一种利用铜、铅锌冶炼废水污泥制备的硫铝酸盐水泥及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种利用铜、铅锌冶炼废水污泥制备的硫铝酸盐水泥及其制备方法，主要由以下质量份的原料制备而成：经过干燥处理的有色金属冶炼废弃物2～15份、石灰石30～60份、铝矾土15～30和校正原料3～10份。有色金属冶炼废弃物包括铜火法冶炼过程中污酸处理系统的中和渣、锌和铅冶炼过程中通过污酸系统后形成的废水的处理污泥中的一种。本发明专利技术所提供的硫铝酸盐水泥，由既定比例的石灰石、铝矾土矾土、和以石膏为主要原料的有色金属冶炼废弃物制备得到，具有低碱度、高早强、微膨胀、耐侵蚀和抗冻性好的优点，为铜铅锌冶炼行业所产生的危险废物的处理与资源化利用提供了一种合理的解决方案，有良好的经济、环境和社会效益。

A kind of sulphoaluminate cement prepared from waste water sludge of copper and lead zinc smelting and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种利用铜、铅锌冶炼废水污泥制备的硫铝酸盐水泥及其制备方法
本专利技术涉及有色金属冶炼废弃物，特别是铜、铅锌冶炼废水污泥的无害化处置和资源化利用领域，具体而言，涉及一种利用铜、铅锌冶炼废水污泥制备的硫铝酸盐水泥及其制备方法。
技术介绍
硫铝酸盐水泥是中国专利技术制备的，于20世界70年代开始生产并使用，现在一般把硅酸盐水泥系列产品通称为第一系列水泥，把铝酸盐水泥系列产品通称第二系列水泥，则硫铝酸盐水泥和铁铝酸盐水泥以及它们派生的其它水泥品种通称为第三系列水泥。该系列水泥的矿物组成特征是含有大量的C4A3矿物，以此与其它系列水泥相区别。第三系列水泥的具有早强、高强、高抗渗、高抗冻、耐蚀、低碱和生产能耗低等基本特点。铜火法冶炼排放的固体废物中，污酸处理系统的中和渣属于危险废物，其中主要成分为As、Pb、Cd、Zn、Cu等。因此，砷元素的安全处置是铜冶炼系统亟待解决的问题。铅锌冶炼过程中主要的污染源之一是废水，废水中通常含有一定量的Pb、Hg、Cd、Zn、Cu、As等重金属阳离子和F-、Cl-和SO42-等有害阴离子。因此，通过污酸系统后形成的废水处理污泥，也常常会含有以上离子，属于危险废物。铅锌冶炼厂排出的重金属废水一般呈酸性，首先须进行中和处理，然后加入去除重金属离子所需的药剂。在投加药剂时，会产生大量的渣，其中主要的是由中和作用产生的渣。目前，主要采用碳酸钙和氧化钙作为中和剂，其价廉且易取材，易脱水，但渣量大。废水处理污泥主要成分为硫酸钙或者金属硫化物。针对废水处理污泥的特点及其危害性，从环境污染防治和资源循环利用的角度考虑，目前主要进行固化/稳定化处理，将其无害化后进行填埋处置。现有技术对于铜铅锌污泥资源化利用的技术还基本处于空白。目前，对于废水处理污泥药剂稳定化技术及资源化利用的技术还基本处于空白，不能满足冶金工业高速发展和环境保护标准日益提高的要求。有色金属在生产过程中消耗大量的矿产资源、能源和水资源，产生大量的固体废物、废水和废气，污染环境。但是，随着社会的发展，资源越来越匮乏，所产生的“三废”也能成为可利用资源。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的提供了一种利用铜、铅锌冶炼废水污泥制备的硫铝酸盐水泥，以完全或部分解决铜铅锌冶炼行业废水处理污泥产生量大、污染严重、危险废物采用简单填埋的成本高、潜在污染严重、占用大量土地等资源不能合理应用的问题。所述的硫铝酸盐水泥由既定比例的石灰石、铝矾土矾土、和以石膏为主要原料的有色金属冶炼废弃物制备得到，具有低碱度、高早强、微膨胀、耐侵蚀和抗冻性好的优点。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：一种利用铜、铅锌冶炼废水污泥制备的硫铝酸盐水泥，主要由以下质量份的原料制备而成：经过干燥处理的有色金属冶炼废弃物2～15份、石灰石30～60份、铝矾土15～30和校正原料3～10份。所述有色金属冶炼废弃物包括铜火法冶炼过程中污酸处理系统的中和渣、锌冶炼过程中通过污酸系统后形成的废水的处理污泥和铅冶炼过程中通过污酸系统后形成的废水的处理污泥中的一种。优选的，所述有色金属冶炼废弃物由铜火法冶炼过程中污酸处理系统的中和渣、锌冶炼过程中通过污酸系统后形成的废水的处理污泥和铅冶炼过程中通过污酸系统后形成的废水的处理污泥组成。优选的，所述的利用铜、铅锌冶炼废水污泥制备的硫铝酸盐水泥，主要由以下质量份的原料制备而成：经过干燥处理的有色金属冶炼废弃物5～10份、石灰石40～50份、铝矾土20～25和校正原料5～8份。优选的，所述校正原料包括粉煤灰、彭润土、铝灰、河砂、硅藻石和铁粉中的一种或者几种的组合。优选的，所述石灰石中，CaO的含量≥50wt％，SiO2的含量≤5wt％，MgO的含量≤3wt％。优选的，所述铝矾土中，Al2O3的含量≥55wt％，SiO2的含量≤15％，碱金属元素的氧化物的含量不超过0.5wt％。优选的，所述干燥处理后的有色金属冶炼废弃物中，二水硫酸钙的含量为60wt％-95wt％。所述的利用铜、铅锌冶炼废水污泥制备的硫铝酸盐水泥的制备方法，包括以下步骤：(a)将有色金属冶炼废弃物进行干燥处理；优选的，所述干燥温度为75～200℃；优选的，所述有色金属冶炼废弃物的初始含水量为10wt％～50wt％；(b)将步骤(a)干燥处理后的有色金属冶炼废弃物与粉碎后的石灰石和铝矾土、校正原料混合均匀，得到混合料并加水造粒；优选的，所述粉碎后的石灰石和铝矾土的细度为经过0.06～0.08mm筛，筛余为8％～12％；更优选的，所述筛为方孔筛；(c)将步骤(b)得到的粒料干燥至水分＜2％，然后煅烧、干燥、冷却、粉磨、过筛，得到该硫铝酸盐水泥；优选的，所述过筛前采用球磨粉磨，更优选的，所述球磨粉磨后的细度为过0.06～0.08mm筛，筛余＜2％；所述冷却为冷却至45～50℃。优选的，在步骤(c)中，所述煅烧的温度为1200～1400℃，煅烧的时间为20～45分钟。优选的，在步骤(c)中，在所述煅烧的过程中，采用烟气捕收系统捕收有色金属冶炼废弃物中的挥发组分。优选的，在步骤(b)中，所述水的添加量为所述混合料质量的6％～15％。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术所提供的利用铜、铅锌冶炼废水污泥制备的硫铝酸盐水泥，由既定比例的石灰石、铝矾土矾土、和以石膏为主要原料的有色金属冶炼废弃物制备得到，具有低碱度、高早强、微膨胀、耐侵蚀和抗冻性好的优点，为铜铅锌冶炼行业所产生的危险废物的处理与资源化利用提供了一种合理的解决方案，有良好的经济、环境和社会效益。(2)本专利技术所提供的硫铝酸盐水泥的制备方法，包括污泥干燥脱水、配料、成型、煅烧、有害烟气捕收、冷却、粉磨等过程，利用了有色金属冶炼废弃物中的高钙和高硫组分，协同处理工艺实现了铜铅锌冶炼污泥中有害组分的彻底去除和资源化利用。(3)本专利技术所提供的硫铝酸盐水泥的制备方法，通过高温煅烧煅烧过程挥发捕收有色金属冶炼废弃物中的重金属等有害组分，实现有色金属冶炼废弃物的无害化处理。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的硫酸盐水泥的制备方法的流程示意图。具体实施方式下面将结合附图和具体实施方式对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用铜、铅锌冶炼废水污泥制备的硫铝酸盐水泥，其特征在于，主要由以下质量份的原料制备而成：/n经过干燥处理的有色金属冶炼废弃物2～15份、石灰石30～60份、铝矾土15～30和校正原料3～10份；/n所述有色金属冶炼废弃物包括铜火法冶炼过程中污酸处理系统的中和渣、锌冶炼过程中通过污酸系统后形成的废水的处理污泥和铅冶炼过程中通过污酸系统后形成的废水的处理污泥中的一种；/n优选的，所述有色金属冶炼废弃物由铜火法冶炼过程中污酸处理系统的中和渣、锌冶炼过程中通过污酸系统后形成的废水的处理污泥和铅冶炼过程中通过污酸系统后形成的废水的处理污泥组成。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用铜、铅锌冶炼废水污泥制备的硫铝酸盐水泥，其特征在于，主要由以下质量份的原料制备而成：
经过干燥处理的有色金属冶炼废弃物2～15份、石灰石30～60份、铝矾土15～30和校正原料3～10份；
所述有色金属冶炼废弃物包括铜火法冶炼过程中污酸处理系统的中和渣、锌冶炼过程中通过污酸系统后形成的废水的处理污泥和铅冶炼过程中通过污酸系统后形成的废水的处理污泥中的一种；
优选的，所述有色金属冶炼废弃物由铜火法冶炼过程中污酸处理系统的中和渣、锌冶炼过程中通过污酸系统后形成的废水的处理污泥和铅冶炼过程中通过污酸系统后形成的废水的处理污泥组成。


