对尾矿进行综合利用与资源化开发，可变废为宝，化害为利，走出一条资源开发与环境保护相协调的绿色矿业之路。对尾矿进行综合利用不但可以充分挖掘矿山循环经济潜力，繁荣矿业，还可避免环境污染，改善生态环境。为有效利用庙沟铁矿尾矿砂，进行了其作为水泥生产替代原料的试验研究，研究所得试验数据表明，庙沟铁矿尾矿砂化学成分稳定、粒度适宜，采用铁尾矿砂代替水泥熟料生产所用硅质原料，可降低生料粉磨能耗并明显改善生料易烧性，铁尾矿砂取代水泥原料中的部分含硅原料和铁粉，可替代水泥原料总量的25%左右。

1 庙沟铁矿尾矿资源概述

庙沟铁矿属鞍山式沉积变质铁矿床，矿石属磁铁贫矿，年产尾矿砂140万t。尾矿砂经2座浓缩池浓缩后由2台水隔离泵输送至马粪沟尾矿库。马粪沟尾矿库于1996年5月投入使用，设计初期坝坝顶高程505m、坝体高32m，尾矿堆积坝最终高程600m，总库容2210.5×104m³，服务年限28a。目前子坝坝顶高程为543m，已排放尾矿1078万t。

2.水泥成分及生产工艺设计概述

秦皇岛市抚宁水泥厂设计生产普通硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥由石灰石、粘土、铁矿粉按比例磨细混合即为生料。然后一般在温度为1450℃左右进行煅烧，煅烧后产物即为熟料。然后将熟料和石膏一起磨细，按比例混合后成为成品水泥。

水泥熟料的主要化学组成为氧化钙一般为62%～67%，二氧化硅一般为20%～24%，三氧化铝一般为4%～7%，三氧化铁一般为2.5%～6%。这4种氧化物组成通常在熟料中占95%以上，同时含有5%以下的少数氧化物，如氧化镁、硫酐、氧化钛、氧化磷以及碱等。这4种氧化物构成水泥熟料最主要的化学成分。在水泥熟料生产中按一定含量和一定比例进行配比，氧化硅和氧化铝主要来源于含铁矿物及含硅酸铝的物质，如磁铁矿石、粘土、高炉矿渣等。氧化钙主要来源于石灰质原料，如石灰石、白垩、泥灰岩等，氧化铁则利用硫铁矿渣。

普通硅酸盐水泥生产工艺流程可分为生料制备、熟料煅烧、水泥制成（粉磨）和包装等过程。混合（替代）材料的硅酸盐水泥是在普通硅酸盐水泥里按比例和一定的加工程序加入其他物质以达到特殊效果，加入其他物质的粒径要求在0.01～0.5mm左右，一般不能超过1.0mm。为了降低煅烧温度，并在煅烧过程中生成一部分熔融物，常加少量氧化铁原料。对原料还要控制其中碱和氧化镁的含量，即在水泥熟料中氧化镁的含量应小于5%，总碱量(na₂o+k₂o)对于一般水泥应小于1.2%，对低碱水泥则应小于0.6%。
3 尾矿砂性质分析

庙沟铁矿尾矿砂颜为浅肉红色—灰白色，尾矿密度为2.85t/m³，尾矿砂堆比重为1.55t/m³，尾矿平均粒径为0.056mm。尾矿砂粒度分析结果见表1，尾矿砂成分分析结果见表2。

表1 庙沟铁矿尾矿砂粒度分析结果       

由表1可知，庙沟铁矿尾矿砂平均粒度为0.056mm、粒度波动范围为0.08～1.00mm，粒度适宜，符合工艺设计要求。

表2 庙沟铁矿尾矿砂主要成分分析结果   %

由表2可知，尾矿砂主要成分为sio₂，其次是fe₂o₃、al₂o₃、cao及mgo，其含量分别为3.64%、8.50%、1.2%和4.68%，且所含矿物成分均很稳定，无较大波动。

4 水泥易烧性试验

4.1水泥易烧性试验方案

将石灰石、铁矿尾矿砂、粉煤灰、硫酸渣按一定比例磨细混合，在温度为1450℃煅烧进行易烧性试验，其易烧性试验方案见表3。

表3  易烧性试验方案

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