一种立窑水泥锻烧节能型添加剂的制作方法

本发明属于水泥技术领域，具体的是一种立窑水泥锻烧节能型添加剂。

背景技术：

采用立窑锻烧的方法制造水泥是我国许多水泥生产企业的主要方法，其在立窑中被锻烧的是球团状原料，这种球团在锻烧过程中，将必然会发生收缩，收缩的结果则导致球团体积缩小、密度增大。这样，就使球团内部的原料难以吸收热量，化学反应速度减缓，同时，也使立窑内腔中的原料密度加大，空隙减小，从而热气流流动阻力加大、速度减缓，立窑内整体的化学反应速度减缓。其最终结果则是加大了能源消耗。现在也有加入各种添加剂的做法，如加入氟石(萤石)和石膏，前者作为锻烧的熔剂，以促进碳酸盐的分解、加强碱性氧化物的挥发、促进氧化硅si-o键断裂、有利于1000℃以下的固相反应;后者则可以提高水泥产品的强度。但是这些方法仍然没有完全解决球团在锻烧过程中，发生收缩的问题，而且水泥强度的提高并不明显。当然也就不能解决降低能源消耗的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服以上技术之不足，而提供一种既能减少能源消耗，又可以提高水泥产品强度的立窑水泥缎烧节能型添加剂。

本发明的目的是这样实现的:一种立窑水泥锻烧节能型添加剂，包含有:caf2—实物矿产品为氟石(萤石)、h2o、mg6[si4o10](oh)8、y2o3、ceo3、活性硅和有机硅，其特征在于:(l)h2o是固态结晶水，其应用的实物矿产品是珍珠岩、蛙石和硅藻土，(2)mg6[si4o10](oh)8的应用实物矿产品是蛇纹石，(3)y2o3、ceo3的应用实物矿产品是稀土，(4)活性硅的应用实物矿产品是蛇纹石和蛙石，(5)有机硅的应用实物矿产品是硅藻土。

这些被实际应用实物矿产品的质量百分比组成分别是:

氟石(萤石)20-35%、珍珠岩和蛙石10-20%、稀土5-10%、蛇纹石15-30%、硅澡土10-20%。

这些被实际应用实物矿产品的作用分别是:氟石(萤石)—如前面所以说;珍珠岩和蛙石提供结晶水，促使被烧球团体积膨胀和疏

松;稀土是一种矿物载体，可促使化学反应速度的进行，并形成带晶格缺陷的矿物微晶。蛇纹石和蛙石主要是提供活性硅，以促进化学反应的进行;硅藻土则主要是提供有机硅，也是促进化学反应的进行。

这样，就可以防止由被烧球团体收缩而引起的一连串不良影响，从而达到既能减少能源消耗，又可以提高水泥产品强度的目的。

附图说明。

附图为在立窑水泥锻烧过程中未加入和加入本发明添加剂的被烧球团的变化状态示意图。

图中:1.未烧球团，2.未加入本发明添加剂的被烧球团，3.加入本发明添加剂的被烧球团。

具体实施方式：

在附图中，未烧球团(l)的主要成分是立窑水泥生产中的原料，本发明的添加剂的各种实际应用实物矿产品按照规定的质量百分比经磨碎、混合后与其均匀掺入，并制成球团状。这些球团将进入立窑内进行高温燃烧。在球团被锻烧的过程中:

caf2—氟石(萤石)的作用是:作为锻烧的熔剂，以促进碳酸盐的分解、加强碱性氧化物的挥发、促进氧化硅si-o键断裂、有利于1000度以下的固相反应;

固态结晶水h2o的作用是利用其高温时将急剧汽化的特性，使固态矿物体在高温时体积膨胀，以补偿球团被锻烧的过程中的体积缩小和密度增大，同时，也使球团变得多孔而疏松。其结果是保持了球团的体积和密度。这样，就使球团内部的原料容易吸收热量、化学反应速度加快;也保持了立窑内腔中的原料密度和空隙，从而热气流流动顺畅，立窑内整体的化学反应速度也不再减缓。以减少能源消耗。

