一种改善石材废料水泥混合材颗粒级配的粉磨工艺及制备的石材废料水泥的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于固废综合利用领域，具体设及一种改善石材废料水泥混合材颗粒级配 的粉磨工艺及制备的石材废料水泥。
【背景技术】
[0002] 随着能源形势越来越严峻，工业固体废弃物不断增加，环境保护和生态可持续发 展成为亟待解决的问题。石粉是石材厂在石材银片、切削、磨片等加工工艺中产生的粉料， 其粉料颗粒尺寸分布不均匀，回收利用率极低，大部分堆放未处理，对周边大气、±壤等环 境产生污染，造成大量资源浪费，制约循环可持续经济发展。而石粉的化学成分与工业粉煤 灰类似，二氧化娃、氧化侣占到80-98%，为其替代传统矿物渗和料或混合材提供了可能性。
[0003] 近些年，大理石、石灰岩、花岗岩等石粉作为填料应用到了颜料和造纸工业中，也 作为混合材或矿物渗和料应用到了混凝±制品中。在石粉粉磨过程中，物料由大变小、由粗 变细，随着比表面积增大和Si-0、A1-0化学键断裂，粉磨到一定程度后会出现小颗粒结团 甚至糊球、糊磨的现象。石粉本身的粒度大小、易磨性、水分及溫度的差异导致颗粒粒度分 布呈现双峰状，颗粒相对细的越来越细，而颗粒相对粗的却没有达到粒度要求。若不继续粉 磨，石粉的粒度没有达到质量标准，若继续粉磨则很容易造成石粉的过粉磨，导致能源浪费 和生产成本提高，也会影响水泥、混凝±性能。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术存在的不足，本发明提出了一种改善石材废料水泥混合材颗粒级配 的粉磨工艺及制备的石材废料水泥，该方法能有效避免石粉在粉磨过程中的团聚和糊球现 象，改善石粉粉料的颗粒级配，满足其作为水泥混合材或矿物渗和料添加到水泥混凝±中 的性能要求；将所得石粉作为水泥混合材可有效降低水泥生产成本，增加水泥净浆流动性 和稠度；所述石材废料水泥可提高混凝±的抗折抗压强度，提高混凝±后期耐久性能；且 本发明设及的工艺流程简单、成本低、节能环保，适合推广应用。 阳〇化]为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
[0006] -种改善石材废料水泥混合材颗粒级配的粉磨工艺，包括W下步骤：1)对石材废 料进行初步破碎、分选，过4. 75mm筛；2)取4. 75mm筛下所得石粉置于烘干机中进行烘干处 理，出机石粉含水率严格控制在8. 0-12. 5wt% ;3)将烘干所得石粉和助磨介质置于球磨机 中进行粉磨处理，助磨介质占烘干所得石粉质量的10-35%，球磨时间控制在15-60min;4) 将出磨粉料置于烘干机中进行烘干处理，控制其含水率《l.Owt%，然后进行风力分选，收 集《0. 60mm粉料（石粉粉料）入仓储藏，得石材废料水泥混合材，其比表面积350-400m7 kg，并进行粉料颗粒粒度分析；粒径大于0. 60mm的粉料可部分替代二级破碎碎石循环使 用。
[0007] 上述方案中，所述助磨介质的制备方法为：将步骤1)过4. 75mm筛，所得筛上物料 除去杂物，然后置于睡式破碎机进行二级破碎，得一级破碎碎石和二级破碎碎石，其中一级 破碎碎石粒径范围为9. 5-13. 2mm，二级破碎碎石粒径范围4. 75-9. 5mm;将一级破碎碎石与 二级破碎碎石按6:4-5:5的质量比混合，即得所述助磨介质。
[0008] 上述方案中，步骤3)所述粉磨处理过程中：球磨机工作转速占其临界转速的 68-75%，球磨机的转速为 25-30r/min;采用i|)120mnl·、(f>80mm、q)30mm的钢球按 2:4:4 或 3:3:4的比例填充，钢球填充率为30-45 %。
[0009] 上述方案中，可将规格为q>20x20mm-(p25x20mm的钢球棒或规格为 φ1〇χ15mm-(pl5x15mm的钢棒球替代ip30mm的钢球，替代率为(p30mm钢球质量的 10-30%。
