CN101591150A

CN101591150A - 一种利用硅钙渣和电石渣生产硅酸盐水泥的方法

Info

Publication number: CN101591150A
Application number: CNA2008101126177A
Authority: CN
Inventors: 曹慧芳; 孙俊民; 张晓云; 张战军; 王彦武; 姚强
Original assignee: TONGFANG ENVIRONMENT CO Ltd
Current assignee: TONGFANG ENVIRONMENT CO Ltd
Priority date: 2008-05-26
Filing date: 2008-05-26
Publication date: 2009-12-02

Abstract

一种利用硅钙渣和电石渣生产硅酸盐水泥的方法，涉及建筑材料技术领域。本发明方法步骤为：①若硅钙渣中碱含量高，将硅钙渣加电石渣和水进行脱碱反应，并对反应后的脱碱硅钙渣进行压滤和烘干，若硅钙渣中碱含量低将硅钙渣直接烘干；分别将电石渣和脱硫石膏烘干；②对烘干后的脱碱硅钙渣和电石渣进行配料并均化；③均化后的生料送入回转窑内高温煅烧，冷却后获得水泥熟料；④将水泥熟料破碎，并和烘干的脱硫石膏一起送入水泥磨粉磨，制得硅酸盐水泥。同现有技术相比，本发明方法工艺简单、投资少、生产成本低、能耗低，制备出的硅酸盐水泥性能稳定。

Description

一种利用硅钙渣和电石渣生产硅酸盐水泥的方法

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，特别是利用硅钙渣和电石渣生产硅酸盐水泥的方法。

背景技术

粉煤灰是电厂排放的废弃物，由于其富含氧化铝和氧化硅，目前有不少关于从粉煤灰中提取氧化铝的研究。从粉煤灰中提取氧化铝的方法，碱法有石灰石烧结法和碱石灰烧结法。两种烧结法都是将在粉煤灰中加石灰石烧结，粉煤灰中的二氧化硅和碳酸钙反应，产生大量的含硅酸二钙废渣不被溶出，该废渣简称硅钙渣。按石灰石烧结法，利用粉煤灰每生产1吨氧化铝，渣的生成量高达9吨左右，按碱石灰烧结法渣的生成量约为2.5吨。大量废渣如不能利用，堆置不仅占大量土地，而且对环境产生污染，也影响到粉煤灰提取氧化铝生产的经济效益。

现有技术中，采用石灰石烧结法从粉煤灰中提取氧化铝产生的硅钙渣由于其成分和水泥熟料成分接近，碱含量低，利用其生产水泥熟料的研究较多。在1992年第2期《华中理工大学学报》上发表的“硅钙渣作为水泥原料的研究”和中国专利专利号为03131079.6的“一种利用粉煤灰制备氧化铝联产水泥熟料的方法”以及中国专利专利号为200410090949.1的“利用粉煤灰和石灰石联合生产氧化铝和水泥的方法”，均为以粉煤灰为原料利用石灰石烧结法生产氧化铝，产生的硅钙渣加少量石灰石煅烧或直接煅烧水泥熟料。由于硅钙渣化学成分和水泥熟料成分虽接近但存在一定的差异，不添加其他矿物直接烧制，存在水泥熟料中CaO含量不足，硅酸三钙含量少，水泥熟料的性能达不到最佳的问题。而且石灰石要经破碎、粉磨工序，增加成本和能耗。采用碱石灰烧结法生产氧化铝过程中产生的硅钙渣由于在配料中加入了纯碱，使得硅钙渣中的碱含量偏高，无法直接用于水泥生产，长期堆存，既占用大量土地，又造成了环境污染。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种利用硅钙渣和电石渣生产硅酸盐水泥的方法。该方法工艺简单、投资少、生产成本低、能耗低，制备出的硅酸盐水泥性能稳定。

为了达到上述发明目的，本发明的技术方案以如下方式实现：

一种利用硅钙渣和电石渣生产硅酸盐水泥的方法，其步骤为：

①若硅钙渣中碱含量高，将硅钙渣加电石渣和水进行脱碱反应，并对反应后的脱碱硅钙渣进行压滤和烘干，若硅钙渣中碱含量低将硅钙渣直接烘干；分别将电石渣和脱硫石膏烘干；

②对烘干后的脱碱硅钙渣和电石渣进行配料并均化；

③均化后的生料送入回转窑内高温煅烧，冷却后获得水泥熟料；

④将水泥熟料破碎，并和烘干的脱硫石膏一起送入水泥磨粉磨，制得硅酸盐水泥。

在上述生产硅酸盐水泥的方法中，所述电石渣中氧化钙含量大于60％(重量以干基计)，电石渣的粒度小于50μm(＞90％)。

在上述生产硅酸盐水泥的方法中，所述脱碱反应的配料比(以干基计重量比)为硅钙渣∶电石渣＝100∶6～32，液固比(重量比)为2～4∶1。

在上述生产硅酸盐水泥的方法中，所述硅钙渣脱碱反应的温度为80～95℃，搅拌时间为1～2h。

在上述生产硅酸盐水泥的方法中，所述脱碱硅钙渣中氧化钠含量小于0.5％(重量以干基计)，脱碱硅钙渣的粒度为小于65μm(＞90％)。

在上述生产硅酸盐水泥的方法中，脱碱硅钙渣、电石渣和脱硫石膏烘干所需的热量由回转窑窑尾的热烟气供给。

在上述生产硅酸盐水泥的方法中，所述烘干后的脱碱硅钙渣和电石渣的配料比(重量比)为脱碱硅钙渣∶电石渣＝100∶4～60，直接烘干的硅钙渣和电石渣的配料比(重量比)为硅钙渣∶电石渣＝100∶24~72。

