一种利用磷渣生产优质高掺量磷渣水泥及其生产方法
【专利摘要】本发明涉及水泥生产领域，具体涉及一种利用磷渣生产优质高掺量磷渣水泥的方法及其生产方法。具体包括以下步骤：使用页岩、磷渣、砂岩、石灰石、铁矿石五组份配料，以砂岩作为硅质较正原材料，经粉磨得到生料，再经过预热分解，经高温煅烧冷却得到磷渣水泥熟料，再与石膏、石灰石、磷渣等分别粉磨后混合制备磷渣水泥。本发明在熟料煅烧过程中可降低烧成温度，促使液相提前出现，提高熟料产量，减少CO2的排放，实现节能减排。
【专利说明】
-种利用磯渣生产优质高惨量磯渣水泥及其生产方法
技术领域
[0001] 本发明设及水泥生产领域，具体设及一种利用憐渣生产优质高渗量憐渣水泥的方 法。
【背景技术】
[0002] 憐渣是一种工业废渣，长期堆放不仅浪费大量的±地资源，而且在风、雨作用下， 严重污染周边大气和±壤。随着国家对环保工作的重视，越来越多的企业开始寻求憐渣的 高效利用途径。水泥厂一般利用石灰石、页岩等原料来般烧熟料。不仅浪费大量自然资源， 同时般烧能耗大，生产成本较高。
[0003] 憐渣是生产黄憐时产生的工业副产品，其主要成分为化0和Si化。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是针对W上问题，提供一种利用建筑垃圾作为混合材生产水泥的及 其生产方法，降低水泥生产成本，提高水泥磨产量，降低水泥生产能耗，减少建筑垃圾堆放 ±地面积。
[0005] 本发明技术方案如下：
[0006] -种利用憐渣生产优质高渗量憐渣的水泥，所述水泥包括按重量份计的W下配料 组分：
[0007] 熟料 53-68份；
[000引混合材:憐渣24-39份，石灰石3-6份，石膏2-4份，助磨剂0.01-0.04份。
[0009] 优选地，生产所述熟料的生料W页岩、憐渣、砂岩、石灰石、铁矿石来配料，W砂岩 作为娃质矫正原料调节生料中的Si化。
[0010] 进一步优选地，所述生料包含重量比3%~5%的憐渣，所述熟料石灰饱和系数(熟 料中二氧化娃被氧化巧饱和成娃酸Ξ巧的程度KH)为0.92~0.96;娃率(水泥熟料娃酸盐矿 物与溶剂矿物的比例SM)为2.5~2.7;侣酸Ξ巧(C3A)含量7%~8%，游离氧化巧(f-Cao)含 量 <1.5%，立升重〉1250g/L。
[0011] 优选地，所述助磨剂为Ξ乙醇胺和Ξ异丙醇胺按1:1比例混合。
[0012] 优选地，所述石膏采用天然二水石膏，用W改善水泥的凝结时间。
[0013] 进一步优选地，所述憐渣包括按重量份计的W下组分：
[0014] Ca043-45份，Si〇238-39份，P2〇s2-3份，MgO 2-3份，Κ2〇 1-2份，胞2〇1-2份。
[0015] 生产所述的水泥的方法，其特征在于，所述方法包括W下步骤：
[0016] 1)熟料制作:将原料进行均化，配料粉磨后得到生料，在生料库中实现生料均化， 将均化好的生料进行预热分解，然后在水泥回转害中般烧20-30分钟，般烧溫度控制在 1300-1400°C，得到部分烙融的物料;经过冷却机快速冷却至60-100°C，得到熟料，熟料般烧 过程应该严格控制般烧溫度和般烧时间，防止过烧或者欠烧影响熟料质量；
[0017] 原料的均化主要是在原料堆场实现的，原料按一定的方式在堆场上多层堆铺，形 成上下重叠的人字形料层、具有一定长宽比的料堆;而取料机则按垂直于料堆的纵向，实行 对成分各异的料层的同时切取，完成"平铺直取"，实现各层物料的混合，从而达到均化目 的；
[0018] 生料均化主要是采用空气揽拌及重力作用下产生"漏斗效应"，使生料粉向下落降 时切割尽量多层料面予W混合，最终实现生料均化；
[0019] 2)熟料经过3-4天堆放冷却，得到冷却后的熟料，自然冷却阶段确保熟料冷却至室 溫，同时实现熟料的均化；
[0020] 3)将冷却后的憐渣水泥熟料与石灰石、憐渣、石膏分别粉磨至一定比表面积后混 合，采用单独粉磨工艺相较先混合后粉磨，可显著改善憐渣水泥的物理化学性能，缩短凝结 时间，提高3d和28d强度；
[0021] 完成水泥的制作。
[0022] 优选地，所述步骤1)的预热分解可通过5级预分解害系统进行操作，适当放低分解 炉溫度，分解炉出口溫度W入害分解率在88%-92%为控制依据，溫度控制在870°C W下;合 格熟料采用专库储存，有堆棚的优先使用堆棚。
