CN102153304B - 一种水泥缓凝剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种以炼铁炼钢炉渣为吸收剂吸收烟气中的二氧化硫后的脱硫产物为主要原料制成的水泥缓凝剂以及制备方法。以吸收二氧化硫后的炼铁炼钢炉渣浆液经过滤分离得到脱硫产物滤饼，用中性水洗涤，然后采用过滤效果较好的设备，使洗涤后的滤饼所含机械夹带水重量比≤15％。在洗涤后的滤饼中加入石灰或干磨的粉状炼钢渣或炼铁渣，与滤饼混合均匀，加入石灰或干磨的粉状炼钢渣或炼铁渣后的滤饼在烘干窑内用热风烘干，烘干后的滤饼即为水泥缓凝剂，可以用去与水泥熟料一起粉磨。

Description

一种水泥缓凝剂及其制备方法
技术领域
本发明属于水泥缓凝技术领域，具体涉及一种以钢渣或为吸收剂吸收烟气中二氧化硫所得的脱硫产物为制备水泥缓凝剂的主要原料，以及制备水泥缓凝剂的方法。
技术背景
当水泥与适量的水调和时，开始形成的是一种可塑性的浆体，具有可加工性。随着时间的推移，浆体逐渐失去了可塑性，变成不能流动的紧密的状态，此后浆体的强度逐渐增加，直到最后能变成具有相当强度的石状固体。这个过程叫做水泥的凝结和硬化。凝结过程划分为初凝和终凝，用加水后开始计算的时间来表示。例如，国家标准规定：普通硅酸盐水泥初凝不得早于45min，终凝不得迟于12h。使用时施工浇灌过程的时间，必须早于45min；到终凝后，才能脱去模板开始下一个周期生产。普通硅酸盐水泥熟料主要由四种矿物：硅酸三钙(3CaO·SiO2)、硅酸二钙(β-2CaO·SiO2)、铝酸三钙(3CaO·Al2O3)和铁铝酸四钙(4CaO·Al2O3·Fe2O3)组成，这四种矿物遇水后均能起水化反应，但由于它们本身矿物结构上的差异以及相应水化产物性质的不同，各矿物的水化速率和强度，也有很大的差异。按水化速率可排列成：铝酸三钙＞铁铝酸四钙＞硅酸三钙＞硅酸二钙。按最终强度可排列成：硅酸二钙＞硅酸三钙＞铁铝酸四钙＞铝酸三钙。而水泥的凝结时间，早期强度主要取决于铝酸三钙和硅酸三钙。铝酸三钙的水化反应进行得很快，会导致水泥的凝结过快而无法使用，因此，一般在粉磨水泥时都掺有适量的缓凝剂，调节水泥的凝结速度。传统的水泥生产一般以天然石膏为缓凝剂。随着我国经济的发展，工业副产石膏越来越多，如：以石灰石或石灰为吸收剂吸收烟气中二氧化硫所得脱硫石膏，硫酸分解萤石生产氟化氢所得氟石膏，硫酸分解磷灰石制取磷酸所得磷石膏。这些工业副产石膏如不加以利用，将成为新的污染源。工业副产石膏用作水泥缓凝剂是一种比较合理的选择，近年来利用工业副产石膏作为水泥缓凝剂已逐渐为人们所接受。申请号为200610124969.5，名称为《磷石膏水泥添加剂》的专利申请公开了一种水份低、强度高，有利于提高水泥品质，适合于各类型水泥用的石膏添加剂的替代品磷石膏水泥添加剂。申请号为200610144187.8，名称为《一种水泥缓凝剂及其成型方法》的专利申请，公开了一种水泥缓凝剂及其成型方法。其特点为：它由工业副产石膏与掺混料混合经无水挤压而成。专利号为200610122949.4，名称为《一种用于水泥生产的缓凝剂制备方法》的专利，公开了一种用于水泥生产的缓凝剂制备方法，它使用发电厂产生的脱硫石膏废料作为水泥缓凝剂的主要原料。这些专利申请提出以工业副产石膏替代天然石膏直接用作水泥缓凝剂，或以工业副产石膏为主要原料制备水泥缓凝剂。随着工业副产石膏用作水泥缓凝剂技术的逐渐成熟，工业副产石膏用作水泥缓凝剂的使用量也将逐步增加。燃煤电厂烟气脱硫大量使用石灰石/石膏法技术，必然产生大量脱硫石膏，用作水泥缓凝剂是脱硫石膏再利用的一条较好的途径。
CN100453148C公告的发明专利《以炼铁炼钢炉渣为吸收剂吸收烟气中二氧化硫的方法》，公开了一种以炼铁炉渣、炼钢炉渣为吸收剂吸收烟气中二氧化硫的工艺方法。该工艺方法与烟气脱硫工艺石灰石/石膏法一样，脱硫之后产生大量的脱硫产物。但是，炼铁炼钢炉渣脱硫产物与天然石膏、脱硫石膏有区别，不能直接用作水泥缓凝剂，需要对其进行适当的加工。即需要通过一个制备过程使脱硫产物转变成水泥缓凝剂。
炼铁炼钢炉渣用于烟气脱硫，是将炼铁炼钢炉渣磨成粉状用水将其调制成浆液而参与脱硫，炉渣浆液吸收烟气中二氧化硫后仍然呈浆液状，这种浆液状脱硫产物经过过滤，滤液经适当处理后返回去调制炉渣浆液重复使用，而滤饼还含有10％～50％的溶液，其所含溶液数量由所用过滤设备和过滤条件决定。滤饼中的溶液pH值为5～6，偏酸性，含一些可溶性硫酸盐，这种滤饼就是制造水泥缓凝剂的主要原料。但是这种含有大量水和可溶性硫酸盐偏酸性的滤渣不能直接用作水泥缓凝剂，需要进行处理。
发明内容
本发明是要以上述炼铁炼钢炉渣为吸收剂吸收烟气中二氧化硫后所得脱硫产物，经加工制成水泥缓凝剂。
炼铁炼钢炉渣为吸收剂吸收烟气中二氧化硫后所得脱硫产物加工制备水泥缓凝剂的方法是：
吸收二氧化硫后的炼铁炼钢炉渣浆液经过滤分离得到脱硫产物滤饼，用中性水洗涤，使滤饼pH值由5～6上升至6.6～7。然后，采用过滤效果较好的设备，使洗涤后的滤饼所含机械夹带水重量比≤15％。在洗涤后的滤饼中加入石灰或干磨的粉状炼钢渣或炼铁渣，与滤饼混合均匀，使滤饼的pH值上升至8。加入石灰或干磨的粉状炼钢渣或炼铁渣后的滤饼在烘干窑内用热风烘干，其烘干温度150～170℃，使烘干后的滤饼中机械夹带的水分重量比＜3％。烘干后的滤饼即为水泥缓凝剂，可以用去与水泥熟料一起粉磨。
本发明工艺简单、经济实用，利用了工业生产的废料，属于一种利国利民的环保技术。
具体实施方式
以CN100453148C公告的发明专利的炼铁炼钢炉渣为吸收剂吸收烟气中二氧化硫后所得脱硫产物滤饼，来加工制备水泥缓凝剂的方法的一个实施例是：
吸收二氧化硫后的炼铁炼钢炉渣浆液经过滤分离得到脱硫产物滤饼，用中性水洗涤脱硫产物滤饼1～4次，使滤饼pH值由5～6上升至6.9，采用过滤效果较好的设备，使最后一次洗涤过滤的滤饼所含机械夹带水重量比12％。在洗涤后的滤饼中加入石灰或干磨的粉状炼钢渣或炼铁渣，使之与滤饼混合均匀，滤饼的pH值上升至8。加入石灰或干磨的粉状炼钢渣或炼铁渣后的滤饼在烘干窑内用热风烘干，使滤饼中机械夹带的水分重量比2.5％，其烘干温度160℃。烘干后的滤饼即为水泥缓凝剂，可以用去与水泥熟料一起粉磨。

