CN102491716A - 用于水泥中的钛石膏和秸秆黑灰处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明是用于水泥中的钛石膏和秸秆黑灰处理方法，工艺包括一、取原材料钛石膏和含有烧失量大于10%的秸秆黑灰，其混合的重量比例为：75:25；二、配料与成形，取P_H值达到9或9以上的钛石膏，一用制砖机将物料制成砖块状，二用成球盘将物料制成球状；三、焙烧：用烧砖窑烧或旋转窑烧，物料的烧成温度达摄氏810+50℃。优点：单独用作水泥凝结剂，或者与二水石膏混合起来用做水泥凝结剂时，可以调高水泥水化强度，并且适当缩短水泥的凝结时间。水泥凝结时间的缩短和在提高强度方面，就处理钛石膏同二水石膏合用的比例而言，其处理钛石膏所占比例越高，强度提高的幅度越大，呗缩短的凝结时间也稍稍增长。生产表明无二次污染。

Description

用于水泥中的钛石膏和秸秆黑灰处理方法

技术领域

本发明是用于水泥中的钛石膏和秸秆黑灰处理方法。这里所说的钛石膏，是指由钛白粉厂生产二氧化钛产品中排出的废渣。这种废渣中，除了含有大量CaSO₄2H₂O外，还含有相当高的含水硫酸铁或氢氧化铁，这当中的铁主要是以低价的亚铁形式存在，除此，还含有少量的二氧化钛等杂质；这里所说的秸秆黑灰是指以稻秆、麦秆和其它植物杆子以及稻壳等可燃物在燃烧中产生的还含有较高的可燃成分的黑色灰，这里简称为秸秆黑灰，这种秸秆黑灰中含有的可燃物成分以烧失量计是等于或大于10%。

背景技术

石膏作为水泥组成成分之一，具有加速水泥水化促使水泥水化凝结的功能，它通过水和水泥中钙以及铝等共同作用，形成水化钙矾石。水化钙矾石这种矿物具有较高的强度和良好的粘结能力；但水化钙矾石的形成和存在，特别是多硫型的水化钙矾石的形成、形成速度和存在，要求的条件就比较苛刻。这条件就是石膏中的硫酸根形成离子团的速度和形成时间，能和水泥中钙和铝与水结合共同形成离了团的速度要很好的吻合，并且多硫型的水化钙矾石只有在常温条件下才能形成，才能存在。但多硫型的水化钙矾石的形成会造成水泥浆体膨胀，在SO₃用量过多或者多硫型的水化钙矾石形成期和水泥浆体硬化期偶合不当，对已经硬化的水泥浆体来说，膨胀以致造成水泥石被破坏。因此对石膏以SO₃计在水泥中用量，早就有大量的研究，并有明确的BG规定。但是，至于石膏的结晶形态对水泥水化的影响研究就很少了，研究石膏溶解的硫酸根离子和S_iO₂溶解的硅酸根离子互相结合关系，来共同对水化钙矾石的形成做出贡献，对水化硅酸钙形成做出贡献就更少了。很少或者是更少，说明还是有的，如水泥和砼研究杂志【Cement and Concrete Research(2010)851-866】中，有关以水泥材料为基础的C—S—H微结晶相和结晶相依赖于温度的函数关系，就谈到水泥水化中，各种阴离子与阴离子团和阳离子与阳离子团形成和它们之间关系，以及它们之间互相互换和结合条件。但是，文章中仅仅叙述一些现象，并未涉及到具体做法，更未谈到对原材料如何加工处理比较好。本发明利用钛石膏和秸秆黑灰这两种废渣固有的特性，设置了合适的加工工艺，生产出来的处理钛石膏，用于水泥生产中，既用来作为水泥凝结剂，也极大地改善水泥水化产物的性能。

发明内容

 本发明提出的是一种用于水泥生产中的钛石膏和秸秆黑灰处理方法,旨在开发钛石膏和秸秆黑灰一种新的开发应用途径。通过这种开发应用的途径,既解决了单独用钛石膏作为水泥凝结剂时,因水分过高,实际使用中有很多难以克服的困难,不便使用；又解决了单独用钛石膏作为水泥凝结剂时,会因质量不稳定,使用中会有许许多多弊病产生,而不敢使用。又由于秸秆黑灰内含有较高的可燃成分。这种可燃成分,既充当了燃料;又在此环境中,被完全燃烧了的可燃物的灰分更是处理钛石膏中很有用的组成成分,从而不仅解决了秸秆黑灰出路问题,更重要的是秸秆黑灰也成为处理钛石膏生产中不可缺少的原料。

本发明的技术解决方案:用于水泥中的钛石膏和秸秆黑灰处理方法,其特征是该方法包括如下工艺步骤：

一、取原材料钛石膏和含有烧失量大于10%的秸秆黑灰；

二、配料与成形：

（1）配料，1）测试所用的原钛石膏的P_H值，若原钛石膏中的P_H值在9以下，则用占原钛石膏重量7-10%的电石渣，用该电石渣与钛石膏搅拌至钛石膏的P_H值达到9或9以上，与电石渣搅拌混合以后的钛石膏，简称为混合钛石膏；若原钛石膏P_H值在9或9以上也称为混合钛石膏；2）混合钛石膏和含有烧失量大于10%的秸秆黑灰混合，其混合的重量比例为： 75+5:25+5，混合成均匀物料；

