CN101549964A - 一种利用花岗岩粉生产的低钙硅酸盐水泥及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用花岗岩粉生产的低钙硅酸盐水泥及其制备方法，本发明的低钙硅酸盐水泥以质量百分比计：50～65％的石灰石，10～20％的花岗岩粉，10～25％钢渣或铁渣，2～5％铝型材表面处理废渣，3～8％的熟石膏；本发明制备方法包括以下步骤：(1)将花岗岩粉筛选除去其中石块，并干燥；(2)将干燥后的花岗岩粉与石灰石、钢渣或铁渣、铝型材表面处理废渣、熟石膏，按质量比例加入到粉碎机内，粉碎；(3)将粉碎后的物料加入到水泥回转窑中，加热煅烧；(4)将烧结后的熟料加入球磨助剂，球磨，包装即可；本发明的低钙硅酸盐水泥具有较高的力学强度，工艺简单，烧结温度和单位产品能耗低，成品率高的特点，适宜工业推广。

Description

一种利用花岗岩粉生产的低钙硅酸盐水泥及其制备方法
技术领域
本发明涉及利用锯切花岗岩产生的花岗岩粉生产低钙硅酸盐水泥及其制备方法，属于节能减排的技术领域。
背景技术
石材作为人类建筑史上应用最早的建筑材料，在现代建筑行业中有着广泛的应用。整个大理石及其石材行业的发展明显快于全球经济的发展。从2006年的统计结果可以看出：自1990年以来，全球石材生产量和贸易额每年分别以7.3％和9.2％的速度增长。
随着中国房地产业的迅速发展，对石材的需求越来越大，中国已经成为世界重要的石材产销国和进出口国。中国大理石产量过9亿平方米，花岗岩的产量过15亿平方米，出口总额达2.87亿美元。中国石材不管是国内消费，还是国际贸易每年都以两位数字增长。经测算每生产50立方米的花岗岩板材，就会产生1立方米的花岗岩粉。我国每年仅花岗岩粉一项的产量就高达1.5亿吨，加之近20年的积累，花岗岩粉的存量非常惊人。
伴随着建筑业发展的同时，我国水泥产量飞速增长，2007年全国规模以上水泥产量突破13.5亿吨，同比增长13.48％。水泥制造业能耗总量占建材工业的75％，因此水泥单位产品能耗对建材工业节能降耗具有举足轻重的地位。2007年我国每千克水泥熟料烧成热耗885千卡，折合3591kJ，虽然比2006年下降2.8％，比2005年下降4.8％，但是与国外相比仍然有巨大的差距。以日本为例，其水泥熟料单位能耗仅为2888kJ/kG。近年来我国水泥熟料国产烧成设备并无重大技术突破，水泥熟料烧成热效率提高缓慢，水泥单位产品综合能耗的降低除了有赖于纯低温余热发电技术的推广以外，主要靠水泥熟料生产工艺结构的调整。
经测算水泥熟料烧制过程中，大约一半的热量消耗在石灰石的热分解上，因此，降低水泥中氧化钙含量是降低水泥行业能耗的有效手段。目前国内水泥中氧化钙含量普遍在65％左右。于花岗岩中含有一定量的氧化镁，以及高温下碱长石分解产生的钾盐、钠盐可以有效降低铝酸三钙和铁铝酸四钙的熔点，在液态环境下氧化钙易于硅酸二钙发生反应生成硅酸三钙
在现有成产工艺中，为降低游离氧化钙的含量，采取的措施是在1700℃下使铝酸三钙和铁铝酸四钙熔化成液态，在液态环境下氧化钙与硅酸二钙生成硅酸三钙需要10分钟，如果在1450℃下加热1小时以上才能生成硅酸三钙。而由于花岗岩中含有一定量的氧化镁，以及高温下碱长石分解产生的钾盐、钠盐可以有效降低铝酸三钙和铁铝酸四钙的熔点，在1400℃时就会达到液态，从而大大降低了反应温度，有效降低了能耗。
因此以花岗岩粉为原材料制备低钙硅酸盐水泥，不仅可以有效解决花岗岩粉的污染问题，而且能够有效降低水泥工业的能耗，达到变废为宝的效果，有着十分重大的经济、社会、环境效益。
发明内容
本发明的目的是为解决石材行业中长期以来难以解决的废渣问题和中小水泥企业能耗过高问题，提供一种利用花岗岩粉生产的低钙硅酸盐水泥及其制备方法。
本发明提供的一种利用花岗岩粉生产的低钙硅酸盐水泥，以质量百分比计：50～65％的石灰石，10～20％的花岗岩粉，10～25％钢渣或铁渣，2～5％铝型材表面处理废渣，3～8％的熟石膏。
本发明提供的一种利用花岗岩粉生产的低钙硅酸盐水泥的制备方法，包括以下步骤：
(1)将花岗岩粉筛选除去其中石块，并干燥；
(2)将干燥后的花岗岩粉与石灰石、钢渣或铁渣、铝型材表面处理废渣、熟石膏，按质量比例加入到粉碎机内，粉碎；
(3)将粉碎后的物料加入到水泥回转窑中，加热煅烧；
(4)将烧结后的熟料加入球磨助剂，球磨，包装即可。
上述步骤(2)中按质量百分比为50～65％的石灰石，10～20％的花岗岩粉，10～25％钢渣或铁渣，2～5％铝型材表面处理废渣，3～8％的熟石膏加入粉碎机，粉碎至200目。
上述步骤(3)中其加热程序为分段加热，先在900～1200℃下预烧加热60～150分钟，再在1300～1550℃下加热20～60分钟。
上述步骤(4)中将烧制完成的熟料加入的球磨助剂是质量百分比为1％～3％的碳酸钙，球磨至250目，即得低钙硅酸盐水泥。
上述分段加热优选的是先在1150℃下预烧加热120分钟，再在1430℃下加热45分钟。
上述球磨助剂优选的是质量百分比为1.5％的碳酸钙。
本发明的有益效果：
本发明在传统水泥制造工艺的基础上，采用花岗岩粉为原料，制备低钙水泥。与传统工艺相比，产品具有较高的力学强度；同时具有工艺简单，烧结温度和单位产品能耗低，成品率高的特点。成品氧化钙含量为55-60％。同时由于直接使用原有设备，具有一次性投入小，投资回收速度快的优点，适宜工业推广。
附图说明
图1是本发明的预烧回转窑示意图。
图2是本发明的生产流程示意图。
具体实施方式
实施实例1
将花岗岩粉从泥池中取出后，进行堆积、晾晒除掉其中所含水分，并粗略筛选，除去其中混杂的石块。按生料中含有55.99％石灰石(碳酸钙含量＞95％)，17.73％的花岗岩粉(产自山东日照地区)，3.52％无水铝型材废渣，6.33％熟石膏，16.40％首都钢铁厂钢渣的质量比配好生料，将其加入粉碎机。粉碎至200目。加入水泥回转窑中先以900℃预烧150分钟，再在1300℃的温度下烧制60分钟。将烧制完成的熟料加入1.5％的碳酸钙后加入球磨机，球磨至250目。即可得到产品。
实施实例2
将花岗岩粉从泥池中取出后，进行堆积、晾晒除掉其中所含水分，并粗略筛选，除去其中混杂的石块。按生料中含有52.74％石灰石(碳酸钙含量＞95％)，16.70％的花岗岩粉(产自山东日照地区)，3.80％无水铝型材废渣，5.96％熟石膏，20.76％鞍山钢铁厂钢渣的质量比配好生料，将其加入粉碎机。粉碎至200目。加入水泥回转窑中先以1150℃预烧60分钟，再在1430℃的温度下烧制45分钟。将烧制完成的熟料加入3％的碳酸钙后加入球磨机，球磨至250目。即可得到产品。
实施实例3
将花岗岩粉从泥池中取出后，进行堆积、晾晒除掉其中所含水分，并粗略筛选，除去其中混杂的石块。按生料中含有52.74％石灰石(碳酸钙含量＞95％)，16.70％的花岗岩粉(产自山东日照地区)，3.80％无水铝型材废渣，5.96％熟石膏，20.76％鞍山钢铁厂钢渣的质量比配好生料，将其加入粉碎机。粉碎至200目。加入水泥回转窑中先以1200℃预烧90分钟，再在1550℃的温度下烧制20分钟。将烧制完成的熟料加入3.0％的碳酸钙后加入球磨机，球磨至250目。即可得到产品。
实施实例4
将花岗岩粉从泥池中取出后，进行堆积、晾晒除掉其中所含水分，并粗略筛选，除去其中混杂的石块。按生料中含有58.96％石灰石(碳酸钙含量＞95％)，14.63％的花岗岩粉(产自山东日照地区)，3.68％无水铝型材废渣，6.33％熟石膏，16.40％首都钢铁厂钢渣的质量比配好生料，将其加入粉碎机。粉碎至200目。加入水泥回转窑中先以1150℃预烧120分钟，再在1430℃的温度下烧制45分钟。将烧制完成的熟料加入1.0％的碳酸钙后加入球磨机，球磨至250目。即可得到产品。

