专利名称：水泥熟料多元素矿化剂及其应用技术的制作方法
技术领域：
本发明涉及建材领域的水泥工业，具体为采用添加一种多元素矿化剂烧制水泥熟料的技术。是对现有晶种、萤石、稀土贫矿等单掺或萤石——石膏类复合矿化剂配料，烧制水泥熟料技术的改进。
自八十年代以来，人们为了达到节能、降耗，提高水泥熟料产、质量的目的，先后以萤石、萤石——石膏或晶种、铅锌尾矿、铜尾矿及铜渣、重晶石、硫铁矿、稀土贫矿等矿物为单一或复合矿化剂，掺入到生料中，来改善生料的易烧性，降低烧成温度和液相粘度；加速熟料矿物形成固相反应，为我国的水泥工业发展起到具大的推动作用。
但是，通过多年的生产实践证明，采用上述矿化剂存在着用量大，生产成本高，矿化剂效果一般化，熟料质量不稳定，污染环境等弊病。其具体为萤石、萤石——石膏类矿化剂掺量一般为0.5％-5％；稀土贫矿的掺量高达15％；吨生料中矿化剂材料费为2-5元。若单掺萤石单一矿化剂虽然矿化剂材料费低，但矿化效果差，会严重影响企业的综合效益；如果使用氟、硫类复合矿化剂；常常会因其氟、硫摩尔比例不当，与水泥窑煅烧熟料的热工制度不匹配，造成水泥熟料急凝、缓凝、早期强度低及熟料后期强度倒缩等不正常现象。与此同时，因氟、硫型矿化剂在煅烧熟料过程中，会形成挥发性HF、SO2、SO3腐蚀性气体，不仅腐蚀水泥设备，而且排放到空气中的氟、硫废气会严重污染环境，难以达到GB4915-96《水泥工业污染物排放标准》要求。若应用添加稀土贫矿烧制水泥技术，存在稀土贫矿中稀土合量低，(如广东省大部其含量在0.09％以下)，生料配料用量大，生产中难以检验、控制，又因其结晶态的SiO2含量高，均会导致其矿化效果差，水泥熟料质量不稳定等弊病出现。
目前我国的水泥质量检验标准即将采用ISO法，大部分的水泥企业都存在着降标号问题；今后能否稳定生产600#以上的水泥熟料，是涉及到企业能否生存的大事，所以，寻求质优、价廉、用量少、易检验控制，实用性强的活化水泥生料及能减少环境污染的高效能水泥熟料矿化剂，是本世纪初急需解决的问题。
本发明克服了现有技术的缺点，受石油、化工、冶金、印染、国防等行业的启发，综合利用储量丰富，运输方便，含有主族、过渡元素及镧系元素的白云鄂博矿物或其提炼废渣，做高效能多元化剂，烧制水泥熟料；可全面实现优质、高产、低消耗、轻污染的效益型生产目标。
本发明的具体应用措施为水泥熟料多元素矿化剂及其应用技术，其特征在于在水泥生料中添加重量比为0.05％-6％的多元素矿化剂，与其它水泥原料共同配料，混合入磨制成黑生料或白生料后，再入窑煅烧制造出优质水泥熟料。
其中，上述所用的多元素矿化剂是指所有比放值不超国家标准的白云鄂博矿物及以此类矿物为原料，全部或部分提炼主族，过渡元素或镧系元素后，剩余的提炼渣或化学渣。
与其它水泥原料共同配料是指①在生料配料时，减少原单一或复合矿化剂掺量，添加微量多元素矿化剂。
②在生料配料时，全部或部分取消原单一或复合矿化剂，添加适量多元素矿化剂。
③在生料配料时，减少原矿化剂掺量，全部或部分取消铁质原料，添加适量的多元素矿化剂。
④在生料配料时，全部取消铁质材料及原来的单一或复合矿化剂，掺入适量多元素矿化剂。
本发明所掺的多元素矿化剂，可以采用如下两种方式配入水泥生料中①在水泥生料配料时，用配料秤单独掺入。
②在水泥生料配料之前，预先将多元素矿化剂与其它几种水泥原料按重量比例配合，混均匀后，再用配料秤配入。
本发明多元素矿化剂在熟料烧制中的作用是可提高生料活化能，改善生料易烧性，在水泥熟料烧制过程中，不仅降低固相反应共熔点及液相粘度，和其表面张力，而且提高Ca2+离子扩散系数，提高C3S的形成速度及其在熟料中的含量，从而节约了熟料烧成能耗，大幅度提高了水泥熟料的产、质量。
关于多元素矿化剂在水泥生料中的掺量与下列因素相关1、水泥原料中结晶SiO2含量的高低或石灰石结晶大小有关，如其结晶硅高或石灰石结晶大，需多掺，否则需少掺。
2、与水泥企业实际配料方案有关。如果水泥生产厂家彻底取消原矿化剂或铁质原料，则该多元素矿化剂需多掺；少量保留原矿化剂，则需少掺。
3、多元素矿化剂的掺量与其本身化学成份有关。
本发明采用白云鄂博矿物或其废渣作水泥熟料矿化剂，涉及一百五十多种矿物。其含有主族元素，过渡元素，镧系元素几十种，特别是其中的稀土，稀有矿物化学全分析数量之多，国内首屈一指，国际也属罕见选用哪种矿物为矿化剂，其中过渡元素含量及镧系元素中轻、重稀土的匹配量，均决定它在水泥生料中的掺量。
总上所述，在满足生料配料方案率值要求，生料比放值或放射性不超国家标准的条件下，根据企业实际情况，在生料中掺入0.05％～6％的多元素矿化剂后，水泥熟料质量等技术经济指标都会达到前所未有的理想状态。
