CN101585670A - 高强水泥熟料及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种水泥熟料及其生产方法，为了生产出高强度的水泥熟料，本发明采取了将铁厂废渣与石灰石、砂岩、粘土混合，在高温、高压的条件下煅烧的方法。该水泥熟料是将石灰石、砂岩、粘土、铁渣按以下重量百分比混合并经窑煅烧而成：石灰石84.8％、砂岩3.20％、粘土6.0％、铁渣6.0％。采用上述技术方案后，生产出的水泥具有强度高的特点，同时此种方法能够充分利用铁厂废渣，保护环境。

Description

高强水泥熟料及其生产方法
技术领域
本发明涉及到一种高强水泥熟料及其生产方法，具体地说，涉及一种采用铁厂废渣作为配料生产出的高强水泥熟料。
背景技术
当前，国内有很多水泥生产企业正在积极利用钢铁厂产生的废渣作为原料，在利用废料保护环境的同时，生产出各种质量优良的水泥。
铁厂废渣是指，对铁厂出铁口的废渣进行粉碎、研磨筛选和吸铁之后，留下的废渣细粉和炉尘灰，其含铁量在18％至25％之间，其它成分为硅铝酸盐，无有害成分，颜色灰黑，可作为生产水泥的铁质校正原料。
水泥的凝结和硬化是一个复杂的物理化学过程，受到构成水泥熟料的矿物成分本身特性而定，加入适当的铁质材料，会明显提高水泥的强度，因此为了生产高强度的水泥，需要提高铁的含量。因此，利用铁厂废渣并通过采用合理的配料及公知的水泥生产工艺，能够生产出满足要求的高强水泥熟料。
目前为止，虽然已经公开了多种利用废渣作为配料生产出的水泥熟料，但根据配料含量的不同，水泥熟料的强度会不同。为了生产出高强度的水泥熟料，需要找出合理的配料含量。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述缺点，提供一种能够综合利用铁厂废渣、同时具有高强度的水泥熟料。
本发明的另一个目的是提供一种生产上述水泥熟料的方法。
为达到上述目的，本发明提供的一种水泥熟料，其特征在于，将石灰石、砂岩、粘土、铁渣按以下重量百分比混合并经窑煅烧而成：石灰石84.8％砂岩3.20％粘土6.0％铁渣6.0％。
本发明涉及的一种生产上述水泥熟料的方法，其特征是：在烧制水泥熟料时，窑内温度控制在1450～1700℃，负压控制在-25～50帕。
根据如上所述的本发明，取得了以下优点：
(1)节约成本。原来在生产熟料时铁质校正原料采用硫酸渣，因现在需求太大，原有的硫酸厂的规模无法达到要求，且硫酸渣价格高，采取铁厂废渣的方案后，不仅废渣价格低，而且运输方便。
(2)最终生产出的水泥强度好。由于铁厂废渣的材料特点，通过采取高饱和比的配料方案，最终熟料强度超过55兆帕，生产出的水泥具有良好的特性。
(3)能够充分利用铁厂废渣，保护环境。
具体实施方式
下面，将详细说明本发明的具体实施例。
表1例示了申请人当前使用的废渣的化学成分。从表1的原材料成分可以看出，要生产高强熟料必须采用高饱和比；采用高饱和比就要减少粘土的用量，以便提高铁含量。在上述废渣中铁含量低至18％，但氧化镁的含量高达11％。通常情况下，为了提高铁含量就会增加废渣用量，但加大废渣用量，氧化镁含量也会增加。我们知道，如果氧化镁含量较高，在窑中煅烧熟料时将产生结圈、结球、结蛋现象，影响熟料的生产质量，因此，氧化镁在生料中的含量必须控制为小于2.5％。为了保证生产、同时合理使用废渣，就需要合理的配料方案。
表1：废铁渣及其他原燃料的化学成分
  项目   loss   SiO2   Al2O3   Fe2O3   CaO   MgO   其他   合计
  石灰石   41.57   3.57   0.84   0.42   50.05   1.75   1.8   100
  砂岩   1.88   87.96   5.16   1.07   1.17   0.36   2.4   100
  粘土   10.12   57.25   13.12   5.51   6.17   2.04   5.79   100
  废铁渣   4.32   16.42   4.12   25.23   35.63   10.7   3.58   100
  煤灰   0.14   50.32   32.98   5.25   6.11   0.98   4.22   100
