿色、节能新技术的应用。采用新型超微粉体技术生产高性能尾矿基胶凝材料的工艺技术，是对传统水泥工业的转型，符合循环经济产业发展的要求，解决了当前资源枯竭和环境污染的问题，又解决了尾矿再利用中以下几方面的问题：
1、新技术在生产中所用的原材料，大量使用尾矿、废渣等废弃物。主要以尾矿为主要组分，尾矿参量达到50％以上。
2、生产过程，有利于保护环境，不产生二次污染。生产过程无煅烧，全部使用电能，降低了能源消耗，无尾气排放；生产过程无粉尘，生产工艺采用国际先进工艺，全封闭流水线自动化生产。
3、节省资源、保护环境。新型超细粉体技术充分利用废弃物，尾矿无需再分类，提高了资源利用效率；减少了废弃物中有毒有害物质的排放，能同时消纳各种有毒有害废弃物，“三废”排放近乎为零。
新型超微粉体技术制备出的绿色环保胶凝材料，其具有的高强度、抗腐蚀、抗渗、高耐久耐用性、延长使用寿命等突出优点，在项目建设应用中必将取得良好的经济效益。解决了制约我国基础设施和国防建设所亟待解决的多项难题，对于提高工程建设质量、延长设施使用寿命、缩短建设周期、降低后续维护频率、节约建设维修成本，具有跨越式意义。
传统水泥生产通过消耗大量的不可再生资源和能源，来制备合格的生料和煅烧合格的熟料。高性能尾矿基胶凝材料作为建筑材料使用，不但可消纳大量尾矿废弃物，而且符合国家提出的节能、减排、降耗的经济发展方向，对资源的合理化利用和我国水泥工业的可持续发展均具有重要意义。
中国在国内外经济环境背景下，国家重点发展大基建项目，水泥市场空间需求量巨大。新型超微粉体技术处理综合尾矿在水泥行业市场未来成长看好，市场空间将非常广阔。
传统水泥生产基本是采用“两磨一烧”的生产工艺，将熟料、石膏和混合材料计量后，经输送设备直接喂入球磨机进行粉磨，经选粉机分选后进入成品库。实践证明，以大量消耗资源、污染环境为特征的传统水泥工业发展模式已经难以适应时代的发展，必须代之以资源节约、无污染、质量效益高、科技先导型的可持续发展的绿色环保水泥工业模式。虽然目前国内外对新干法水泥生产工艺、聚合物复合材料、高强合成材料等很多方面都进行了深入的研究，但是基本上都是通过焚烧、磨粉掺混、添加有机材料等方法产生的化学反应来增强材料的性能，未能从根本上解决资源浪费、高耗能、间接污染环境、延长材料使用寿命、提高材料综合性能等问题。
现在急需一项能够真正实现清洁生产的工艺，来改变传统水泥的发展模式。
技术实现要素：
本发明的目的是克服现有技术中“两磨一烧”的生产工艺，利用超微粉体技术在综合尾矿与添加剂粉碎分离的同时进行颗粒重组，实现矿物粉粒子重新包覆，生成胶凝材料，全过程无高温煅烧和化学反应，实现固废零排放。
一种基于综合尾矿制备胶凝材料的方法，包括以下步骤：
(1)初碎：将尾矿进行初步破碎，上料中采用高压水雾喷淋原矿，利用多段水泵的高压水形成大型水幕阻断原矿初碎时粉尘外泄，得到初碎矿；
(2)分拣：将初碎矿送入智能型自动拣选机进去分拣；
(3)中碎：将步骤(2)分选出的矿石分别送入中碎机进行中碎，得到中碎矿；
(4)磨碎：将中碎矿送入粉磨机进行磨碎；
(5)研磨：将步骤(4)磨碎的矿石通过超微粉体分级机先后进行两侧分级，并最终选出超微粉体矿；
(6)配料：根据步骤(2)分选出的不同品位的矿石搭配不同比例的添加剂，将添加剂经研磨与步骤(5)得到的超微粉体矿进行混合，得到混合基料；
