CN101863629A - 一种主要用固体工业废渣生产硫铝酸盐水泥熟料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种主要用固体工业废渣生产硫铝酸盐水泥熟料的方法，通过主要使用多种固体工业废渣如粉煤灰、脱硫石膏等与铝矾土进行配料，以较低的成本和资源消耗实现生产硫铝酸盐水泥熟料，并能有效地防止次生的环境问题，较好地实现了固体工业废渣完全资源化、减量化和无害化的目标。

Description

一种主要用固体工业废渣生产硫铝酸盐水泥熟料的方法
技术领域
本发明涉及一种主要用固体工业废渣生产硫铝酸盐水泥熟料的方法。
背景技术
粉煤灰是目前排放量最大并有逐年增加趋势的固体工业废渣，脱硫石膏是近年来新出现的燃煤锅炉烟气脱硫产生的次生固体工业废渣，电石渣也有逐年增加的趋势。
硫铝酸盐水泥熟料是一种人造的水硬性胶凝材料，添加石膏等缓凝剂将其磨细到一定的分散度后加水即可形成具有机械强度的人造石材，并可作为胶凝材料胶结其它骨料如沙石、加强用钢材等。硫铝酸盐水泥熟料具有早期强度高、凝结时间短、高抗渗性、能抵御海水等硫酸盐的侵蚀等优越性能，将其复合到硅酸盐复合粉煤灰水泥当中，将大大地改善硅酸盐复合系列水泥的综合性能。
硫铝酸盐水泥熟料以前是用小型干法回转窑煅烧，需要消化天然石膏和优质石灰石等不可再生资源，同时生产过程中在还原气氛下可能产生H2S气体，对环境的污染也较大，另外，其成本和价格都很高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种主要用固体工业废渣生产硫铝酸盐水泥熟料的方法，通过主要使用多种固体工业废渣如粉煤灰、脱硫石膏等与铝矾土进行配料，以较低的成本和资源消耗实现生产硫铝酸盐水泥熟料，并能有效地防止次生的环境问题，较好地实现了固体工业废渣完全资源化、减量化和无害化的目标。
一种主要用固体工业废渣生产硫铝酸盐水泥熟料的方法，包括如下步骤：
1)先分别将脱硫石膏、电石渣进行烘干，直到脱硫石膏和电石渣的水分均小于2wt％，再依据以下配比进行混合：
脱硫石膏       20-25重量份，
粉煤灰         30-35重量份，
电石渣         20-25重量份，
劣质煤          5-10重量份，
铝矾土         10-15重量份，
其中，粉煤灰、劣质煤和铝矾土的水分小于2wt％；
2)将步骤1得到的混合物进行粉磨，在粉磨的过程中加入外加剂，该外加剂占步骤1得到的混合物的总量的0.02-0.05wt％(优选为0.03wt％)，直到用0.08mm方孔筛测得的筛余不大于15％；
3)将步骤2得到的产物进行搅拌均化，均化系数达到4以上；
4)将步骤3得到的均化产物进行烧成。
进一步地，外加剂由15-25wt％(优选为20wt％)高锰酸钾、5-15wt％(优选为10wt％)氯酸钾、3-8wt％(优选为5wt％)二氧化锰和60-70wt％(优选为65wt％)硫酸钡组成，且高锰酸钾、氯酸钾、二氧化锰和硫酸钡这四种组分的重量百分含量总和为100wt％，其设计原理是固体化学增氧，即在烧成环境中引进微量的固体氧化剂如高锰酸钾、氯酸钾、二氧化锰等。采用固体化学增氧的方法一方面可以降低化学反应温度，节约煅烧煤耗，另一方面消除硫铝酸盐水泥熟料的烧成还原气氛所产生的H2S气体，将其形成H2O和SO3并固化到熟料中去，从而克服了H2S气体对环境的污染问题。
其中，上述步骤4的烧成过程为：烧成温度为1200-1400℃，优选为1350℃，在高温带停留20分钟；出窑后20分钟内冷却至比环境温度高60℃的温度。
本发明主要用固体工业废渣生产硫铝酸盐水泥熟料，以较低的成本和资源消耗实现生产硫铝酸盐水泥熟料，其中，硫酸铝盐水泥熟料的烧成热耗仅相当于硅酸盐水泥熟料的70％，再加上固体工业废渣所包含的内能，故相同质量的硫铝酸盐水泥熟料的烧成热耗仅相当于硅酸盐水泥熟料的60％，符合低碳经济的原则。
附图说明
附图1为本发明的生产流程图。
具体实施方式
各种原料的来源及物理性质
Figure BSA00000167222000031
实施例1
先分别将脱硫石膏、电石渣进行烘干，直到脱硫石膏和电石渣的水分均小于2wt％，再依据以下配比进行混合：
脱硫石膏      20重量份，
粉煤灰        35重量份，
电石渣        20重量份，
劣质煤        10重量份，
铝矾土        15重量份，
其中，粉煤灰、劣质煤和铝矾土的水分均小于2wt％；
将得到的混合物进行粉磨，在粉磨的过程中加入外加剂，该外加剂占步骤1得到的混合物的总量的0.03wt％，该外加剂由20wt％高锰酸钾、10wt％氯酸钾、5wt％二氧化锰和65wt％硫酸钡组成，一直粉磨到用0.08mm方孔筛测得的筛余不大于15％；
接着，将过筛后的产物进行搅拌均化，均化系数达到4以上；
最后，将所得的均化产物在1350℃下进行烧成：在高温带停留20分钟；出窑后20分钟内冷却至比环境温度高60℃的温度，得到硫铝酸盐水泥熟料。经测试，所得的硫铝酸盐水泥熟料的三氧化二铝(Al2O3)含量(质量分数)大于30.0％，二氧化硅(SiO2)含量(质量分数)小于10.5％，3天抗压强度不低于55.0MPa，符合GB20472-2006(附录A)的规定。
实施例2
先分别将脱硫石膏、电石渣进行烘干，直到脱硫石膏和电石渣的水分均小于2wt％，再依据以下配比进行混合：
脱硫石膏      25重量份，
粉煤灰        30重量份，
电石渣        22重量份，
劣质煤         8重量份，
铝矾土        15重量份，
其中，粉煤灰、劣质煤和铝矾土的水分均小于2wt％；
将得到的混合物进行粉磨，在粉磨的过程中加入外加剂，该外加剂占步骤1得到的混合物的总量的0.02wt％，该外加剂由15wt％高锰酸钾、15wt％氯酸钾、3wt％二氧化锰和67wt％硫酸钡组成，一直粉磨到用0.08mm方孔筛测得的筛余不大于15％；
接着，将过筛后的产物进行搅拌均化，均化系数达到4以上；
最后，将所得的均化产物在1200℃下进行烧成：在高温带停留20分钟；出窑后20分钟内冷却至比环境温度高60℃的温度，得到硫铝酸盐水泥熟料，经测试，所得的硫铝酸盐水泥熟料的三氧化二铝(Al2O3)含量(质量分数)大于30.0％，二氧化硅(SiO2)含量(质量分数)小于10.5％，3天抗压强度不低于55.0MPa，符合GB20472-2006(附录A)的规定。
实施例3
先分别将脱硫石膏、电石渣进行烘干，直到脱硫石膏和电石渣的水分均小于2wt％，再依据以下配比进行混合：
脱硫石膏        23重量份，
粉煤灰          32重量份，
电石渣          25重量份，
劣质煤           5重量份，
铝矾土          10重量份，
其中，粉煤灰、劣质煤和铝矾土的水分均小于2wt％；
将得到的混合物进行粉磨，在粉磨的过程中加入外加剂，该外加剂占步骤1得到的混合物的总量的0.05wt％，该外加剂由20wt％高锰酸钾、7wt％氯酸钾、8wt％二氧化锰和65wt％硫酸钡组成，一直粉磨到用0.08mm方孔筛测得的筛余不大于15％；
接着，将过筛后的产物进行搅拌均化，均化系数达到4以上；
最后，将所得的均化产物在1400℃下进行烧成：在高温带停留20分钟；出窑后20分钟内冷却至比环境温度高60℃的温度，得到硫铝酸盐水泥熟料，经测试，所得的硫铝酸盐水泥熟料的三氧化二铝(Al2O3)含量(质量分数)大于30.0％，二氧化硅(SiO2)含量(质量分数)小于10.5％，3天抗压强度不低于55.0MPa，符合GB20472-2006(附录A)的规定。

