一种铁铝酸盐水泥及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于建筑材料领域，特别涉及一种铁铝酸盐水泥及该水泥的制备方法。
【背景技术】
[0002] 铁铝酸盐水泥与硫铝酸盐水泥均为中国发明制造，其中铁铝酸盐水泥于20世界 80年代开始生产并使用，与硫铝酸盐水泥一样，铁铝酸盐水泥为称为第三系列水泥，其中第 一系列为娃酸盐水泥系列产品，铝酸盐水泥系列产品通称第二系列水泥。铁铝酸盐水泥同 样具有早强、尚强、尚抗渗、尚抗冻、耐蚀、低喊和生广能耗低等基本特点。现有的铁错酸盐 水泥分为快硬铁铝酸盐水泥、高强铁铝酸盐水泥、自应力铁铝酸盐水泥等几个水泥品种，已 在中国已得到广泛应用。
[0003] 申请号为201010150254. 3的专利文献"一种铁铝酸盐水泥及其制备方法"，公开 了一种铁铝酸盐水泥及其制备方法，其技术方案是：将提取钛及钛合金后的残渣在熔融态 下，加入该残渣量50~70wt%的石灰石和该残渣量20~30wt%的铁鳞，熔融后自然冷却，然 后经破碎后粉磨至比表面积大于3000cm 2/g，制得含铁铝酸盐水泥；或将提取钛及钛合金后 的残渣冷却后，加入该残渣量50~70wt%的石灰石和该残渣量20~30wt%的铁鳞，混合共 磨至粒度〈0. 088mm，在100~150MPa压力条件下成型，在1350~1400°C条件下煅烧1~ 3h，冷却后取出破碎，粉磨至比表面积大于3000cm 2/g，制得含铁铝酸盐水泥。由此可知，该 技术方案的特点是想利用残渣提高性能，一方面达到了废弃资源的再利用，另一方面试图 提高性能，但是其效果有效，制备的铁铝酸盐水泥强度适中，并没有达到较为理想的标准。
[0004] 申请号为200810233359. 8的专利文献"一种赤泥制造快硬型铁铝酸盐水泥加工 方法"，公开了一种铁铝酸盐水泥及其制备方法，包括以下步骤：A.处理赤泥：烘干，粉磨， 过100目筛；B.原料配方通过设计熟料主要矿物C 2S、C4A3S、C4AF的组成计算配料；C.按下列 重量百分比的称取原料：赤泥40~55% ;石灰石20~30% ;铁粉1. 5~3% ;铝矿20~30% ; 石膏1~5% ;D.混料、煅烧：将配料混合，球磨均匀，锻烧温度为1250°C~1350°C ;E.配制 不同种类的快硬型铁铝酸水泥。由此可知，该技术方案是利用赤泥、铁粉、石灰石、铝矿和石 膏制备一种快硬型的水泥，制备的水泥中铁的含量较高，而铝的含量和硅的含量相对较低， 因此该水泥的强度较为一般，不甚理想。
【发明内容】
[0005] 本发明解决的技术问题：针对上述不足，克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提 供一种铁铝酸盐水泥及其制备方法。
[0006] 本发明的技术方案：一种铁铝酸盐水泥，包括以下质量百分比的各个组分： (1) 铁铝酸盐水泥熟料60. 0%-80. 0% ; (2) 纳米氧化锆1. 0%_5. 0% ; (3) 稀土氧化物 2. 0%-5. 0% ; (4) 磷铁渣或硅铁渣5. 0%-20. 0% ; (5) 锌锡尾矿 5. 0%-15. 0% ; (6) 石膏 2. 5%-5. 0%。
[0007] 作为优选，所述稀土氧化物为氧化镨、氧化钇或氧化镧。
[0008] 更优地，所述稀土氧化物为氧化钇。
[0009] 作为优选，所述石膏为脱硫石膏。
[0010] 一种铁铝酸盐水泥的制备方法，制备步骤如下： (1) 备料：根据各个组分的质量含量准确称取各个组分； (2) 粉碎：将磷铁渣或硅铁渣和锌锡尾矿进行粉碎处理，至粉体的平均粒径为 100-150um； (3) 粉磨：将各个组分按照质量百分比混合在一起进行粉磨，至平均粒径为25-50um， 即得到铁铝酸盐水泥。
[0011] 作为优选，步骤（2)中粉体的平均粒径为lOOum。
