CN102803176A

CN102803176A - 用于制备具有高二钙硅酸盐含量的熟料的工业方法

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Publication number: CN102803176A
Application number: CN2010800252002A
Authority: CN
Inventors: G·瓦伦塔; C·孔帕雷; V·莫兰
Original assignee: Lafarge SA
Current assignee: Lafarge SA
Priority date: 2009-06-17
Filing date: 2010-06-07
Publication date: 2012-11-28
Also published as: EP2443073A1; PL2443073T3; ES2492674T3; FR2946978A1; JP2012530037A; US20120085265A1; US8852339B2; EP2443073B1; CA2765215C; WO2010146281A1; CA2765215A1; FR2946978B1

Abstract

本发明涉及一种用于制备具有高二钙硅酸盐含量的熟料的方法，所述方法包括以下步骤：(i)将生料引入水泥炉的焙烧室；(ii)在1150℃至1375℃之间的温度下焙烧所述生料；(iii)测量来自步骤(ii)的产物的每升的重量，并去除每升的重量严格小于650克/升的产物；(iv)测量在来自步骤(ii)的产物中的SO3的量，并去除除碳生料的SO3量与在来自步骤(ii)的产物中的SO3的量的比例小于或等于0.75和大于或等于1.2的产物；(v)测量在来自步骤(ii)的产物中的游离石灰(CaOl)的量，并去除游离石灰的量严格大于在来自步骤(ii)的产物中的游离石灰的1.5重量％的产物。

