一种绿色水泥及其生产方法

一种绿色水泥及其生产方法
【专利摘要】本发明公开了一种绿色水泥，其原料组成包括各种工业废渣、石灰石、水泥熟料、石膏、助磨剂和激发物质，其特征是各原料的重量份数为：混合材50～60；水泥熟料32～40；石膏4～8；助磨剂0.03～0.05；激发物质3～5。由于本发明绿色水泥的生产工艺采用低温的机械——化学共激发的技术，使混合材的掺量大，能够使用多种工业废渣作为原料，原料来源广，成本低，可大量消耗工业废渣，变废为宝，所得产品性能均比质量指标有很大的提高。
【专利说明】一种绿色水泥及其生产方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种绿色水泥，具体的说是一种渣材掺量很大的水泥，其生产过程比传统的更节能、成本更低，本发明同样提供了这种水泥的生产方法。
【背景技术】
[0002]水泥是一种加水搅拌后成浆体，能在空气中硬化或者在水中更好的硬化，并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起的无机凝胶材料。长期以来，水泥作为一种重要的胶凝材料，广泛应用于土木建筑、水利、国防等工程。随着我国经济的增长，国家增加基础设施的建设及房地产的发展，水泥的需求量越来越大，2011年我国水泥的产量约为21亿吨，产量居世界各国之首。我国是水泥生产大国，而非水泥生产强国。因为水泥生产中能源、资源消耗高，并且产生大量的二氧化碳废弃，不利于环境的保护。基础设施和房地产的建设，也带动了采矿和冶金行业的发展，这些行业在生产过程中产生了大量的矿渣，大量的矿渣带来了许多问题，如处理矿渣占用大量的土地，矿渣被水冲洗后产生环境污染问题。传统的水泥的原料是石灰石、石膏、粘土和铁矿粉，长期的开采，各种原料的储量不断下降，制约了水泥行业的可持续发展。为了处理采矿、冶金行业产生的各种矿渣及寻找水泥可以持续发展的原料，人们研制出了采用矿渣为部分原料生产的水泥。但由于传统的水泥生产工艺的限制，矿渣的掺量比较少，加入太多会影响水泥的质量。