Claims (7)

1.一种利用花岗岩粉生产的低钙硅酸盐水泥，以质量百分比计：50～65％的石灰石，10～20％的花岗岩粉，10～25％钢渣或铁渣，2～5％铝型材表面处理废渣，3～8％的熟石膏。
2.一种利用花岗岩粉生产的低钙硅酸盐水泥的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将花岗岩粉筛选除去其中石块，并干燥；
(2)将干燥后的花岗岩粉与石灰石、钢渣或铁渣、铝型材表面处理废渣、熟石膏，按质量比例加入到粉碎机内，粉碎；
(3)将粉碎后的物料加入到水泥回转窑中，加热煅烧；
(4)将烧结后的熟料加入球磨助剂，球磨，包装即可。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：上述步骤(2)中按质量百分比为50～65％的石灰石，10～20％的花岗岩粉，10～25％钢渣或铁渣，2～5％铝型材表面处理废渣，3～8％的熟石膏加入粉碎机，粉碎至200目。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：上述步骤(3)中其加热程序为分段加热，先在900～1200℃下预烧加热60～150分钟，再在1300～1550℃下加热20～60分钟。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：上述步骤(4)中将烧制完成的熟料加入的球磨助剂是质量百分比为1％～3％的碳酸钙，球磨至250目，即得低钙硅酸盐水泥。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：上述分段加热是先在1150℃下预烧加热120分钟，再在1430℃下加热45分钟。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：上述球磨助剂是质量百分比为1.5％的碳酸钙。
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