本发明与现有技术相比有如下优点1、采用本发明能稳定提高水泥熟料强度，降底f·CaO含量和烧成能耗，熟料凝结时间正常，易控制。
使用本发明的水泥熟料多元素矿化剂及其应用技术，可使水泥熟料28天抗压强度提高50～100#，烧成耗节约10～15％，烧制水泥熟料窑的台时产量提高8～12％，熟料平均f·CaO可控制在0.08～2.5％，熟料安定性合格率大幅度提高，熟料凝结时间一般为初凝1∶30～3∶30h
终凝3∶30～5∶30h2、水泥熟料烧成窑炉排放的有害气体，达到GB4915-96标准要求，用本发明技术生产的水泥，符合国家关于建筑材料放射性物质安全标准。
3、本发明的多元素矿化剂在我国内蒙古储量相当丰富，公路铁路运输十分方便，可供我国北方水泥企业使用几十年，吨生料矿化剂材料费不超过2元。
多年来，在其它行业的白云鄂博矿物使用过程中，大量的精选或初选尾矿及矿山开采剥离的表生矿堆积如山，给精矿开采带来沉重的经济及运输负担，几十年来，这些矿物大部分被倒运添埋。造成严重的水土流失和环境污染。至于用白云鄂博矿物提取稀土元素，过渡元素排出的废渣，除少量被掩埋外，多年的废渣堆积占据了大量农田、土地、河道，造成了严重的二次污染和土地资源浪费。
本发明充分利用其含有多元素的特点，变废为宝，量材使用，灵活应用，既使白去鄂博资源得到全面开发利用，又解决了水泥行业熟料烧制难题，本发明技术有很高的推广应用价值。
4、由于采用本发明进行水泥生产，关键是利用了一种高效能的多元素矿化剂，它不但可以代替前面所述的多种矿化剂，降低矿化剂在生料中掺量(最低至0.05％)而且若选用某类白云鄂博矿物，掺入生料重量的2.5％～5％，还可全部取消原配料中的铁质材料，简化配料组分，减少生产水泥生料所用的原材料品种及设备投资，故本发明极利于推广应用。
5、利用本发明生产的水泥熟料，比重大，f·CaO低，外观色泽黑亮，磨制的水泥早期强度高，颜色青、蓝深受用户欢迎。
说明书附图
本发明实施例11988年内蒙古卓资县水泥厂，采用本发明的多元素矿化剂，代替萤石——石膏、铁粉制成的全黑生料，于φ2.2×8m机立窑生产线，烧制水泥熟料，f·CaO含量最低为0.08％，岩相分析A矿发育好，含量高，熟料外观类似旋窑煅烧的致密料，对比结果如下
实施例121999年11月，内蒙古包头市水泥厂采用本发明技术，减少原萤石矿化剂掺量，于φ2.5×8.5m机立窑生产水泥熟料，结果如下
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权利要求
1.一种水泥熟料多元素矿化剂及其应用技术，其特征在于在水泥生料中添加重量比为0.05％～6％的多元素矿化剂，与其它水泥原料共同配料，混合入磨制成黑生料或白生料后，再入窑煅烧制造出优质水泥熟料。
2.根据权利要求1所述的的水泥熟料多元素矿化剂及其应用技术，其特征在于多元素矿化剂是指所有比放值不超国家标准的白云鄂博矿物及以白云鄂博矿物为原料，全部或部分提炼主族元素、过渡元素及镧系元素后，剩余的提炼渣或化学渣。
3.根据权利要求1、2所述的水泥熟料多元素矿化剂及应用技术，其特征在于与其它水泥原料共同配料是指①在生料配料时，减少原单一或复合矿化剂掺量，添加微量多元素矿化剂。②在生料配料时，全部或部分取消原单一或复合矿化剂，添加适量多元素矿化剂。③在生料配料时，减少原矿化剂掺量，全部或部分取消铁质原料，添加适量的多元素矿化剂。④在生料配料时，全部取消铁质原料及原来的单一或复合矿化剂，掺入适量多元素矿化剂。
4.根据权利要求1、2、3所述的水泥熟料多元素矿化剂及其应用技术，其特征在于采用如下两种方法配入水泥生料中①在水泥生料配料时，用配料秤单独掺入。②在水泥生料配料之前，预先将多元素矿化剂与其它几种水泥原料按重量比例配合，并混均匀后，再用配料秤配入。
全文摘要
本发明涉及一种添加多元素矿化剂烧制水泥熟料的技术,所属建材工业的水泥技术领域。它是以一种含多元素的物质为矿化剂,掺入到水泥生料中,可大幅度提高熟料强度、产量、降低烧成能耗及生产成本。本发明不仅解决了目前以晶种、萤石或萤石—石膏等单掺或复合矿化剂用量大,污染环境,熟料质量不稳定等难题;而且使此类多元素矿物资源得到综合利用,也为水泥企业的产品质量升级,顺利实施ISO新标准,开辟新道路。
文档编号C04B7/00GK1259494SQ0010071
公开日2000年7月12日 申请日期2000年2月1日 优先权日2000年2月1日
发明者郭茂胜 申请人:郭茂胜