【发明内容】

[0003]本发明的目的是提供一种绿色水泥及其生产的方法，本方法的水泥渣材掺量大，克服了传统水泥生产工艺单机产量低、能耗高、生产过程粉尘大、设备投资大等缺点。
[0004]本发明的具体技术方案为: 绿色水泥，包括以下重量份数的原料组成:
混合材50~60 ;水泥熟料32~40 ;
石膏4~8;助磨剂0.03~0.05 ;
激发物质3~5。
[0005]所述的混合材为各种工业废渣、石英砂和卵石中的一种或组合物与石灰石混合得到的材料。
[0006]所述绿色水泥的生产方法，包括以下步骤:
a.物料的干燥:用泵把高含水率的混合材从均化场加入到高效节能烘干机中，用煤燃烧产生的热量回转干燥至水分3~5%，从烘干机的尾部的提升机输送入存储仓中；
b.球磨:步骤a得到的干燥混合材、水泥熟料、石膏、助磨剂和激发物质加入到球磨机中，向球磨机的内部喷射入0.5~IMPa的高压水，使球磨过程的温度控制在100~130°C，从球磨机磨头处出来的物料即水泥用提升机输送入成品均化仓中，通过均化仓底部产生的空气均化后去包装，得到散装水泥。
[0007]所述的工业废渣为生产锰及锰合金产生的矿渣、生产磷酸产生的矿渣、火力发电厂产生的废渣、钢铁冶炼产生的矿渣和钛白行业产生的矿渣中的一种或它们的组合物；废禮:与石灰石的重量份数为:骨料80~90 ;石灰石10~20。
[0008]所述的助磨剂为三聚磷酸钠、焦磷酸钠、二乙醇胺、三乙醇胺、三乙醇胺磷酸盐、二乙醇胺磷酸盐中的一种或它们的组合物。
[0009]所述的激发物质为亚硫酸钙、元明粉、硼砂、明矾、氢氧化铝和纯碱中的一种或它们的组合物。
[0010]众所周知，各种物料在研磨过程中，颗粒逐步细化，比表面积增大，表面产生大量的电荷，使颗粒相互吸附并出现团聚，使物料的粉碎效率下降，因此本发明在研磨过程中加入助磨剂，可以防止粒子团聚，改善物料的流动性，从而提高球磨效率，缩短研磨时间，即在相同研磨时间下产量比传统的生产工艺提高10%以上，节电12%以上。
[0011]本发明在研磨过程中同时也加入激发剂，激发剂的作用是激发各种混合料的活性，提高水泥早期和后期的强度，因此加入激发剂可以增加混合材的掺量，减少水泥熟料的用量，降低成本，本发明在研磨过程中各种原料均化程度提高，在机械-化学激发的作用下，各种原料的活性得到很大的提高，因此渣材的掺量提高了 10%以上，水泥的产量可以在添加助磨剂的基础上再提高10%以上，而且增加了渣材的种类，以前不能使用的某种矿渣通过本发明可以用于生产水泥。在助磨剂及机械-化学激发的作用下，得到的产品3天强度提高了 15%，28天的强度提高了 10%。
[0012]本发明在球磨过程中，各种物料与磨球摩擦、冲击，产生大量的热能，使磨内温度升高，磨内高温会造成糊球糊磨、石膏脱水、水泥假凝、滑履温度升高、降低台时产量等一系列危害，因此本发明的水泥生产工艺向球磨机内部的球磨壳体表面喷射入高压水，起到冷却作用，使物料研磨的温度控制在100~130°C内，使磨内的物料聚结体解体，消除磨内静电、包球、包锻、石膏 脱水等现象，增强研磨能力，台时产量可提高10%以上，吨产品节电12%以上。
[0013]本发明的优点是:
1.本方法运用低温粉磨技术的粉磨工序产量比原来提高10%以上，节电12%以上，冷却过程是在球磨机内完成，因此设备占地小，出料温度低，在运往均化仓过程中不需要冷却设备及工序，产品能够即刻包装出产，提高了生产效率(高温会烫坏包装袋，之前的工艺需要冷却至80°C以下才能包装，从球磨机出来的物料需要专门的冷却设备冷却)。
[0014]2.应用湿粘仓料配送技术的送料工序单机设备运转率比传统的方法提高12%，粉尘少。
[0015]3.应用高效节能烘干技术的工序单机产量比传统的烘干机提高25%以上，能耗降低15%以上。
[0016]4.应用机械-化学共激发技术使生态水泥中渣材掺量提高10%以上，水泥产量提高10%以上,渣材品种达到3种以上。
【专利附图】

