CN101913787A

CN101913787A - 煅烧活化页岩做水泥掺合料的方法

Info

Publication number: CN101913787A
Application number: CN 201010236749
Authority: CN
Inventors: 王国成; 靳武士; 张�雄; 刘小雄; 李经宏; 江远清
Original assignee: SICHUAN LISEN BUILDING MATERIALS SCIENCE AND TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Current assignee: SICHUAN LISEN BUILDING MATERIALS SCIENCE AND TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Priority date: 2010-07-23
Filing date: 2010-07-23
Publication date: 2010-12-15

Abstract

一种煅烧活化页岩做水泥掺合料的方法，将页岩粉碎为颗粒，加入水泥窑的篦式冷却机，利用熟料的余热煅烧页岩，使页岩活化成为水泥掺合料。所述页岩的粒径5～15mm，含水量2～5％；所述页岩的加入量为熟料的5～15％；所述页岩从篦式冷却机热端的一段床两侧对称加入。本发明的优点是：利用水泥窑出窑高温熟料的热量作为活化页岩的能量，因而无需新建窑，省掉基建投资；煅烧出的掺合料直接与熟料掺合，简化了水泥生产工艺步骤，使得水泥生产成本下降，经济效果显著。

Description

煅烧活化页岩做水泥掺合料的方法

技术领域

本发明涉及水泥生产方法，具体地说，是涉及一种煅烧活化页岩做水泥掺合料的方法。

背景技术

我国水泥行业主要利用高炉矿渣、粉煤灰、火山灰质材料等作水泥混合材，随着水泥市场产能的不断扩张和矿产资源的日益减少，通常可用作水泥的掺合材料如矿渣、粉煤灰等资源日渐紧缺，价格逐年上扬，开发水泥混合材新品种日渐成为水泥工业研究的当务之急。

近年来，人们把目光投向页岩，页岩是以SiO₂和Al₂O₃为主要成份的粘土质沉积岩，分布非常广泛。页岩中的铝硅酸盐矿物为结晶态，结构稳定，没有水化活性，但经过一定温度的煅烧处理后，即表现出明显的水化活性。关于烧页岩的火山灰活性，，一种观点认为它来自粘土矿物分解后所形成的无定形物质，另一种则认为它来自高温熔融所形成的玻璃相，这两种观点对烧页岩的热处理工艺有重要的指导意义。根据上海硅酸盐研究所任国浩的《烧页岩的火山灰活性研究》得出烧页岩的火山灰活性既不完全取决于其中无定形态的含量，也不取决于玻璃相的出现，而是与粘土矿物在某个特定温度范围的热分解作用有关。从实验结果表明：在700～800℃(最佳750℃)的范围内煅烧一定时间的页岩具有的火山灰活性，是很好的水泥掺合料，可以用于生产水泥，煅烧活化页岩做水泥掺合料的工程应用方法相继诞生。目前有两种方法，一是土立窑煅烧，建窑投资较少，约500万元，生产成本也较低，约85元/吨，但生产规模小，产量150吨/天；二是回转窑煅烧，生产规模大，产量250吨/天，但建窑投资巨大，超过1000万元，生产成本也偏高，约110元/吨。

上述两种方法均需投巨资新建窑，并加燃料才能将页岩煅烧成水泥掺合料。虽然解决了水泥掺合料的原料来源问题，但水泥的综合成本较高。同时，上述两种方法都是单独煅烧出掺合料，再与熟料掺合，使得水泥生产工艺步骤依旧繁杂，没有省去掺合步骤。

另一方面，水泥生产过程中有大量余热可以利用，例如，熟料烧成后，其温度在1300～1400℃，目前是强制通风冷却，热风(二次风、三次风)用于预热水泥原料和燃料。

发明内容

本发明的目的，是提供一种煅烧活化页岩做水泥掺合料的方法。该方法是将页岩直接加入水泥生产窑系统，利用水泥窑出窑高温熟料的热量作为烧页岩的活化能量，因而无需新建窑，煅烧出的掺合料直接与熟料掺合，可简化水泥生产工艺步骤。

本发明的技术方案如下：

一种煅烧活化页岩做水泥掺合料的方法，将页岩粉碎为颗粒，加入水泥窑的篦式冷却机，利用孰料的余热煅烧页岩，使页岩活化成为水泥掺合料。

所述页岩的粒径5～15mm，含水量2～5％。

所述页岩的加入量为孰料的5～15％。

所述页岩从篦式冷却机热端一段床的两侧对称加入。

本发明的有益效果：

利用水泥窑出窑高温熟料的热量作为活化页岩的能量，因而无需新建窑，省掉基建投资；煅烧出的掺合料直接与熟料掺合，简化了水泥生产工艺步骤，使得水泥生产成本下降，经济效果显著。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图