（2）成形，一用制砖机将混合均匀物料制成砖块状，二用成球盘将物料制成球状；

三、焙烧：1）砖块状物料用烧砖窑烧，砖块状物料大小为60mm×120mm×240mm，烧成温度达摄氏810+50℃；2）球状物料用旋转窑烧，球状物料的粒径5-15mm，烧成温度达摄氏810+50℃。

测试数据用的物料，是从窑中不同位置取的料混合起来，取有代表性的平均样进行检验 (测试数据列于表中) 。

本发明的优点：1）由实际测试数据展示,本发明生产出来的产品一处理钛石膏,作为水泥凝结剂应用,效果显著:同样生产条件下,不论与用纯天然二水石膏作为水泥凝结剂的测试样比较,还是与原样钛石膏作为水泥凝结剂的测试样比较,水化凝结时间稍有缩短,从而说明处理钛石膏能加速水泥水化。水化速度的加快,就促进水泥水化强度较快的增长,因此,在表中比较同一水化期的样品中,以用处理钛石膏作为水泥凝结剂的测试样,强度最高;水化速度加快,在水泥中显示的原因,就是构成水泥的颗粒,通过水的作用,分散溶解、聚合结晶、沉淀凝结的速度加快。这当中,后一个过程,会剧烈的影响前一个过程,反过来,前一个过程的发展又会促使后一个过程加快,如,分散溶解的速度加快,溶液中要结合的离子处于完全饱和或过饱和状态,就促使聚合结晶和沉淀凝结的速度加快,而聚合结晶和沉淀凝结的速度加快,就会极大的减少溶液中的离子浓度,从而使相应的颗粒分散溶解速度加快。与硅酸盐水泥熟料和某些有水硬性材料相比,处理钛石膏有着较快的溶解速度,溶解后,在溶液中形成饱和状态的硫酸根离子或离子团,或部分硅酸根取代流酸根形成的离子或离子团，要比由硅酸盐水泥熟料和其它成分,在溶液中水解形成对应的离子或离子团要略有超前。这样,由处理钛石膏水解出来的成分能很快和由硅酸盐水泥熟料和某些有水硬性材料,溶解形成的离子或离子团结合成结晶水化物沉淀,不仅如此,还能形成较为理想的结晶水化物沉淀。为此,用处理钛石膏作水泥凝结剂,能加快水泥水化速度,提高水泥水化强度,改善水泥性能。

2）,将处理钛石膏和原状钛石膏或天然二水石膏混合起来应用,在同样的SO₃含量情况下,水泥凝结时问随着处理钛石膏用量比例增加被缩短的凝结时问就增加,根据这一特点,可以按照实际需要,应用处理钛石膏和其它二水石膏以不同的比例对水泥凝结时问进行调节。

3）实用展示,处理钛石膏的开发,有着较好的坏境效益。处理钛石膏的开发,解决了有关钛白粉厂家,因堆放钛石膏废渣,占领土地,污染环境的头痛问题:解决了产生秸秆黑灰的厂家,由于秸秆黑灰没有出路发愁的问题;并且在生产处理钛石膏工艺中,除了烧窑过程中,由于燃烧有C0₂气体排出外,没有产生其它污染。

具体实施方式

下表是具体实施例

本发明就是把钛石膏用占它的重量7~10%电石渣，将其P_H值调节在9或9以上，而后和一定比例的秸秆黑灰混和，制成一定的形状后，在810+50℃下焙烧，焙烧后就得到所需要的产品，以下将此产品命名为处理钛石膏。

就是这种处理钛石膏，无论把它全用来作为水泥凝结剂，或者用一部分与天然二水石膏混合起作为水泥凝结剂；还是用一部分或大部分这种处理钛石膏与原样钛石膏混合起作为水泥凝结剂。测试结果均表明：不管与完全是天然二水石膏作为水泥凝结剂的试验样比较，还是与完全是原样钛石膏作为水泥凝结剂的试验样比较，都能使水泥水化强度有一定程度的提高，水泥水化凝结时间稍有缩短。

Claims (1)

1.用于水泥中的钛石膏和秸秆黑灰处理方法,其特征是该方法包括如下工艺步骤：

一、取原材料钛石膏和含有烧失量大于10%的秸秆黑灰；

二、配料与成形：

（1）配料，1）测试所用的原钛石膏的P_H值，若原钛石膏中的P_H值在9以下，则用占原钛石膏重量7-10%的电石渣，用该电石渣与钛石膏搅拌至钛石膏的P_H值达到9或9以上，与电石渣搅拌混合以后的钛石膏，简称为混合钛石膏；若原钛石膏P_H值在9或9以上也称为混合钛石膏；

2）混合钛石膏和含有烧失量大于10%的秸秆黑灰混合，其混合的重量比例为： 75+5:25+5，混合成均匀物料；

（2）成形，一用制砖机将混合均匀物料制成砖块状，二用成球盘将物料制成球状；

三、焙烧：1）砖块状物料用烧砖窑烧，砖块状物料大小为60mm×120mm×240mm，烧成温度达摄氏810+50℃；2）球状物料用旋转窑烧，球状物料的粒径5-15mm，烧成温度达摄氏810+50℃。