2.根据权利要求1所述的利用铜、铅锌冶炼废水污泥制备的硫铝酸盐水泥，其特征在于，主要由以下质量份的原料制备而成：
经过干燥处理的有色金属冶炼废弃物5～10份、石灰石40～50份、铝矾土20～25和校正原料5～8份。


3.根据权利要求1或2所述的利用铜、铅锌冶炼废水污泥制备的硫铝酸盐水泥，其特征在于，所述校正原料包括粉煤灰、彭润土、铝灰、河砂、硅藻石和铁粉中的一种或者几种的组合。


4.根据权利要求1或2所述的利用铜、铅锌冶炼废水污泥制备的硫铝酸盐水泥，其特征在于，所述石灰石中，CaO的含量≥50wt％，SiO2的含量≤5wt％，MgO的含量≤3wt％。


5.根据权利要求1或2所述的利用铜、铅锌冶炼废水污泥制备的硫铝酸盐水泥，其特征在于，所述铝矾土中，Al2O3的含量≥55wt％，SiO2的含量≤15％，碱金属元素的氧化物的含量不超过0.5wt％。


6.根据权利要求1或2所述的利用铜、铅锌冶炼废水污泥制备的硫...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱阳戈，杨航，赵庆朝，李伟光，申士富，刘海营，王金玲，骆有发，郑学杰，
申请(专利权)人：北京矿冶科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11