[0012] 有益效果：本发明提供的铁铝酸盐水泥，一方面是为了提高铁铝酸盐水泥的早期 强度和长期强度，同时增强水泥的稳定性，达到较好的耐腐和耐蚀性能；另一方面，是寻求 对废弃资源的再利用，满足环保节能的需求。为此，本发明将纳米氧化物和稀土氧化物加入 到水泥材料之中，利用纳米氧化物，特别是氧化锆优良的抗压性能和化学稳定性能，增强材 料的硬度和强度，同时提高材料的耐腐蚀性，稀土氧化物是一种较为优良的材料，对材料强 度，特别是后期强度的保证有较为良好的作用。磷铁渣或硅铁渣和锌锡尾矿，是金属尾矿， 其中含有的金属元素，特别是铁、锌和锡均能提高材料的强度和稳定性，再利用也可避免资 源的浪费。制备的铁铝酸盐水泥中，铁铝含量较高，其中铝铁原子比为3-6:1，硅铁原子比 接近1:1，水泥具有极为理想的硬化速率和强度，满足特种场合施工和使用的要求。
[0013]因此，本发明提供的铁铝酸盐水泥具有凝结速率快、早强高强的特点，同时化学性 能稳定，具有一定的耐腐蚀性能和防冻性能，能够在不同场合下使用，是一种较为理想的特 种水泥材料。
【具体实施方式】
[0014] 为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是 应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的 限制。
[0015] 实施例1 : 一种铁铝酸盐水泥，包括以下质量百分比的各个组分： (1) 铁铝酸盐水泥熟料60. 0% ; (2) 纳米氧化锆3. 0% ; (3) 氧化镧3. 0% ; (4) 磷铁渣20. 0% ; (5) 锌锡尾矿10. 0% ; (6) 脱硫石膏4. 0%。
[0016] 根据本发明提供的铁铝酸盐水泥的制备方法制备上述铁铝酸盐水泥，制备步骤如 下： (1) 备料：根据各个组分的质量含量准确称取各个组分； (2) 粉碎：将磷铁渣和锌锡尾矿进行粉碎处理，至粉体的平均粒径为120um ; (3) 粉磨：将各个组分按照质量百分比混合在一起进行粉磨，至平均粒径为50um，即得 到铁铝酸盐水泥。
[0017] 实施例2: 一种铁铝酸盐水泥，包括以下质量百分比的各个组分： (1) 铁铝酸盐水泥熟料80. 0% ; (2) 纳米氧化锆2. 0% ; (3) 氧化镨3. 0% ; (4) 磷铁渣5. 0% ; (5) 锌锡尾矿5. 0% ; (6) 脱硫石膏5. 0%。
[0018] 根据本发明提供的铁铝酸盐水泥的制备方法制备上述铁铝酸盐水泥，制备步骤如 下： (1) 备料：根据各个组分的质量含量准确称取各个组分； (2) 粉碎：将磷铁渣和锌锡尾矿进行粉碎处理，至粉体的平均粒径为120um ; (3) 粉磨：将各个组分按照质量百分比混合在一起进行粉磨，至平均粒径为50um，即得 到铁铝酸盐水泥。
[0019] 实施例3: 一种铁铝酸盐水泥，包括以下质量百分比的各个组分： (1) 铁铝酸盐水泥熟料70. 0% ; (2) 纳米氧化锆3. 0% ; (3) 氧化钇4. 0% ; (4) 硅铁渣10.0%; (5) 锌锡尾矿10. 0% ; (6) 脱硫石膏3. 0%。
[0020] 根据本发明提供的铁铝酸盐水泥的制备方法制备上述铁铝酸盐水泥，制备步骤如 下： (1) 备料：根据各个组分的质量含量准确称取各个组分； (2) 粉碎：将硅铁渣和锌锡尾矿进行粉碎处理，至粉体的平均粒径为120um ; (3) 粉磨：将各个组分按照质量百分比混合在一起进行粉磨，至平均粒径为50um，即得 到铁铝酸盐水泥。
[0021] 实施例4: 一种铁铝酸盐水泥，包括以下质量百分比的各个组分： (1) 铁铝酸盐水泥熟料65. 0% ; (2) 纳米氧化锆5. 0% ; (3) 氧化钇5. 0% ; (4) 硅铁渣10.0%; (5) 锌锡尾矿10. 0% ; (6)脱硫石膏5. 0%。