Description

用于制备具有高二钙硅酸盐含量的熟料的工业方法

技术领域

本发明涉及用于制备具有高二钙硅酸盐含量的熟料的工业方法。

背景技术

具有高二钙硅酸盐含量的熟料为具有低硅酸三钙含量或不含硅酸三钙的熟料，所述硅酸三钙为波特兰类型的常规熟料的一种矿物相。

工业家已经开发了具有高二钙硅酸盐含量的熟料。这些熟料与波特兰类型的熟料的制备相比具有显著降低的CO2排放的进一步优势。

这些具有高二钙硅酸盐含量的熟料制备机械强度符合或超过目前现代混凝土应用中所需的标准要求和性能的水泥。

然而，在用于波特兰类型的熟料的常规窑内制备这些具有高二钙硅酸盐含量的熟料需要另外的煅烧指示器并使其适应所述熟料的制备。

发明内容

因此，本发明旨在解决的问题在于提供一种用于制备具有高二钙硅酸盐含量的熟料的新型工业方法。

出人意料地，本发明人已经表明有可能通过考虑某些条件而在常规水泥车间窑中制备具有高二钙硅酸盐含量的熟料。

为此目的，本发明提供了一种用于制备包含40％至75％(％表示为相对于熟料总质量的质量)的二钙硅酸盐的熟料的方法，所述方法包含以下步骤：

(i)将生料引入水泥车间窑的焙烧室；

(ii)在1150℃至1375℃的温度下焙烧生料；

(iii)测量步骤(ii)的产物的每升的重量，并去除每升的重量严格小于650克/升的产物；

(iv)测量在步骤(ii)的产物中SO₃的量，并去除除碳生料的SO₃量/在步骤(ii)的产物中的SO₃量的比例小于或等于0.75和大于或等于1.2的产物；

(v)测量在步骤(ii)的产物中游离石灰(CaOl)的量，并去除游离石灰的量严格大于在步骤(ii)的产物中的游离石灰的1.5质量％的产物。

本发明还涉及可通过上文所述的方法获得的具有高二钙硅酸盐含量的熟料。

本发明提供了至少一种下文所述的决定性优势。

有利地，根据本发明的方法可在所有水泥车间窑中实施，包括用于制备波特兰类型的熟料的常规窑。

本发明的另一优势在于根据本发明的方法需要比制备波特兰类型的熟料所需的那些煅烧温度更低的煅烧温度。

本发明的另一优势在于监测煅烧(即步骤(iii)、(iv)和(v))的指示器可易于在水泥车间中实施。

此外，根据本发明的方法不需要特定的水泥车间窑。

本发明提供的另一优势在于，与制备波特兰熟料的方法相比，根据本发明的用于制备具有高二钙硅酸盐含量的熟料的方法有可能将所需的能量降低大约20％。

最后，本发明提供的另一优势在于，与制备波特兰熟料的方法相比，根据本发明的用于制备具有高二钙硅酸盐含量的熟料的方法有可能将CO₂的排放减少大约20％。

在阅读仅以举例说明和非限定性目的方式提供的以下描述和实施例之后，本发明的其他优势和特性将清楚显示。

具体实施方式

对于本发明说明书的其余部分，除非另有明确表述，将使用以下缩写符号指定水泥的矿物组分：

-C代表CaO(石灰)，且CaOl代表未包含于熟料中的游离石灰，

-A代表Al₂O₃(氧化铝)，

-F代表Fe₂O₃，

-S代表SiO₂(二氧化硅)，

-T代表le TiO₂，

-$代表SO₃。

根据本发明，表述“水硬性粘结剂”被理解为具有在水的存在下变为水合的性质的任意化合物，且其水合有可能获得具有机械特性的固体。根据本发明的水硬性粘结剂可特别为水泥。优选地，根据本发明的水硬性粘结剂为水泥。

根据本发明，表述“波特兰水泥”被理解为根据NF EN 197-1“Cement”标准的CEM I、CEM II、CEM III、CEM IV或CEM V类型的水泥。

根据本发明，表述“波特兰熟料”被理解为如NF EN 197-1“Cement”标准定义的熟料。

根据本发明，表述“长石”被理解为具有硅铝酸钾、硅铝酸钠或硅铝酸钙双基的矿物。该长石在网硅酸盐家族中。存在许多长石，主要的长石为含钾的正长石、含钠的钠长石和含钙的钙长石。后两者的混合物提供了斜长石系列。

根据本发明，表述“熟料”被理解为在煅烧(烧结)混合物(生料)之后获得的产物。

根据本发明，以下术语被理解为：

-C₃S：不纯的硅酸三钙(Ca₃SiO₅):(硅酸三钙)3(CaO)·(SiO₂)

-C₂S：不纯的硅酸二钙(Ca₂SiO₄):(二钙硅酸盐)2(CaO)·(SiO₂)

-C₃A：铝酸三钙(Ca₃Al₂O₆):(铝酸盐)3(CaO)·(Al₂O₃)

-C₄AF：铁铝酸四钙(Ca₄Al₂Fe₂O₁₀):(铁酸盐或铁铝酸盐或钙铁铝石)4(CaO)·(Al₂O₃)·(Fe₂O₃)，或更通常地具有通式2(CaO)·x(Al₂O₃)·(1-x)(Fe₂O₃)的化合物，其中X为0.2至0.8

-C₄A₃$：硫铝酸钙“夜恶史密特(ye’elimite)”4(CaO)·3(Al₂O₃)·(SO₃)