(7)将步骤(6)得到的混合基料送入超微粉一体机，在超微粉体一机中通过高速气流将混合基料粉碎分离充足，矿物粉粒子重新包覆，得到胶凝材料。
进一步地，步骤(2)中的不同品位的矿石为以高铁尾矿和铜尾矿为主要成分的综合尾矿。
进一步地，综合尾矿搭配的添加剂a由碱金属硅酸盐、碱金属碳酸盐、粉煤灰、石灰石粉复配而成。
进一步地，添加剂a中各组分按重量配比如下：10-20％碱金属硅酸盐、10-20％碱金属碳酸盐、40-60％粉煤灰、10-20％石灰石粉。
进一步地，综合尾矿搭配的添加剂b由三氧化二铝、粉煤灰、氢氧化钠或氢氧化钾复配而成。
进一步地，添加剂b中各组分按重量配比如下：10-15％三氧化二铝、75-80％粉煤灰、5-10％氢氧化钠或5-10％氢氧化钾。
进一步地，综合尾矿与添加剂a的配比为6-8∶1。
进一步地，综合尾矿与添加剂b的配比为7-9∶1。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：
1.利用超微粉体技术在尾矿与添加剂粉碎分离的同时进行颗粒重组，实现矿物粉粒子重新包覆，生成胶凝材料，全过程无高温煅烧和化学反应，实现固废零排放。
2.制成的胶凝材料耐久度高、耐候性强、耐腐蚀强、早强快硬、抗渗等级高、抗风蚀抗冻融。
具体实施方式
实施例1
本发明所涉及的一种基于综合尾矿制备胶凝材料的方法，包括以下步骤：
(1)初碎：将尾矿进行初步破碎，上料中采用高压水雾喷淋原矿，利用多段水泵的高压水形成大型水幕阻断原矿初碎时粉尘外泄，得到初碎矿；
(2)分拣：将初碎矿送入智能型自动拣选机进去分拣；得到28％高铁综合尾矿和6％铜综合尾矿
(3)中碎：将步骤(2)分选出的矿石分别送入中碎机进行中碎，得到中碎矿；
(4)磨碎：将中碎矿送入粉磨机进行磨碎；
(5)研磨：将步骤(4)磨碎的矿石通过超微粉体分级机先后进行两侧分级，并最终选出超细粉体矿；
(6)配料：
根据步骤(2)分选出的28％高铁综合尾矿与碱金属硅酸盐、碱金属碳酸盐、粉煤灰、石灰石粉复配而成的添加剂按质量配比6∶1混合，添加剂中各组分的重量配比为：20％碱金属硅酸盐、20％碱金属碳酸盐、40％粉煤灰、20％石灰石粉，将该添加剂经研磨与步骤(5)得到的超微粉体矿进行混合，得到综合尾矿的混合基料；
根据步骤(2)分选出的6％铜综合尾矿与三氧化二铝、粉煤灰、氢氧化钠复配而成的添加剂按质量配比7∶1混合，添加剂中各组分的重量配比为：15％三氧化二铝、75％粉煤灰、10％氢氧化钠，将该添加剂经研磨与步骤(5)得到的超微粉体矿进行混合，得到铜综合尾矿混合基料。
(7)将步骤(6)得到的高铁综合尾矿混合基料、铜综合尾矿混合基料分别送入超微粉一体机，在超微粉一体机中通过高速气流将混合基料粉碎分离充足，矿物粉粒子重新包覆，分别可得到胶凝材料。
实施例2
本发明所涉及的一种基于综合尾矿制备胶凝材料的方法，包括以下步骤：
(1)初碎：将尾矿进行初步破碎，上料中采用高压水雾喷淋原矿，利用多段水泵的高压水形成大型水幕阻断原矿初碎时粉尘外泄，得到初碎矿；
(2)分拣：将初碎矿送入智能型自动拣选机进去分拣；得到16％高铁综合尾矿和8％铜综合尾矿
(3)中碎：将步骤(2)分选出的矿石分别送入中碎机进行中碎，得到中碎矿；
(4)磨碎：将中碎矿送入粉磨机进行磨碎；
(5)研磨：将步骤(4)磨碎的矿石通过超微粉体分级机先后进行两侧分级，并最终选出超微粉体矿；