【附图说明】
[0017]附图是本发明绿色水泥的生产工艺流程图。
【具体实施方式】[0018]以下结合【专利附图】

【附图说明】发明的【具体实施方式】:
实施例1
90份火力电厂废渣和10份粉碎的石灰石放入均化场内，均化储备，用泵从均化场加入到高效节能烘干机中，用煤燃烧产生的热量回转干燥至水分3~5%，从烘干机的尾部的提升机输送入均化仓中；按照以下物料的重量分数的比例:
干燥的混合材为60 ；水泥熟料40 ；
石膏5 ；三乙醇胺0.03 ；
元明粉3，氢氧化铝2;
加入到球磨机中，向球磨机的内部喷射入0.5MPa的高压水，使球磨过程的温度控制在130°C，从球磨机磨头处出来的物料即水泥用提升机输送入成品均化仓中，通过均化仓底部产生的空气均化后去包装，得到散装水泥。
[0019]实施例2
80份锰及锰合金厂废渣和20份粉碎的石灰石放入均化场内，均化储备，用泵从均化场加入到高效节能烘干机中，用煤燃烧产生的热量回转干燥至水分3~5%，从烘干机的尾部的提升机输送入均化仓中；按照以下物料的重量份数的比例:
干燥混合材为50 ；水泥熟料32 ；
石膏5;三乙醇胺磷酸盐0.05;
明矾3。
[0020]加入到球磨机中，向球磨机的内部喷射入IMPa的高压水，使球磨过程的温度控制在100~102°C，从球磨机磨头处出来的物料即水泥用提升机输送入成品均化仓中，通过均化仓底部产生的空气均化后去包装，得到散装水泥。
[0021]实施例3
85份钢铁厂废渣和磷酸厂废渣与15份粉碎的石灰石放入均化场内，均化储备，用泵从均化场加入到高效节能烘干机中，用煤燃烧产生的热量回转干燥至水分3~5%，从烘干机的尾部的提升机输送入均化仓中；按照以下物料的重量份数的比例干燥混合材为55 ；水泥熟料37 ；
石膏4;二乙醇胺磷酸盐0.04;
明矾4。
[0022]加入到球磨机中，向球磨机的内部喷射入0.8MPa的高压水，使球磨过程的温度控制在108~112°C，从球磨机磨头处出来的物料即水泥用提升机输送入成品均化仓中，通过均化仓底部产生的空气均化后去包装，得到散装水泥。
[0023]实施例4
83份钛白行业废渣、份石英砂和卵石组成的混合物与17份粉碎的石灰石放入均化场内，均化储备，用泵从均化场加入到高效节能烘干机中，用煤燃烧产生的热量回转干燥至水分3~5%，从烘干机的尾部的提升机输送入均化仓中；按照以下物料的重量份数的比例干燥混合材为58 ；水泥熟料32 ；
石膏5 ;三乙醇胺磷酸盐0.03~0.05 ;
元明粉I ;硼砂I ;纯碱I。
[0024]加入到球磨机中，向球磨机的内部喷射入0.7MPa的高压水，使球磨过程的温度控制在115~117°C，从球磨机磨头处出来的物料即水泥用提升机输送入成品均化仓中，通过均化仓底部产生的空气均化后去包装，得到散装水泥。
[0025] 表1为本发明绿色水泥的主要性能检测结果
【权利要求】
1.一种绿色水泥，其特征是:包括以下重量份数的原料组成: 混合材50~60 ;水泥熟料32~40 ; 石膏4~8;助磨剂0.03~0.05 ; 激发物质3~5 ; 所述的混合材为各种工业废渣、石英砂和卵石中的一种或组合物与石灰石混合得到的材料。
2.根据权利要求1所述的绿色水泥的生产方法，其特征在于:包括以下步骤: a.物料的干燥:用泵把高含水率的混合材从均化场加入到高效节能烘干机中，用煤燃烧产生的热量回转干燥至水分3~5%，从烘干机的尾部的提升机输送入存储仓中； b.球磨:步骤a得到的干燥混合材、水泥熟料、石膏、助磨剂和激发物质加入到球磨机中，向球磨机的内部喷射入0.5~IMPa的高压水，使球磨过程的温度控制在100~130°C，从球磨机磨头处出来的物料即水泥用提升机输送入成品均化仓中，通过均化仓底部产生的空气均化后去包装，得到散装水泥。
3.根据权利要求1所述的绿色水泥，其特征在于:所述的工业废渣为生产锰及锰合金产生的矿渣、生产磷酸产生的矿渣、火力发电厂产生的废渣、钢铁冶炼产生的矿渣和钛白行业产生的矿渣中的一种或它们的组合物；废渣与石灰石的重量份数为:骨料80~90 ;石灰石10~20。
4.根据权利要求1所述的绿色水泥，其特征在于:所述的助磨剂为三聚磷酸钠、焦磷酸钠、二乙醇胺、三乙醇胺、三乙醇胺磷酸盐、二乙醇胺磷酸盐中的一种或它们的组合物。
5.根据权利要求1所述的绿色水泥，其特征在于:所述的激发物质为亚硫酸钙、元明粉、硼砂、明矾、氢氧化铝或纯碱中的任一种或它们的组合物。
【文档编号】C04B7/24GK103601382SQ201310546752
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年11月7日 优先权日:2013年11月7日
【发明者】黄芳, 杨毅, 龙志谋, 许建兴 申请人:广西云燕特种水泥建材有限公司