Claims (2)

1.一种水泥缓凝剂的制备方法，该水泥缓凝剂以炼铁炼钢炉渣为吸收剂吸收烟气中的二氧化硫后的脱硫产物为主要原料，经加工制备而得，其特征在于：
吸收二氧化硫后的炼铁炼钢炉渣浆液经过滤分离得到脱硫产物滤饼，用中性水洗涤，使滤饼pH值由5～6上升至6.6～7；然后，采用过滤效果较好的设备，使洗涤后的滤饼所含机械夹带水重量比≤15％；在洗涤后的滤饼中加入石灰或干磨的粉状炼钢渣或炼铁渣，与滤饼混合均匀，使滤饼的pH值上升至8；加入石灰或干磨的粉状炼钢渣或炼铁渣后的滤饼在烘干窑内用热风烘干，其烘干温度150～170℃，使烘干后的滤饼中机械夹带的水分重量比＜3％；烘干后的滤饼即为水泥缓凝剂，用去与水泥熟料一起粉磨。
2.如权利要求1所述的水泥缓凝剂的制备方法，其特征在于：吸收二氧化硫后的炼铁炼钢炉渣浆液经过滤分离得到脱硫产物滤饼，用中性水洗涤脱硫产物滤饼1～4次，使滤饼pH值由5～6上升至6.9；然后，采用过滤效果较好的设备，使最后一次洗涤过滤的滤饼所含机械夹带水重量比12％；在洗涤后的滤饼中加入石灰或干磨的粉状炼钢渣或炼铁渣，使之与滤饼混合均匀，滤饼的pH值上升至8；加入石灰或干磨的粉状炼钢渣或炼铁渣后的滤饼在烘干窑内用热风烘干，使滤饼中机械夹带的水分重量比2.5％，其烘干温度160℃；烘干后的滤饼即为水泥缓凝剂，用去与水泥熟料一起粉磨。
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