具体实施方式

首先介绍水泥窑篦式冷却机的工作原理：

篦冷机对经回转窑煅烧出的高温熟料(1300～1400℃)通过热端控制流篦板进行急速冷却，由于采用了高效控制流技术，充分考虑料层的阻力及分布，利用区域可调方式对熟料进行冷却，从而使冷却空气分布更加均匀，熟料骤冷效果好，保证了熟料的充分冷却，出料温度的降低，热回收效率的提高，并对烧成熟料的适应性强。

控制流篦板冷却空气的进入过程：风机→汇风箱→各支管→各支管调节阀→固定充气横梁→各控制流篦板单元→熟料层。

在各风室设置有“密封”风机，以防止熟料层内的冷却风回窜至各风室中，并冷却和减少各篦板相互间的漏料。

高温熟料从热端篦床推进至后续篦床，冷却至环境温度+65℃，并经熟料破碎机破碎至≤25mm(占90％以上)以便输送、储存和粉磨。同时，风机鼓入的冷却风经热交换吸收熟料中的热能后作为二次风入窑、三次风入分解炉，还可作为生料或煤烘干用风，其余的废气经收尘后排入大气。由篦板相互间篦缝漏下的细熟料经灰斗锁风阀排出，由下部输送设备输送入库。

本发明的特点是：直接将页岩加入篦式冷却机，利用出窑高温熟料的热量来煅烧页岩，工作流程参见图1，存储在堆场2的页岩由给料机1送入破碎机3破碎，筛出粒径5～15mm的页岩颗粒，送入中间仓4，经计量称5计量后，由气动阀7送入回转锁风下料器6，然后进入回转窑篦冷机9的一段前部，在600～800℃环境中煅烧后活化，再与熟料一起经拉链机输送至熟料库。

技术重点、难点如下：

1.入料页岩的含水率和加入量。

页岩加入后，对二、三次风的温度还是会产生较大的影响，这就要求页岩加入后尽可能减少对生产的影响，根据实际生产情况，二次风温度能达到1100℃时，在加入页岩后，温度低限按1000℃考虑，即温降在100℃范围内，对应的页岩的含水率应控制在2～5％范围内，加入量应控制在熟料流量的5～15％范围内。

2.页岩加入到冷却机后，对熟料冷却效果均带来负面影响，为了减少这种负面影响，必须控制页岩的粒度。

一般情况下，物料粒度在5mm以下的量大于15％时，会对冷却机的冷却效果产生影响，因此页岩粒度大部分应该大于5mm。另外如果粒度太小，也容易出现有部分细页岩随二次风、三次风进入窑内，从而对熟料质量产生不利影响。物料粒度越大，物料热交换时间和煅烧时间越长，因此页岩粒度也不宜大于15mm，故页岩粒度应在5～15mm范围内。

3.页岩在冷却机的加入位置。

根据页岩的煅烧温度要求，页岩必须在冷却机的一段床加入。如果页岩在冷却机的固定床加入，由于没有活动篦床的运动，物料不容易运动，可能会出现物料发生堆积的情况，因此页岩最好在第一排活动篦床处加入。

4.页岩加入方式。

如果页岩由一个卸料口进入冷却机，由于冷却机的宽度较宽，页岩不能在整个冷却机宽度上均匀分布，因此页岩进料口数量按2个设计，分别在冷却机的左、右两侧。这样，页岩从左、右两侧相向对称进料，受热均匀、充分、快速。

几种煅烧活化页岩方法的比较见下表：

Claims

1.一种煅烧活化页岩做水泥掺合料的方法，其特征在于：将页岩粉碎为颗粒，加入水泥窑的篦式冷却机，利用熟料的余热煅烧页岩，使页岩活化成为水泥掺合料。

2.根据权利要求1所述煅烧活化页岩做水泥掺合料的方法，其特征在于：所述页岩的粒径5～15mm，含水量2～5％。

3.根据权利要求1所述煅烧活化页岩做水泥掺合料的方法，其特征在于：所述页岩的加入量为熟料的5～15％。

4.根据权利要求1所述煅烧活化页岩做水泥掺合料的方法，其特征在于：所述页岩从篦式冷却机热端的一段床两侧对称加入。