[0023] 优选地，所述步骤3)控制sown筛的筛上物《18%，防止水泥颗粒较大而阻碍水泥 体系水化进程;所述的粉磨过程在立磨中进行，降低生产电耗。
[0024] 本发明具有W下有益效果：
[0025] 1、憐渣属于工业废弃物，提高其在水泥工业中的应用不仅可消耗大量工业废渣， 减少废渣的堆放，同时保护矿山资源，有利于环境的可持续发展；
[0026] 2、憐渣中含有少量P2化、F等微量元素，可与煤粉中的硫在熟料般烧过程中形成复 合矿化剂，进而降低烧成溫度、促使液相提前出现，提高熟料产量；
[0027] 3、憐渣本身是高溫般烧渣，其中有43%的化0直接存在，憐渣按生料3.5%配比，可 降低石灰石用量3%，因每吨石灰石需用煤75.5公斤，全年可节约用煤6000多吨，最终降低 熟料烧成能耗，减少C0油巧义，实现节能减排；
[0028] 4、由于憐渣中含有胞、加、211、(：〇等微量元素，运些过渡金属离子可^固溶于〔35、 C2S等矿物中，使矿物晶格产生缺陷，从而提高矿物的水化活性，提高熟料强度，降低熟料渗 量，节约生产成本；
[0029] 5、经济效益显著，每吨憐渣水泥相对于生产普通水泥节约成本约11.4元；
[0030] 6、本发明不仅将憐渣作为混合材制作水泥，同时在水泥熟料制作过程中也加入憐 渣，大大提高了憐渣的利用率，并通过不同阶段添加憐渣，改善水泥性质；
[0031 ] 7、利用憐渣生产优质高渗量憐渣水泥，在生料中引入憐渣可降低烧成溫度，促使 液相提前出现，提高熟料产量，同时W憐渣作混合材渗入水泥体系中，采用先粉磨再混合的 制备工艺，改善水泥物理化学性能，生产的水泥各项指标均满足PC32.5水泥的国家标准，在 大量工程中使用后得到一致好评。
【具体实施方式】
[0032] 下面结合实施例来进一步说明本发明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施 例表述的范围。
[0033] 实施例1
[0034] 利用憐渣生产优质高渗量憐渣水泥具体操作如下：
[0035] 进厂原燃材料尽可能稳定，主要原材料尽可能使用单一矿点，使用页岩、憐渣、砂 岩、石灰石、铁矿石五组份配料，W砂岩作为娃质矫正原料调节生料中的Si化。按各原材料 化学成分做好配料方案，按配料方案比例分别入生料磨粉磨，最后混合。其中实施中原料的 化学成分见表1:
[0036] 表1原料的化学成分
[0037] _
[0038] 其中实施中配料方案见表2:
[0039] 表2实施中配料方案
[0040]
[0041 ]熟料控制范围为：熟料中二氧化娃被氧化巧饱和成娃酸Ξ巧的程度:KH: 0.94± 0.02;水泥熟料娃酸盐矿物与溶剂矿物的比例：SM: 2.60 ±0.1;水泥熟料中侣酸Ξ巧含量： C3A:8%-9%f-Cao<1.5立升重〉1250g/l;实施前后，利用憐渣配料前后熟料物理性能分析 结果对比表3:
[0042] 表3利用憐渣配料前后熟料物理性能分析结果
[0043]
[0044] 由表3可知，憐渣中含有少量P2化、F等微量元素，可与煤粉中的硫在熟料般烧过程 中形成复合矿化剂，进而降低烧成溫度、促使液相提前出现，提高熟料产量。由于憐渣中含 有MnXu、Zn、Co等微量元素，运些过渡金属离子可W固溶于C3SX2S等矿物中，使矿物晶格产 生缺陷，从而提高矿物的水化活性，提高熟料强度。
[0045] 利用般烧后冷却的熟料，配合憐渣、石灰石、石膏制备憐渣水泥，不同粉磨工艺制 备的水泥性能比较见表4:
[0046] 表4不同粉磨工艺制备的水泥性能比较
[0047]
[004引
[0049]由表4可知，对于配合比相同的水泥，采用单独粉磨憐渣的工艺能显著改善憐渣水 泥的物理性能，缩短初终凝时间，提高3d和28d强度。
[(K)加]实际操作中：
[0051 ] 1)适当放低分解炉溫度，分解炉出口溫度W入害分解率在88-92%为控制依据，溫 度控制在870°C W下，适度多用头煤，保证熟料f-化0小于1.1;
[0052] 2)在生料调配站加设一个砂岩配料仓，精确计量砂岩的用量，调整生料中的Si化 含量，为生料成份的稳定提供保障；
[0053] 3)在粉磨工艺的选择上，采用憐渣单独粉磨，然后与其他原材料混合制备憐渣水 泥，改善憐渣水泥的物理力学性能；
