专利名称：煅烧活化页岩做水泥掺合料的方法
技术领域：
本发明涉及水泥生产方法，具体地说，是涉及一种煅烧活化页岩做水泥掺合料的 方法。
背景技术：
我国水泥行业主要利用高炉矿渣、粉煤灰、火山灰质材料等作水泥混合材，随着水 泥市场产能的不断扩张和矿产资源的日益减少，通常可用作水泥的掺合材料如矿渣、粉煤 灰等资源日渐紧缺，价格逐年上扬，开发水泥混合材新品种日渐成为水泥工业研究的当务
ο近年来，人们把目光投向页岩，页岩是以SiO2和Al2O3为主要成份的粘土质沉积 岩，分布非常广泛。页岩中的铝硅酸盐矿物为结晶态，结构稳定，没有水化活性，但经过一定 温度的煅烧处理后，即表现出明显的水化活性。关于烧页岩的火山灰活性，，一种观点认为 它来自粘土矿物分解后所形成的无定形物质，另一种则认为它来自高温熔融所形成的玻璃 相，这两种观点对烧页岩的热处理工艺有重要的指导意义。根据上海硅酸盐研究所任国浩 的《烧页岩的火山灰活性研究》得出烧页岩的火山灰活性既不完全取决于其中无定形态的 含量，也不取决于玻璃相的出现，而是与粘土矿物在某个特定温度范围的热分解作用有关。 从实验结果表明在700 800°C (最佳750°C)的范围内煅烧一定时间的页岩具有的火山 灰活性，是很好的水泥掺合料，可以用于生产水泥，煅烧活化页岩做水泥掺合料的工程应用 方法相继诞生。目前有两种方法，一是土立窑煅烧，建窑投资较少，约500万元，生产成本也 较低，约85元/吨，但生产规模小，产量150吨/天；二是回转窑煅烧，生产规模大，产量250 吨/天，但建窑投资巨大，超过1000万元，生产成本也偏高，约110元/吨。上述两种方法均需投巨资新建窑，并加燃料才能将页岩煅烧成水泥掺合料。虽然 解决了水泥掺合料的原料来源问题，但水泥的综合成本较高。同时，上述两种方法都是单独 煅烧出掺合料，再与熟料掺合，使得水泥生产工艺步骤依旧繁杂，没有省去掺合步骤。另一方面，水泥生产过程中有大量余热可以利用，例如，熟料烧成后，其温度在 1300 1400°C，目前是强制通风冷却，热风(二次风、三次风)用于预热水泥原料和燃料。
发明内容
本发明的目的，是提供一种煅烧活化页岩做水泥掺合料的方法。该方法是将页岩 直接加入水泥生产窑系统，利用水泥窑出窑高温熟料的热量作为烧页岩的活化能量，因而 无需新建窑，煅烧出的掺合料直接与熟料掺合，可简化水泥生产工艺步骤。本发明的技术方案如下一种煅烧活化页岩做水泥掺合料的方法，将页岩粉碎为颗粒，加入水泥窑的篦式 冷却机，利用孰料的余热煅烧页岩，使页岩活化成为水泥掺合料。所述页岩的粒径5 15mm，含水量2 5%。所述页岩的加入量为孰料的5 15%。
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所述页岩从篦式冷却机热端一段床的两侧对称加入。本发明的有益效果利用水泥窑出窑高温熟料的热量作为活化页岩的能量，因而无需新建窑，省掉基 建投资；煅烧出的掺合料直接与熟料掺合，简化了水泥生产工艺步骤，使得水泥生产成本下 降，经济效果显著。
图1是本发明的工艺流程图
具体实施例方式首先介绍水泥窑篦式冷却机的工作原理篦冷机对经回转窑煅烧出的高温熟料(1300 1400°C)通过热端控制流篦板进行 急速冷却，由于采用了高效控制流技术，充分考虑料层的阻力及分布，利用区域可调方式对 熟料进行冷却，从而使冷却空气分布更加均勻，熟料骤冷效果好，保证了熟料的充分冷却， 出料温度的降低，热回收效率的提高，并对烧成熟料的适应性强。控制流篦板冷却空气的进入过程风机一汇风箱一各支管一各支管调节阀一固定 充气横梁一各控制流篦板单元一熟料层。在各风室设置有“密封”风机，以防止熟料层内的冷却风回窜至各风室中，并冷却 和减少各篦板相互间的漏料。