[0022] 根据本发明提供的铁铝酸盐水泥的制备方法制备上述铁铝酸盐水泥，制备步骤如 下： (1) 备料：根据各个组分的质量含量准确称取各个组分； (2) 粉碎：将硅铁渣和锌锡尾矿进行粉碎处理，至粉体的平均粒径为lOOum ; (3) 粉磨：将各个组分按照质量百分比混合在一起进行粉磨，至平均粒径为25um，即得 到铁铝酸盐水泥。
[0023] 实施例5 : 一种铁铝酸盐水泥，包括以下质量百分比的各个组分： (1) 铁铝酸盐水泥熟料65. 0% ; (2) 纳米氧化锆3. 0% ; (3) 氧化钇3. 0% ; (4) 硅铁渣15.0%; (5) 锌锡尾矿10. 0% ; (6) 脱硫石膏4. 0%。
[0024] 根据本发明提供的铁铝酸盐水泥的制备方法制备上述铁铝酸盐水泥，制备步骤如 下： (1) 备料：根据各个组分的质量含量准确称取各个组分； (2) 粉碎：将磷铁渣或硅铁渣和锌锡尾矿进行粉碎处理，至粉体的平均粒径为lOOum ; (3) 粉磨：将各个组分按照质量百分比混合在一起进行粉磨，至平均粒径为25um，即得 到铁铝酸盐水泥。
[0025] 将上述【具体实施方式】提供的铁铝酸盐水泥作为实验组；根据申请号为 200810233359. 8的专利文献"一种赤泥制造快硬型铁铝酸盐水泥加工方法"公开的技术方 案制备铁铝酸盐水泥，为对照组；将实验组和对照组分别进行性能测试。
[0026] (1)凝结时间 对实施例1-5和对照组的铁铝酸盐水泥进行水泥凝结时间测试，结果如下表1所示： 表1铁错酸盐水泥的凝结时间测定(单位：min)
【主权项】
1. 一种铁铝酸盐水泥，其特征在于，包括以下质量百分比的各个组分： (1) 铁铝酸盐水泥熟料60. 0%-80. 0% ; (2) 纳米氧化锆I. 0%-5. 0% ; (3) 稀土氧化物 2. 0%-5. 0% ; (4) 磷铁渣或硅铁渣5. 0%-20. 0% ; (5) 锌锡尾矿 5. 0%-15. 0% ; (6) 石膏 2. 5%-5. 0%。
2. 根据权利要求1所述的铁铝酸盐水泥，其特征在于：所述稀土氧化物为氧化镨、氧化 钇或氧化镧。
3. 根据权利要求2所述的铁铝酸盐水泥，其特征在于：所述稀土氧化物为氧化钇。
4. 根据权利要求1所述的铁铝酸盐水泥，其特征在于：所述石膏为脱硫石膏。
5. -种根据权利要求1所述的铁铝酸盐水泥的制备方法，其特征在于，制备步骤如 下： (1) 备料：根据各个组分的质量含量准确称取各个组分； (2) 粉碎：将磷铁渣或硅铁渣和锌锡尾矿进行粉碎处理，至粉体的平均粒径为 100-150um； (3) 粉磨：将各个组分按照质量百分比混合在一起进行粉磨，至平均粒径为25-50um， 即得到铁铝酸盐水泥。
6. 根据权利要求5所述的铁铝酸盐水泥的制备方法，其特征在于：步骤（2)中粉体的平 均粒径为l〇〇um。
【专利摘要】一种铁铝酸盐水泥及其制备方法，涉及建筑材料领域，包括以下质量百分比的各个组分：（1）铁铝酸盐水泥熟料60.0%-80.0%；（2）纳米氧化锆1.0%-5.0%；（3）稀土氧化物2.0%-5.0%；（4）磷铁渣或硅铁渣5.0%-20.0%；（5）锌锡尾矿5.0%-15.0%；（6）石膏2.5%-5.0%。该铁铝酸盐水泥的制备方法，包括：（1）备料；（2）粉碎；（3）粉磨。本发明提供的铁铝酸盐水泥，不仅具有凝结速率快、早强高强的特点，同时化学性能稳定，具有一定的耐腐蚀性能和防冻性能，能够在不同场合下使用，是一种较为理想的特种水泥材料。
【IPC分类】C04B11-30
【公开号】CN104788028
【申请号】CN201510125358
【发明人】计慷
【申请人】苏州市德莱尔建材科技有限公司
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年3月23日