铜渣水泥的制作方法

本发明涉及水泥技术领域，尤其是一种铜渣水泥。

背景技术：

水泥由石灰石、粘土、铁矿粉按比例磨细混合，这时候的混合物叫生料。然后进行煅烧，一般温度在1450℃左右，煅烧后的产物叫熟料。然后将熟料和石膏一起磨细，按比例混合，才称之为水泥，这种水泥叫普通硅酸盐水泥。

水泥一般分普通硅酸盐水泥、掺混合材料的硅酸盐水泥和特殊水泥。掺混合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，如矿渣水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥等等。这些水泥的原料就比原来的普通硅酸盐水泥要多一些活性混合材料或非活性混合材料。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的不足，提出一种铜渣水泥，组成合理，性能好。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：一种铜渣水泥，由下述重量百分比原料制成：石灰石75.4%～81.5%、低硅砂岩13.4%～17.5%、高硅砂岩3.4%～6.5%和铜渣0.8%～1.7%。

进一步地，各原料的重量百分比为：石灰石78.4%、低硅砂岩15.3%、高硅砂岩4.9%和铜渣1.4%。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：掺铜渣作为铁质原料生产的熟料强度较另外两种铁质原料高，在水泥中的生产有较大的发展空间及可行性。

附图说明

图1为硫酸渣方案同步热分析曲线图；

图2为铜渣方案同步热分析曲线图；

图3为转炉渣方案同步热分析曲线图；

图4为转炉渣（10*50）岩相分析图一；

图5为转炉渣（10*50）岩相分析图二；

图6为硫酸渣（10*50）岩相分析图一；

图7为硫酸渣（10*50）岩相分析图二；

图8为铜渣（10*50）岩相分析图一；

图9为铜渣（10*50）岩相分析图二；

图10为铜渣烧制熟料XRD图谱；

图11为硫酸渣烧制熟料的XRD图谱；

图12为转炉渣烧制熟料的XRD图谱。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

利用铜渣作为铁质原料生产熟料，是否能提高熟料强度以及提产、降耗、节能。

本次试验主要通过在相同条件下，铜渣与目前使用的硫酸渣、转炉渣进行试验对比生料易烧性、熟料强度。试验分生料制备、熟料煅烧、样品检测三个阶段进行。

、配料方案

LSF:95.0±1.5 SM:2.45±0.1 IM:1.50±0.1

2、生料制备

1）原材料：石灰石、砂岩、硫酸渣、转炉渣、铜渣

2）生料配料方案

硫酸渣方案

转炉渣方案

铜渣方案

3）生料制备：通过配料方案，在控制相同率值的前提下，三种方案各自所需的原料配比。按照配比各制备5kg的样品进行打磨，控制细度（80um:10-13%,0.02 小于1.5%），由于各品种物料的易磨性不同，磨制的生料化学分析结果与配料方案有一定的偏差，因此，每个方案均需制备两个样，再通过计算比例进行混样检测。

① 生料检测结果

② 易磨性

因前期无生料打小磨的相关数据，所以在本次试验中，通过不断调整打小磨时间，使得生料的细度在控制范围内，生料易磨性不好作出判断。在试验后期，通过前期总结的经验，来比较易磨性。每个方案按照配料方案，粉磨相同的时间，检验生料细度，来判断生料的易磨性。（打磨时间:10min）

分析：从数据上分析，45um及80um细度铜渣方案均较硫酸渣、转炉渣方案小，因此铜渣方案易磨性最好。而硫酸渣、转炉渣易磨性基本一致。

、煅烧实验

1）、同步热分析

对三种不同配比的样品进行热分析，温度升至1480℃，模拟煅烧过程，查看样品在不同温度下的反应和相变的情况。

利用同步热分析仪分别对掺硫酸渣、转炉渣和铜渣的生料进行模拟煅烧制备水泥，试验条件如下：

气氛：氮气 流速： 吹扫N₂：30 ml/min 保护N₂：20 ml/min

温度：室温～1480℃ 升温速率：10K/min

样品称重：10mg左右

经过实验，得到的实验结果及热分析曲线如下：

掺硫酸渣、转炉渣和铜渣的生料热分析结果

从数据上看，从掺铜渣方案硅酸盐生产放热量较大，是其它两品种的4倍左右。且温度升高到1480℃，掺入铜渣的生料晶体变化不是很明显，因此无法确定其最大放热量。而转炉渣方案硅酸盐生成最大吸热温度较掺硫酸渣的高大约50℃左右。

）、压片煅烧

根据同步热分析结果及综合实际生产的一些煅烧经验，设定三个方案的煅烧温度均为1450℃进行升温煅烧。因高温炉每次煅烧量有限，每个方案均需煅烧三批左右。煅烧过程中，因高温炉炉内温度分布不一致，煅烧后的熟料结粒有些地方较疏松，未能完成反应。为了样品准确性，实验中将结粒较差的熟料去掉。

）、岩相分析

选取煅烧后的样品做岩相分析，观察熟料的内部矿物组成、晶体结构、数量及其分布等。

下表为三种实验样品的各项参数对比，如下表：

破碎粉磨

结合一、二分析三种实验样品如下：

1.三种样品硫酸渣熟料的易磨性偏差，主要原因为从岩相分析中看，慢冷现象较明显，较多A矿发生了分解；

2.岩相分析中，转炉渣熟料煅烧结果较差，较多A矿呈无定形状，小尺寸晶粒较多，且A矿缺陷较多，包裹的B矿也较多，可能原因为煅烧温度不够或者保温时间不够；

3.铜渣熟料及硫酸渣熟料煅烧情况较好，但B矿较少。

）、各方案烧制熟料样的XRD分析结果

实验结果的XRD图谱如图10、11和12所示，结果分析：

1、分析图谱发现，利用铜渣烧制的熟料中，含有硅酸三钙，硅酸二钙、铝酸三钙的等结构矿物，其中发现的硅酸二钙中有两种结构形态。

2、硫酸渣烧制的熟料，未检索出任何符合相。

3、转炉渣烧制的熟料，含有硅酸三钙，硅酸二钙，但这两种矿物的结构与铜渣烧制的熟料的结构有所不一样，另外，还有含有Ca₅₄MgA_l2Si₁₆O₉₀矿物。

）熟料物理化学检验分析

熟料化学分析结果

物理强度

注：因样品重量有限，未能检验熟料细度。

分析：从数据上看，三种方案化学分析三率值均在配料方案范围内，熟料LSF率值虽然在下限，但三种方案直接均相差不大，具有可比性；因物料制样过程及检验存在的误差，三种方案Fe2O3含量存在一定的差值，掺硫酸渣方案较低，转炉渣方案、铜渣方案相差不大；从f-cao上看，掺硫酸渣方案最高，其次为掺铜渣方案，转炉渣方案最小，f-cao为同种方案各批次样品检验平均值，具有代表性。从强度上看，3天强度掺铜渣的最高，比掺硫酸渣、转炉渣高出6-7Mpa。28天强度掺铜渣的最高，高出掺转炉渣6 Mpa，高出硫酸渣13 Mpa。掺转炉渣也较掺硫酸渣方案高出7 Mpa。虽然用高温炉煅烧与回转窑煅烧有较大的区别，但三种方案均在同样的环境下煅烧。即使存在一定的设备及人为误差，综合所有，还是可以得出掺铜渣作为铁质原料生产的熟料强度较另外两种铁质原料高。

结论：综合所有的试验数据，利用铜渣作为铁质原料在水泥中的生产有较大的发展空间及可行性，可以考虑进行实际生产试验。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。