本发明的发明人通过大量的配料计算及实验，，本发明经过调整配料方案，最终采纳了能够保证生产及合理使用废渣的适合于小回转窑生产熟料的高饱和比、高硅酸率、高铝氧率的配料方案，各成分的含量比例如表2所示，即石灰石含量为84.8％、砂岩含量为3.20％、粘土含量为6.0％，铁渣含量为6.0％。
表2：配料计算表
  原料名称   配比   loss   SiO2   Al2O3   Fe2O3   CaO   MgO
  石灰石   84.8％   35.25   3.02   0.71   0.36   42.44   1.48
  砂岩   3.20％   0.06   2.81   0.16   0.03   0.03   0.01
  粘土   6.00％   0.61   3.43   0.79   0.33   0.37   0.12
  铁渣   6.0％   0.61   3.43   0.79   0.33   0.37   0.64
  白生料   100.00％   36.53％   12.71％   2.45％   1.05％   43.22％   2.26％
按照本发明的上述配料方案，我们可以计算出熟料三率值为：KH＝0.94，SM＝3.0，AM＝1.5。由于SM＝3.0，可以满足水泥熟料对高强度的要求。
由于熟料配比的关系，在煅烧时，需要采取与普通水泥烧制不同的工艺参数，需要控制窑内温度在1450～1700℃，负压控制在-25～-50帕。
此外，回转窑煅烧时需要稳定热工制度，合理使用风、煤、料，并在煅烧过程中移动喷煤管两次，以控制熟料不发生结球、结蛋等现象，最终生产出的四种水泥熟料成分如表3所示，这些水泥熟料的熟料三率值及矿物组成如表4所示。
表3：用废渣烧制的水泥熟料的成分
  序号   loss   SiO2   Al2O3   Fe2O3   CaO   MgO   fcao   ∑
  1   0.25   21.30   4.61   2.43   65.53   2.51   0.75   97.76
  2   0.10   21.45   4.57   2.67   65.96   2.21   1.61   98.09
  3   0.26   21.78   3.85   2.97   64.65   3.66   1.46   98.43
  4   0.33   22.16   3.49   2.73   66.24   3.24   2.70   99.45
表4：用废渣烧制的水泥熟料的三率值及矿物组成
  序号   KH   SM   AM   C3s   C2s   C3A   C4AF
  1   0.944   3.0   1.9   64.21   12.84   8.10   7.38
  2   0.944   2.98   1.71   61.21   15.33   7.60   8.11
  3   0.924   3.19   1.30   57.93   18.73   5.18   9.03
  4   0.945   3.56   1.28   59.45   18.68   4.63   8.30
通过实验，对生产出的水泥熟料进行了物理性能测试，其测试结果示于表5。从该表可知，这些水泥熟料的强度较高，能够利用该熟料生产高强度的水泥，在充分利用废铁渣的同时，保护了环境。
表5：用废渣烧制的水泥熟料物理性能
在本说明书中所谈到的“一个实施方式”、“另一个实施方式”、“实施方式”、等，指的是结合该实施方式描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施方式中。在说明书中任何地方出现这种表述不是一定都指的是该同一个实施方式。进一步，结合任一实施方式描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施方式来实现这种特征、结构或者特点，落在本领域技术人员的范围内。

Claims (2)

1、一种水泥熟料，其特征在于，将石灰石、砂岩、粘土、铁渣按以下重量百分比混合并经窑煅烧而成：
石灰石84.8％砂岩3.20％粘土6.0％铁渣6.0％。
2、一种生产如权利要求1所述的水泥熟料的方法，其特征是：在窑内煅烧时，窑内温度控制在1450～1700℃，负压控制在-25～-50帕。
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