-石灰岩：CaCO₃

-石膏：CaSO₄·2(H₂O)；

-硫酸钙半水合物：CaSO₄·0.5H₂O；

-无水硫酸钙：CaSO₄；

-方镁石：MgO；

-沙，二氧化硅：SiO₂。

根据本发明，术语“相”被理解为矿物相。

根据本发明，术语“元素”被理解为根据元素周期表的化学元素。

根据本发明，术语“粘土”被理解为沉积岩，其大部分由特定的矿物质、硅酸盐，通常或多或少的水合铝组成，其具有层状结构(页硅酸盐)，或纤维结构(海泡石和坡缕石)。

根据本发明，术语“凝固”被理解为通过水硬性粘结剂的化学水合反应向固体状态的转化。所述凝固之后通常为硬化阶段。

根据本发明，术语“硬化”被理解为在凝固阶段结束之后获得水硬性粘结剂的机械性质。

首先，本发明涉及一种用于制备包含40％至75％的二钙硅酸盐的熟料的方法(％表示为相对于熟料总质量的质量)，所述方法包括以下步骤：

(i)将生料引入水泥车间窑的焙烧室；

(ii)在1150℃至1375℃的温度下焙烧生料；

(iv)测量在步骤(ii)的产物中的SO₃量，并去除除碳生料的SO₃量/在步骤(ii)的产物中的SO₃量的比例小于或等于0.75和大于或等于1.2的产物；

(v)测量在步骤(ii)的产物中游离石灰(CaOl)的量，并去除游离石灰的量严格大于在步骤(ii)的产物中游离石灰的1.5质量％的产物。

根据本发明的方法有可能制得具有高二钙硅酸盐含量的熟料，其包含40％至75％的二钙硅酸盐，优选45％至70％的二钙硅酸盐，优选45％至65％的二钙硅酸盐，更优选50％至60％的二钙硅酸盐，％表示为相对于熟料总重量的质量。

可通过引入粉末形式(干法)、颗粒形式(半干法)或液体糊剂形式(湿法或半湿法)的生料进行步骤(i)。通过干法，在任选的热交换塔中任选地预热之后，将生料以粉状形式直接引入窑中。通过半干法，在引入窑中之前，通过在大型倾斜旋转“盘”内润湿将生料转化为“颗粒”。通过湿法，将生料与水混合以形成液体糊剂。然后将所述糊剂储存在数千立方米的大型池中，在所述池中持续混合和均化所述糊剂。该混合物被称为生料。然后将所述糊剂输送至窑的进口，通过内焰在其端部加热。

优选地，通过引入颗粒形式的生料的半干法进行步骤(i)。

所述生料可包含从采石场提取的天然原料。

所述引入步骤(i)的生料至少包含钙源、二氧化硅源、氧化铝源、铁源、硫源、硼源。

优选地，适于制备步骤(i)中的生料的原料进料(被称为原料)为：

-钙源，例如石灰岩、粘土、泥灰、霰石、白垩、水泥岩、海贝壳、飞灰、火山灰或焙烧的家居残灰；所述钙源可来自采石场或可产生自工业过程。各种工业过程的副产物也适于用作石灰源。例如，某些来自气体净化器的废残灰包含大量石灰。窑灰也很合适；其通常在典型的水泥窑的出口收集；

-二氧化硅源，例如，粘土、泥灰、飞灰、火山灰、微硅粉、页岩、板岩或沙；所述二氧化硅源可来自采石场或可产生自工业过程，例如矿渣。

-氧化铝源，例如，粘土、泥灰、飞灰、火山灰、矾土、氧化铝赤泥，特别是来自在氧化铝、铁矾土、斜长岩、钠长石、长石提取过程中的工业废料的氧化铝泥；所述氧化铝源可来自采石场或可产生自工业过程或其废料；二氧化硅和氧化铝通常共同存在于自然界以及由许多工业过程产生的火山渣类型的副产物中，因此二氧化硅源也经常作为氧化铝源；

-铁源，例如氧化铁、铁矿石；所述铁源可来自采石场或可产生自工业过程或许多粘土物质；

-硫源，例如硫酸盐或存在于用于加热窑的燃料中的硫，其在烧结过程中与其他原料反应并变为在最终熟料或石膏中的组分、硫酸钙半水合物(α或β)或无水硫酸钙；根据本发明的适宜的硫酸钙源可来自采石场或可产生自工业过程；

-硼源，例如硼砂、硼酸、硬硼钙石或包含硼的任意其他化合物；所述硼源可来自采石场或可产生自工业过程。

此外，所述原料进料可包含其他化学元素，例如MgO、Na₂O、K₂O、TiO₂、P₂O₅、SrO、Mn₂O₃、Cl、F。

另一石灰源(且主要为二氧化硅源)为硅酸钙(CaO，SiO₂)，其存在于来自许多工业过程的矿渣中。例如，用于制备钢的鼓风炉产生大量矿渣。

可通过混合原料进行引入步骤(i)的生料的制备。可通过使原料接触接触(任选地包括研磨和/或均化的步骤)在步骤(i)前混合原料。优选地，引入步骤(i)的生料的原料任选地在步骤(i)前干燥或任选地在步骤(i)前焙烧。