固态结晶水h20这一化学物质在本发明的添加剂中被包含在珍珠岩和蛙石这两种矿物中:珍珠岩的化学组成比较复杂，但是其含有的结晶水在800-1100℃高温时将急剧汽化并形成球状珍珠岩膨胀体;蛙石中的主要化学物质是(mg，fe，ai)3[(si2al)4o10(oh)2]，4h2o，其中的(oh)是晶格间水，从h2o则是结晶水，它们都能在高温时将急剧汽化并在矿物中形成空隙的能力。

稀土中的主要化学物质作用是y2o3、ceo3它们能对化学反应起催化及矿化的作用，并能很好地固熔于水泥熟料矿物中，起到稳定c2s(阿利特)和c3s(贝利特)的作用。同时，由于这些元素的引入及固熔，将形成大量带有晶格缺陷的矿物微晶，从而有效地增加了c2s(阿利特)和c3s(贝利特)的活性，有利于水泥产品早期强度的发挥;

活性硅的作用是提高硅酸盐在高温条件下化学反应的速度。

活性硅这一化学物质在本发明的添加剂中被包含在蛙石和蛇纹石这两种矿物中:蛙石的主要化学物质中的si就是一种活性硅;蛇纹石中的主要化学物质是mg6[si4o10](oh)8其中的si也是一种活性硅。有机硅也是一种活性硅，但是它比上面所说无机矿物中含有的活性硅更具有活性，其作用是进一步提高硅酸盐在高温条件下化学反应的速度。

有机硅这一化学物质在本发明的添加剂中被包含在硅藻土矿物中。硅藻土是由古代硅藻的遗骸演变而得，在结构和成分上与其他无机矿物中含有硅不同，是一种有机成因的无定形蛋白石矿物，所以通常又称之为硅藻质氧化硅。在加热化学反应时的cao存在的碱性环境中非常易熔，这样就有利于最初c2s(阿利特)和c3s(贝利特)核心微粒质点的形成。

需要说明的是:由于本发明的添加剂与水泥生料同时加入，同时在立窑中进行高温锻烧，这种多种矿物之间的物理作用(如:混合、固熔、晶体的变化和生长、晶格的变化与互相交错等)和化学反应是非常复杂的，以上所叙述的原理并不能完全解释它们之间的这种变化，而且有一些已经非常明显的变化和作用直到目前也没有一个明确的理论可以予以解释。例如:蛇纹石在高温下与石灰石作用，将能产生可燃性气体，有明显的节能效果，但是这种特殊现象仅仅是在实践中得到证实，其物理化学机理尚不清楚。

使用方法及效果:每吨水泥生料掺人本发明的添加剂0.5-0.8%(质量百分比)以取代其他矿化剂和晶种，能较好地改善生料的易烧性、降低烧成温度、大幅度地提高立窑台时产量、能耗显著下降、熟料的易磨性得到改善、氟化物、硫化物等有害酸性气体的排放量大幅度减少。主要经济技术指标为:吨水泥生料节煤10%、吨水泥节电5kwh、立窑台时产量提高巧%、熟料强度提高2-5mpa。

技术特征：

技术总结
一种立窑水泥锻烧节能型添加剂，包含有:CaF2、H2O、Mg6[Si4O10](OH)8、Y2O3、CeO3、活性硅和有机硅，它们被实际应用实物矿产品及质量百分比组成分别是:氟石(萤石)20‑35%、珍珠岩和蛙石10~20%、稀土5‑10%、蛇纹石15‑30%、硅藻土10~20%。它们的作用主要是;促进氧化硅Si‑O键断裂、提供结晶水，促使被烧球团体积膨胀和疏松、促使原料在化学反应中的矿物形成微晶和促进化学反应的进行。以达到防止由被烧球团体收缩而引起的一连串不良影响、减少能源消耗、提高水泥产品强度的目的。

技术研发人员：宋日金
受保护的技术使用者：都江堰惠农生物技术有限责任公司
技术研发日：2017.11.11
技术公布日：2019.05.21