高温熟料从热端篦床推进至后续篦床，冷却至环境温度+65°C，并经熟料破碎机破 碎至彡25mm(占90%以上)以便输送、储存和粉磨。同时，风机鼓入的冷却风经热交换吸收 熟料中的热能后作为二次风入窑、三次风入分解炉，还可作为生料或煤烘干用风，其余的废 气经收尘后排入大气。由篦板相互间篦缝漏下的细熟料经灰斗锁风阀排出，由下部输送设 备输送入库。本发明的特点是直接将页岩加入篦式冷却机，利用出窑高温熟料的热量来煅烧 页岩，工作流程参见图1，存储在堆场2的页岩由给料机1送入破碎机3破碎，筛出粒径5 15mm的页岩颗粒，送入中间仓4，经计量称5计量后，由气动阀7送入回转锁风下料器6，然 后进入回转窑篦冷机9的一段前部，在600 800°C环境中煅烧后活化，再与熟料一起经拉 链机输送至熟料库。技术重点、难点如下1.入料页岩的含水率和加入量。页岩加入后，对二、三次风的温度还是会产生较大的影响，这就要求页岩加入后尽 可能减少对生产的影响，根据实际生产情况，二次风温度能达到iiocrc时，在加入页岩后， 温度低限按1000°c考虑，即温降在100°C范围内，对应的页岩的含水率应控制在2 5%范 围内，加入量应控制在熟料流量的5 15%范围内。2.页岩加入到冷却机后，对熟料冷却效果均带来负面影响，为了减少这种负面影 响，必须控制页岩的粒度。一般情况下，物料粒度在5mm以下的量大于15 %时，会对冷却机的冷却效果产生 影响，因此页岩粒度大部分应该大于5mm。另外如果粒度太小，也容易出现有部分细页岩随二次风、三次风进入窑内，从而对熟料质量产生不利影响。物料粒度越大，物料热交换时间 和煅烧时间越长，因此页岩粒度也不宜大于15mm，故页岩粒度应在5 15mm范围内。3.页岩在冷却机的加入位置。根据页岩的煅烧温度要求，页岩必须在冷却机的一段床加入。如果页岩在冷却机 的固定床加入，由于没有活动篦床的运动，物料不容易运动，可能会出现物料发生堆积的情 况，因此页岩最好在第一排活动篦床处加入。4.页岩加入方式。如果页岩由一个卸料口进入冷却机，由于冷却机的宽度较宽，页岩不能在整个冷 却机宽度上均勻分布，因此页岩进料口数量按2个设计，分别在冷却机的左、右两侧。这样， 页岩从左、右两侧相向对称进料，受热均勻、充分、快速。几种煅烧活化页岩方法的比较见下表
权利要求
一种煅烧活化页岩做水泥掺合料的方法，其特征在于将页岩粉碎为颗粒，加入水泥窑的篦式冷却机，利用熟料的余热煅烧页岩，使页岩活化成为水泥掺合料。
2.根据权利要求1所述煅烧活化页岩做水泥掺合料的方法，其特征在于所述页岩的 粒径5 15mm，含水量2 5 %。
3.根据权利要求1所述煅烧活化页岩做水泥掺合料的方法，其特征在于所述页岩的 加入量为熟料的5 15%。
4.根据权利要求1所述煅烧活化页岩做水泥掺合料的方法，其特征在于所述页岩从 篦式冷却机热端的一段床两侧对称加入。
全文摘要
一种煅烧活化页岩做水泥掺合料的方法，将页岩粉碎为颗粒，加入水泥窑的篦式冷却机，利用熟料的余热煅烧页岩，使页岩活化成为水泥掺合料。所述页岩的粒径5～15mm，含水量2～5％；所述页岩的加入量为熟料的5～15％；所述页岩从篦式冷却机热端的一段床两侧对称加入。本发明的优点是利用水泥窑出窑高温熟料的热量作为活化页岩的能量，因而无需新建窑，省掉基建投资；煅烧出的掺合料直接与熟料掺合，简化了水泥生产工艺步骤，使得水泥生产成本下降，经济效果显著。
文档编号C04B7/43GK101913787SQ201010236749
公开日2010年12月15日 申请日期2010年7月23日 优先权日2010年7月23日
发明者刘小雄, 张 雄, 李经宏, 江远清, 王国成, 靳武士 申请人:四川利森建材科技开发有限公司;王国成