[0054] 4)操作中适当加大害内通风，增加头煤使用比例，保证害况稳定和熟料不出黄屯、 料。
[0055] 水泥经过3-4天堆放冷却，石膏采用天然二水石膏。
[0化6] 水泥控制项目：比面积：345±15m^kg，S〇3:1.5±0.2。
[0化7] 不同粉磨工艺下憐渣水泥的物理检验结果见表5:
[0化引表5不同粉磨工艺下憐渣水泥的物理检验结果
[0化9]
[0060] 由表5结果可知随着水泥配合比中憐渣渗量的提高，憐渣水泥的凝结时间延长， 强度呈现下降趋势，而单独粉磨憐渣时，水泥的凝结时间和强度有明显改善。
[0061] 实施例2
[0062] -种利用憐渣生产优质高渗量憐渣的水泥，所述水泥包括按重量份计的W下配料 组分：
[0063] 熟料55份；
[0064] 混合材:憐渣26份，石灰石5份，石膏2份，助磨剂0.01份。
[0065] 生产所述熟料的生料W页岩、憐渣、砂岩、石灰石、铁矿石来配料，W砂岩作为娃质 矫正原料调节生料中的Si化。
[0066] 所述生料包含重量比3 %的憐渣，所述熟料石灰饱和系数为0.92;娃率为2.5;侣酸 S巧含量8%，游离氧化巧含量<1.5%，立升重〉1250g/L。
[0067] 所述助磨剂为Ξ乙醇胺和Ξ异丙醇胺Wl:l的重量比混合。
[0068] 所述石膏采用天然二水石膏。
[0069] 所述憐渣包括按重量份计的W下组分：
[0070] Ca043份，Si〇238份，P2〇s2份，MgO 2份，Κ2〇 1 份，化2〇1 份。
[0071] 实施例3
[0072] -种利用憐渣生产优质高渗量憐渣的水泥，所述水泥包括按重量份计的W下配料 组分：
[0073] 熟料68份；
[0074] 混合材:憐渣39份，石灰石6份，石膏4份，助磨剂0.04份。
[0075] 生产所述熟料的生料W页岩、憐渣、砂岩、石灰石、铁矿石来配料，W砂岩作为娃质 矫正原料调节生料中的Si化。
[0076] 所述生料包含重量比5 %的憐渣，所述熟料石灰饱和系数为0.96;娃率为2.7;侣酸 Ξ巧含量9%，游离氧化巧含量<1.5%，立升重〉1250g/L。
[0077] 所述助磨剂为Ξ乙醇胺和Ξ异丙醇胺Wl:l的重量比混合。
[0078] 所述石膏采用天然二水石膏。
[0079] 所述憐渣包括按重量份计的W下组分：
[0080] Ca045份，Si〇29份，P2〇s3份，MgO 3份，Κ2〇 2份，Na 2〇2份。
[0081 ] 实施例4
[0082] -种利用憐渣生产优质高渗量憐渣的水泥，所述水泥包括按重量份计的W下配料 组分：
[0083] 熟料 53-68份；
[0084] 混合材:憐渣35份，石灰石4份，石膏3份，助磨剂0.03份。
[0085] 生产所述熟料的生料W页岩、憐渣、砂岩、石灰石、铁矿石来配料，W砂岩作为娃质 矫正原料调节生料中的Si化。
[0086] 所述生料包含重量比4 %的憐渣，所述熟料石灰饱和系数为0.94;娃率为2.6;侣酸 S巧含量8.5%，游离氧化巧含量<1.5%，立升重〉1250g/L。
[0087] 所述助磨剂为Ξ乙醇胺和Ξ异丙醇胺Wl:l的重量比混合。
[0088] 所述石膏采用天然二水石膏。
[0089] 所述憐渣包括按重量份计的W下组分：
[0090] Ca044份，Si〇238份，P2〇s2.5份，Mg02.5份，Κ2〇 1.5份，Na 2〇1.5份。
[0091] 实施例5
[0092] 生产所述的水泥的方法，其特征在于，所述方法包括W下步骤：
[0093] 1)熟料制作:将原料进行均化，配料粉磨后得到生料，在生料库中实现生料均化， 将均化好的生料进行预热分解，然后在水泥回转害中般烧20-30分钟，般烧溫度控制在 1300-1400°C，得到部分烙融的物料;经过冷却机快速冷却至60-100°C，得到熟料，熟料般烧 过程应该严格控制般烧溫度和般烧时间，防止过烧或者欠烧影响熟料质量；
[0094] 2)熟料经过3-4天堆放冷却，得到冷却后的熟料；
[00M] 3)将冷却后的憐渣水泥熟料与石灰石、憐渣、石膏分别粉磨至一定比表面积后混 合；
[0096] 完成水泥的制作。
[0097] 所述步骤1)的预热分解可通过5级预分解害系统进行操作，适当放低分解炉溫度， 分解炉出口溫度W入害分解率在88%-92%为控制依据，溫度控制在870°C W下;合格熟料 采用专库储存，有堆棚的优先使用堆棚。