Claims (5)

1.一种主要用固体工业废渣生产硫铝酸盐水泥熟料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)先分别将脱硫石膏、电石渣进行烘干，直到脱硫石膏和电石渣的水分均小于2wt％，再依据以下配比进行混合：
脱硫石膏        20-25重量份，
粉煤灰          30-35重量份，
电石渣          20-25重量份，
劣质煤           5-10重量份，
铝矾土          10-15重量份，
其中，粉煤灰、劣质煤和铝矾土的水分小于2wt％；
2)将步骤1得到的混合物进行粉磨，在粉磨的过程中加入外加剂，该外加剂占步骤1得到的混合物的总量的0.02-0.05wt％，直到用0.08mm方孔筛测得的筛余不大于15％；
3)将步骤2得到的产物进行搅拌均化，均化系数达到4以上；
4)将步骤3得到的均化产物进行烧成。
其中，步骤2中的外加剂由15-25wt％高锰酸钾、5-15wt％氯酸钾、3-8wt％二氧化锰和60-70wt％硫酸钡组成，且高锰酸钾、氯酸钾、二氧化锰和硫酸钡这四种组分的重量百分含量总和为100wt％。
2.如权利要求1所述的用固体工业废渣生产硫铝酸盐水泥熟料的方法，其特征在于，步骤4的烧成过程为：烧成温度为1200-1400℃，在高温带停留20分钟；出窑后20分钟内冷却至比环境温度高60℃的温度。
3.如权利要求2所述的用固体工业废渣生产硫铝酸盐水泥熟料的方法，其特征在于，烧成温度为1350℃。
4.如权利要求1-3任一项所述的用固体工业废渣生产硫铝酸盐水泥熟料的方法，其特征在于，步骤2中的外加剂占步骤1得到的混合物的总量的0.03wt％。
5.如权利要求1-4任一项所述的用固体工业废渣生产硫铝酸盐水泥熟料的方法，其特征在于，步骤2中的外加剂由20wt％高锰酸钾、10wt％氯酸钾、5wt％二氧化锰和65wt％硫酸钡组成。
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