(6)配料：
根据步骤(2)分选出的16％高铁综合尾矿与碱金属硅酸盐、碱金属碳酸盐、粉煤灰、石灰石粉复配而成的添加剂按质量配比8∶1混合，添加剂中各组分的重量配比为：10％碱金属硅酸盐、10％碱金属碳酸盐、60％粉煤灰、20％石灰石粉，将该添加剂经研磨与步骤(5)得到的超微粉体矿进行混合，得到高铁综合尾矿的混合基料；
根据步骤(2)分选出的8％铜综合尾矿与三氧化二铝、粉煤灰、氢氧化钠复配而成的添加剂按质量配比9∶1混合，添加剂中各组分的重量配比为：10％三氧化二铝、80％粉煤灰、10％氢氧化钾，将该添加剂经研磨与步骤(5)得到的超微粉体矿进行混合，得到铜综合尾矿混合基料。
(8)将步骤(6)得到的高铁综合尾矿混合基料、铜综合尾矿混合基料分别送入超微粉一体机，在超微粉一体机中通过高速气流将混合基料粉碎分离充足，矿物粉粒子重新包覆，分别可得到胶凝材料。
将实施例1、2所得胶凝材料进行化学指标、物理指标的检验，性能参数如下表所示：
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
1.一种基于综合尾矿制备胶凝材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)初碎：将尾矿进行初步破碎，上料中采用高压水雾喷淋原矿，利用多段水泵的高压水形成大型水幕阻断原矿初碎时粉尘外泄，得到初碎矿；
(2)分拣：将初碎矿送入智能型自动拣选机进去分拣；
(3)中碎：将步骤(2)分选出的矿石分别送入中碎机进行中碎，得到中碎矿；
(4)磨碎：将中碎矿送入粉磨机进行磨碎；
(5)研磨：将步骤(4)磨碎的矿石通过超微粉体分级机先后进行两侧分级，并最终选出超细粉体矿；
(6)配料：根据步骤(2)分选出的不同品位的矿石搭配不同比例的添加剂，将添加剂经超微粉磨与步骤(5)得到的超微粉体矿进行混合，得到混合基料；
(7)将步骤(6)得到的混合基料送入超微粉磨一体机，在超微粉磨一体机中通过高速气流将混合基料粉碎分离充足，矿物粉粒子重新包覆，得到胶凝材料。
2.根据权利要求1所述基于综合尾矿制备胶凝材料的方法，其特征在于，所述步骤(2)中的不同品位的矿石为以高铁尾矿和铜尾矿为主要成分的综合尾矿。
3.根据权利要求2所述的基于综合尾矿制备胶凝材料的方法，其特征在于，所述综合尾矿搭配的添加剂a由碱金属硅酸盐、碱金属碳酸盐、粉煤灰、石灰石粉复配而成。
4.根据权利要求3所述的基于综合尾矿制备胶凝材料的方法，其特征在于，所述添加剂a中各组分按重量配比如下：10-20％碱金属硅酸盐、10-20％碱金属碳酸盐、40-60％粉煤灰、10-20％石灰石粉。
5.根据权利要求2所述的基于综合尾矿制备胶凝材料的方法，其特征在于，所述综合尾矿搭配的添加剂b由三氧化二铝、粉煤灰、氢氧化钠或氢氧化钾复配而成。
6.根据权利要求5所述的基于综合尾矿制备胶凝材料的方法，其特征在于，所述添加剂b中各组分按重量配比如下：10-15％三氧化二铝、75-80％粉煤灰、5-10％氢氧化钠或5-10％氢氧化钾。
7.根据权利要求3所述的基于综合尾矿制备胶凝材料的方法，其特征在于，所述综合尾矿与添加剂a的配比为6-8∶1。
8.根据权利要求5所述的基于综合尾矿制备胶凝材料的方法，其特征在于，所述综合尾矿与添加剂b的配比为7-9∶1。
技术总结