[0098] 所述步骤3)控制80μπι筛的筛上物《18% ;所述的粉磨过程在立磨中进行。
[0099] 实施例6
[0100] 生产所述的水泥的方法，其特征在于，所述方法包括W下步骤：
[0101] 1)熟料制作:将原料进行均化，配料粉磨后得到生料，在生料库中实现生料均化， 将均化好的生料进行预热分解，然后在水泥回转害中般烧25分钟，般烧溫度控制在135(TC， 得到部分烙融的物料;经过冷却机快速冷却至80°C，得到熟料，熟料般烧过程应该严格控制 般烧溫度和般烧时间，防止过烧或者欠烧影响熟料质量；
[0102] 2)熟料经过3堆放冷却，得到冷却后的熟料；
[0103] 3)将冷却后的憐渣水泥熟料与石灰石、憐渣、石膏分别粉磨至一定比表面积后混 合；
[0104] 完成水泥的制作。
[0105] 所述步骤1)的预热分解可通过5级预分解害系统进行操作，适当放低分解炉溫度， 分解炉出口溫度W入害分解率在90%为控制依据，溫度控制在870°C W下;合格熟料采用专 库储存，有堆棚的优先使用堆棚。
[0106] 所述步骤3)控制80μπι筛的筛上物《18% ;所述的粉磨过程在立磨中进行。
[0107] 上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申 请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可W相互任意组合。本发明的保护范 围应W权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方 案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种利用磷渣生产优质高掺量磷渣的水泥，其特征在于:所述水泥包括按重量份计 的以下配料组分： 熟料53-68份； 混合材:磷渣24-39份，石灰石3-6份，石膏2-4份，助磨剂0.01-0.04份。2. 根据权利要求1所述的水泥，其特征在于：生产所述熟料的生料以页岩、磷渣、砂岩、 石灰石、铁矿石来配料，以砂岩作为硅质矫正原料调节生料中的Si〇2。3. 根据权利要求2所述的水泥，其特征在于:所述生料包含重量比3%~5%的磷渣，所述熟 料石灰饱和系数为0.92~0.96 ;硅率为2.5~2.7 ;铝酸三钙含量8%~9%，游离氧化钙含量〈 1.5%，立升重>125(^/1。4. 根据权利要求2所述的水泥，其特征在于:所述助磨剂为三乙醇胺和三异丙醇胺以1: 1的重量比混合。5. 根据权利要求2所述的水泥，其特征在于:所述石膏采用天然二水石膏。6. 根据权利要求2所述的水泥，其特征在于，所述磷渣包括按重量份计的以下组分： Ca043-45份，Si0238-39份，P2〇52-3份，MgO 2-3份，K20 1-2份，Na201_2份。7. 权利要求2-6任意一项所述的水泥的生产方法，其特征在于，所述方法包括以下步 骤： 1)熟料制作：将原料进行均化，配料粉磨后得到生料，在生料库中实现生料均化，将均 化好的生料进行预热分解，然后在水泥回转窑中煅烧20-30分钟，煅烧温度控制在1300-1400°C，得到部分熔融的物料;经过冷却机快速冷却至60-100°C，得到熟料； 2 )熟料经过3-4天堆放冷却，得到冷却后的熟料； 3)将冷却后的磷渣水泥熟料与石灰石、磷渣、石膏分别粉磨至一定比表面积后混合； 完成水泥的制作。8. 根据利要求7所述的方法，其特征在于:所述步骤1)的预热分解可通过5级预分解窑 系统进行操作，适当放低分解炉温度，分解炉出口温度以入窑分解率在88-92%为控制依据， 温度控制在870°C以下;合格熟料采用专库储存，有堆棚的优先使用堆棚。9. 根据利要求7所述的方法，其特征在于:所述步骤3)控制80μπι筛的筛上物<18%;所述 的粉磨过程在立磨中进行。
【文档编号】C04B7/44GK106082723SQ201610446600
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月20日
【发明人】邹兴芳, 王银, 吴振华, 刘生超, 程龙, 杨华, 杨莉荣
【申请人】中国葛洲坝集团水泥有限公司