在上述生产硅酸盐水泥的方法中，所述生料的煅烧温度为1260～1360℃。

与现有技术比较，本发明的优点在于：

(1)碱石灰烧结法产生的硅钙渣经脱碱工序可以有效降低氧化钠的含量，满足水泥生产原料对碱含量的要求。

(2)硅钙渣和电石渣的细度较细，可以满足水泥生料要求而无需破碎，减少粉磨工序，从而节约生产成本和能耗。

(3)电石渣代替石灰石配料，由于电石渣中含有少量的铝、硅、铁等杂质，可以修正水泥生料配料。

(4)硅钙渣在粉煤灰提取氧化铝焙烧过程中，已完成了硅酸二钙的生成等固相反应，而且电石渣中有效成分为氢氧化钙，相比碳酸钙分解所需热量较小，因此在水泥熟料的烧结过程中，可以缩短水泥熟料的煅烧时间，大大降低能耗。

(5)水泥原料烘干所需的热量由回转窑窑尾的热烟气供给，实现了回转窑余热利用，提高了热量利用率。

(6)采用原料硅钙渣、电石渣和脱硫石膏均为工业废渣，既减少了对环境的污染，又实现了废物的资源化利用，获得了高价值产品，对发展我国循环经济、缓解我国矿物资源短缺等具有战略意义。

附图说明

附图为本发明的生产工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

参看附图，本发明的生产步骤为：

1)采用碱石灰烧结法从粉煤灰中提取氧化铝产生的硅钙渣滤饼附水35％，Na₂O3.81％(以干基计)，某化工厂电石渣附水41％，CaO60.85％(以干基计)，按干基重量配料硅钙渣∶电石渣＝100∶8，加适量水进行脱碱反应。反应温度保持90℃，持续搅拌，反应1h后压滤、洗涤，对脱碱硅钙渣滤饼用烘干机烘干，脱碱后硅钙渣中Na₂O含量降为0.44％。电石渣用烘干机烘干。

2)烘干后的脱碱硅钙渣和电石渣进行配料，配料比为脱碱硅钙渣∶电石渣＝100∶24，生料硅率为3.0，铝率为1.7，饱和系数为0.78。生料进行混合并均化，均化后的生料取少量进行粒度测试，过80目筛，筛余为7.6％，满足生料粒度要求。

3)将均化后的生料送入回转窑内进行高温煅烧，煅烧温度为1350℃，冷却后制得水泥熟料；

4)水泥熟料破碎后，按3％重量比加入已烘干的电厂废渣脱硫石膏，一起送入水泥磨粉磨，制得硅酸盐水泥。物理性能指标如下：抗压强度3d为20.8MPa、28d为52.9MPa，抗折强度3d为4.1MPa、28d为7.3MPa。

Claims

1、一种利用硅钙渣和电石渣生产硅酸盐水泥的方法，其步骤为：

②对烘干后的脱碱硅钙渣和电石渣进行配料并均化；

2、按照权利要求1所述的利用硅钙渣和电石渣生产硅酸盐水泥的方法，其特征在于，所述电石渣中氧化钙含量大于60％(重量以干基计)，电石渣的粒度小于50μm(＞90％)。

3、按照权利要求1或2所述的利用硅钙渣和电石渣生产硅酸盐水泥的方法，其特征在于，所述脱碱反应的配料比(以干基计重量比)为硅钙渣∶电石渣＝100∶6～32，液固比(重量比)为2～4∶1。

4、按照权利要求3所述的利用硅钙渣和电石渣生产硅酸盐水泥的方法，其特征在于，所述硅钙渣脱碱反应的温度为80～95℃，搅拌时间为1～2h。

5、按照权利要求4所述的利用硅钙渣和电石渣生产硅酸盐水泥的方法，其特征在于，所述脱碱硅钙渣中氧化钠含量小于0.5％(重量以干基计)，脱碱硅钙渣的粒度为小于65μm(＞90％)。

6、按照权利要求5所述的利用硅钙渣和电石渣生产硅酸盐水泥的方法，其特征在于，脱碱硅钙渣、电石渣和脱硫石膏烘干所需的热量由回转窑窑尾的热烟气供给。

7、按照权利要求6所述的利用硅钙渣和电石渣生产硅酸盐水泥的方法，其特征在于，所述烘干后的脱碱硅钙渣和电石渣的配料比(重量比)为脱碱硅钙渣∶电石渣＝100∶4～60，直接烘干的硅钙渣和电石渣的配料比(重量比)为硅钙渣∶电石渣＝100∶24~72。

8、按照权利要求7所述的利用硅钙渣和电石渣生产硅酸盐水泥的方法，其特征在于，所述生料的煅烧温度为1260～1360℃。