技术领域：
本发明涉及一种固体废弃物的回收利用方法，尤其是一种细粒度尾矿砂的回收利用方法。
技术背景：
尾矿砂是选矿厂将矿石中有用成分提取后排出的固体废弃物，据统计，全国堆存的尾矿总量超过600亿吨，且每年还在以惊人的速度16亿吨增长，目前尾矿主要利用方式是制备烧结砖及蒸汽砖、回填采空区，年利用率仅18.9％。大量没有得到利用的尾矿的主要处理方式就是堆放，这不仅迫使企业建筑尾矿库，承担高昂基建成本，而且占用宝贵土地资源，对环境造成巨大的挑战。
水泥作为土木交通行业中最常用的耗材，几乎每一项的工程建设都离不开水泥，通常来说，水泥生产的原材料一般包括石灰石、粘土、石粉、矿渣等，按照水泥组成部分，对原材料按照一定比例煅烧得到水泥熟料，2018年全国水泥生产量达到22.12亿吨，如此规模水泥生产对于原材料的消耗量巨大，当对于石料开采以及土地的使用量都较大，当前，处于最严格的的环保政策下，砂石开采利用成本较高，且对环境破坏严重。
尾矿砂去处亟待解决，而水泥生产对于原材料需求旺盛，尾矿砂组份中，绝大部分是煅烧水泥所需要的化合物，具备作为水泥生产原材料潜能，且尾矿砂颗粒较细，与天然石料相比，无需额外的研磨，与水泥其他原材料相容性较好，也能降低生产升本。因此，为了有效将尾矿砂加以高价值的回收利用，提出了一种细粒度尾矿砂用作水泥的回收利于方法。
技术实现要素：
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本发明要解决的技术问题是提供一种利于细粒度的尾矿砂生产道路用水泥，实现尾矿砂的回收利于，该方法将工业废弃料尾矿砂进行资源化利用，依据水泥成分以及原材料组分分析，结合化学反应中化合物的变化，确定原材料掺配比例，并通过控制水泥指标，调整参数取值。
本发明技术问题，采用如下技术方案：
一种细粒度尾矿砂的回收利用方法，采用铁尾矿砂、石灰石、粘土一起进行磨粉、烘干，再进行煅烧获得水泥熟料，按照水泥熟料80～90％，磷石膏5～10％，粉煤灰5～10％，制备成道路用水泥，水泥熟料中铁尾矿砂、粘土、石灰石掺配比例按以下方法确定：
mt+mn+ms＝100
α＝at×mt+an×mn+as×ms—2.8×(bt×mt+bn×mn+bs×ms)—1.65×(ct×mt+cn×mn+cs×ms)—0.35×(dt×mt+dn×mn+ds×ms)。
β＝(bt×mt+bn×mn+bs×ms)/(ct×mt+cn×mn+cs×ms+dt×mt+dn×mn+ds×ms)
式中：
mt为铁尾矿砂的含量；mn为粘土的含量；ms为石灰石的含量；
at为铁尾矿砂中氧化钙的含量；an为粘土中氧化钙的含量；
as为石灰石中氧化钙的含量；bt为铁尾矿中氧化硅的含量；
bn为粘土中氧化硅的含量；bs为石灰石中氧化硅的含量；
ct为铁尾矿中氧化铝的含量；cn为粘土中氧化铝的含量；
cs为石灰石中氧化铝的含量；dt为铁尾矿砂中氧化铁的含量；
dn为铁尾矿砂中氧化铁的含量；ds为铁尾矿砂中氧化铁的含量；
α为游离的氧化钙含量，要求小于1；β为水泥熟料硅率，取1.7～2.7。
所述的道路用水泥中铁铝酸四钙含量15～20％，铝酸钙的含量低于7％，当铁铝酸四钙含量、铝酸钙含量不符要求时，按照权利要求1计算公式，调整系数α、β的数值，重新计算各原材料掺配比例。
优选的，所述的反应后游离氧化钙含量α，以及硅率数值计算，是根据铁尾矿砂、粘土、石灰石化学反应生成水泥主要成分3cao·sio2、3cao·al2o3、cao·fe2o3，根据元素摩尔质量比重，1mol氧化钙反应需要1.65molal2o3、0.35molfe2o3、2.8molsio2。