[0010] 上述方案中，所述石材废料水泥混合材的粒度控制在2μπι0-10%、2-18μπι 5-15%、18-25μπι10-45%、25-38μπι20-60%、38-48μπι5-15%、>48μπι0-10%，其中 各粒度区间W筛余质量百分比计算。
[0011] 本发明还提供了一种利用上述粉磨工艺所得石材废料水泥混合材制备的石材废 料水泥，它由上述石材废料水泥混合材、脱硫石膏和水泥熟料W(10-20) : (1. 7-2. 2) : 100 的质量比混合粉磨而成，可实现42. 5等级下最佳渗量的确定，节约水泥的生产成本，达到 水泥出厂检验标准要求。
[0012] 本发明的原理为：
[0013] 本发明通过在石材废料所得石粉球磨过程中（粉磨处理过程）合理设置球磨机转 速和钢球配股，添加石材碎石破碎所得助磨介质，并严格控制水分含水率，使得石粉的出机 颗粒粒度得到优化，呈现颗粒粒径连续分布，起到密实填充作用，有效避免了石粉的过粉磨 和团聚现象。将破碎的石材边角料作为助磨介质并结合石粉中含有的水分，可有效解决球 磨易磨性差异的问题，增加了球磨效率。同时球磨后粉料细度进一步增加，使得Si-0、A^0 化学键断，不稳定性增加，反应势垒降低，一定程度上增加了娃溶解度，提高了潜在反应活 性。将所得石粉粉料替代传统的粉煤灰等水泥混合材，可使水泥成本得到有效控制，同时石 粉粉料作为水泥混合材，可在水泥中起到微细集料填充效应，增加了水泥混凝±的流动性、 粘聚性和致密性，并对后期耐久性也有一定的增强作用。
[0014] 本发明的有益效果为：
[0015] 1)对石材加工废料进行加工再处理，有效解决了石材等废料的回收利用问题，节 约了自然资源，保护了生态环境。
[0016] 2)通过严格控制石粉的含水率，优化球磨机钢球比例和球磨机转速，使石粉研磨 效率提高5-10%，粉磨时间缩短10-30%。
[0017] 3)所述石材废料水泥混合材可使水泥浆体粘聚性性能增强，混凝±沁水离析率降 低，同时对混凝上中后期强度有一定的增强，同配比下，减少水泥使用量10-20kg/m3,混凝 ±流动性及力学性能几无变化，更加有利于节约水泥用量。
[0018] 4)设计制备出了普通娃酸盐水泥，实现了 42. 5等级下最佳渗量的确定，节约了水 泥的生产成本，符合国家标准要求。
【具体实施方式】
[0019] 为了更好的理解本发明，下面结合具体实施例进一步阐明本发明的内容，但本发 明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
[0020] W下实施例中，所述石材废料为花岗岩石材在银片、切削、磨片等加工生产过程中 产生的粉料和边角料。
[0021]所述脱硫石膏中CaO+S〇3含量为91wt%，200目筛余8. 9wt% ;水泥熟料采用新洲 水泥厂回转害般烧的42. 5水泥熟料。
[0022] 实施例1~3
[0023] 一种改善石材废料水泥混合材颗粒级配的粉磨工艺，包括W下步骤：
[0024] 1)对石材废料进行初步分选，过4. 75mm筛；筛上部分除去杂物，然后置于键 式破碎机进行二级破碎，一级破碎碎石粒径范围9. 5-13. 2mm、二级破碎碎石粒径范围 4. 75-9. 5mm;2)取4. 75mm筛下所得石粉置于烘干机中进行烘干处理，出机石粉严格控制含 水率（见表1所述石粉含水率），误差±0. 5 ;3)将烘干所得石粉和助磨介质置于球磨机 中进行粉磨处理，助磨介质占粉磨粉料（烘干所得粉料）重量的10-35%，球磨时间控制在 25min;4)将出磨粉料置于烘干机中进行烘干处理，控制其含水率《1.0%，然后进行风力 分选，收集《0. 60mm粉料入仓储藏，得石材废料水泥混合材，粉料比表面积380-400m2/kg。 其中，所述助磨介质由步骤1)所得一级破碎碎石与二级破碎碎石混合而成，混合比例分别 见表1。