优选的，所述的磷石膏粒径小于0.075mm含量大于60％，所述的细粒度尾矿砂为粒径小于0.075mm含量大于65％的铁尾矿砂。
优选的，所述的铁尾矿中氧化钙含量大于35％、氧化硅含量20～30％、氧化铁含量8～15％、氧化铝含量小于5％，所述的粘土中氧化硅含量50～60％、氧化铁含量小于4％、氧化铝含量20～30％，所述的石灰石中氧化钙含量大于55％、氧化硅含量小于3％、氧化铁含量小于3％、氧化铝含量小于3％。
本发明的有益效果是：
本发明采用尾矿砂、粘土以及石灰石制备水泥熟料，根据原材料以及石灰化合物组成成分，依据化学反应前后生成化合物的变化情况，建立关联规则，基于此，计算原材料掺配比例，并可以通过参数调整，增加尾矿砂掺配比例，并控制水泥性能。
本发明采用将细粒度的尾矿砂作为水泥原材料，较矿渣、碎石相比，减少研磨工序，各组分之间相容性较好，简化生产水泥流程和降低成本。
本发明将细粒度尾矿砂制备的水泥熟料与磷石膏、粉煤灰混合，生产成道路用水泥时，充分利用铁尾矿组分优势、磷石膏缓凝作用、粉煤灰增强水泥后期强度，确保水泥在道路工程使用中具有较好性能，最大程度利用固体废弃物尾矿。
本发明提供了一种固体废弃物尾矿砂的回收利用方法，将工业废弃物尾矿砂用作生产道路用水泥的原材料，根据尾矿砂组分及特性，分别将细粒度铁尾矿砂用作水泥熟料，再与磷石膏、粉煤灰一起制备成道路用水泥，发挥各自性能优势，并实现废弃物的资源化、高效化利用。
具体实施例：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。
实施例1：本发明选用铁尾矿砂和磷石膏制备道路用水泥，铁尾矿砂最大粒径为1.18mm，0.075mm粒径以下含量为69％，磷石膏的最大粒径为0.3mm，0.075mm粒径以下含量为64％，粒径小于0.005mm含量为10％。
选择铁尾矿砂、粘土、石灰石作为生产水泥熟料的原材料，采用分光光度仪、等离子体质谱仪对铁尾矿砂、粘土、石灰石成分进行分析，其结果如下表所示：
根据铁尾矿砂、粘土、石灰石中化合物的含量，水泥熟料中原材料掺配比例按以下方法确定：
mt+mn+ms＝100
α＝at×mt+an×mn+as×ms—2.8×(bt×mt+bn×mn+bs×ms)—1.65×(ct×mt+cn×mn+cs×ms)—0.35×(dt×mt+dn×mn+ds×ms)。
β＝(bt×mt+bn×mn+bs×ms)/(ct×mt+cn×mn+cs×ms+dt×mt+dn×mn+ds×ms)
式中：
mt为铁尾矿砂的含量；mn为粘土的含量；ms为石灰石的含量；
at为铁尾矿砂中氧化钙的含量；an为粘土中氧化钙的含量；
as为石灰石中氧化钙的含量；bt为铁尾矿中氧化硅的含量；
bn为粘土中氧化硅的含量；bs为石灰石中氧化硅的含量；
ct为铁尾矿中氧化铝的含量；cn为粘土中氧化铝的含量；
cs为石灰石中氧化铝的含量；dt为铁尾矿砂中氧化铁的含量；
dn为铁尾矿砂中氧化铁的含量；ds为铁尾矿砂中氧化铁的含量；
按照上诉方程，α取值为0，β取值为2.5，得到如下方程组：
mt+mn+ms＝100
(0.25mt+0.5mn)/(0.035mt+0.25mn)＝2.5
0.6ms-1.4mn-0.745mt＝0
最终计算得：mt＝15，mn＝20，ms＝60。
将15％的铁尾矿砂、20％粘土与65％的石灰石一起进行磨粉、烘干，再进行煅烧获得水泥熟料，按照水泥熟料85％，磷石膏10％，粉煤灰5％，制备成道路用水泥。对道路用水泥中的铁铝酸四钙含量17.2％，铝酸钙的含量4.7％，符合要求。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。