根据本发明的一个变体，所述方法包括预焙烧生料的步骤。

可在步骤(i)的过程中引入其他原料，例如：

-镁源，例如镁盐；

-钠源，例如钠盐；

-钾源，例如钾盐；

-磷源，例如磷盐；

-锌源，例如氧化锌；

-锰源，例如氧化锰；

-钛源，例如氧化钛；

-氟源，例如氟盐；

-氯源，例如氯盐；

或它们的混合物。

这些原料可以为粉末形式，或半固体形式，或液体形式或固体形式。

步骤(ii)为焙烧步骤，根据本发明其表示燃烧步骤。

根据本发明，“焙烧”被理解为生料的化学元素之间的反应。

焙烧在1150℃至1375℃，优选1200℃至1325℃，甚至更优选1300℃至1325℃的温度下进行。

优选地，焙烧进行最少20分钟，更优选最少30分钟，最优选最少45分钟。该焙烧时间特别地取决于窑的容量和燃烧所选的温度。

优选地，焙烧在充分氧化的氛围(例如大气)中进行，但其他的充分氧化的氛围也可以为适宜的。

根据本发明的方法可在常规水泥车间窑(例如回转窑)中或在另一类型的窑(例如连续窑)中进行。步骤(ii)可在回转窑或电窑或连续窑或任意其他类型的水泥车间窑中进行。

回转窑的长度和直径不同。它们缓慢旋转，并且由于它们略微倾斜，负载缓慢下移至窑的热端。回转窑优选从其底端加热。需要特殊的耐火材料，更特别是对于在窑底端的极热区域。优选地，选择在燃烧过程中不与熟料的液相相互作用的耐火材料。优选地，窑应该保持连续运行，否则昂贵的耐火材料可在冷却和再加热过程中通过热冲击而损坏。通常回转窑通过在其底端燃烧化石燃料而被加热，同时极热的燃烧气体在窑中向上循环。热能通过直接与下降的所引入的材料接触而进行传输，并也通过加热耐火内衬而间接传输。由于所引入的材料优选被极热的气体干燥、加热和部分焙烧，部分较细颗粒聚集在一起并以窑灰的形式被运出窑。

在启动装置时，根据本发明的一个实施方案，将原料进料至研磨机，调节原料的比例从而以制备熟料所需的适宜比例提供组分。将经研磨的材料进料至窑中。

根据本方法的一个优选的实施方案，在煅烧过程中从熟料的液相进行结壳操作以获得窑内的里衬或“硬壳”里衬，其作为保护窑的耐火壳的材料。

当装载窑之时，优选具有足够高的温度以引发化学烧结反应的开始。但是，应避免过高的温度，其将引发过量的液相，存在通过形成环和/或产生液体材料流而堵塞窑的风险。

燃烧步骤(ii)的持续时间对于每个窑为特定的，并且特别地由窑的旋转速度和/或进料流决定。

根据本发明的方法的步骤(iii)为测量步骤(ii)的产物每升的重量并去除每升的重量严格小于650克/升的产物。

更特别地，在步骤(iii)过程中，测量步骤(ii)的产物的每升的重量，且不去除每升的重量大于或等于650克/升，优选800克/升至1250克/升，更优选850克/升至1200克/升，最优选等于1050克/升的产物。

以下述方式测量每升的重量：选择颗粒范围为5毫米至10毫米的熟料颗粒，所述选择优选用筛子进行。之后将这些所选的熟料颗粒引入容量等于1升的容器。在将熟料颗粒引入所述容器之后，用尺子弄平容器的顶部。重要的是熟料颗粒不超过容器的顶部。之后测量在所述升中包含的熟料的质量，并且获得表示为克熟料/升的每升的重量。

根据本发明的一个变体，步骤(iii)可由另一步骤代替，所述另一步骤为步骤(ii)的产物的表观密度的表征步骤。直接测量熟料颗粒的表观密度的例子为使用汞孔隙率仪技术。可以下述方式测量表观密度：选择颗粒范围为5毫米至10毫米的熟料颗粒，所述选择优选用筛子完成。之后将这些所选的熟料颗粒打开或分成两部分以使汞接近孔穴。进行汞孔隙率的测量直至达到约4000巴的压力。该测量有可能计算颗粒的孔隙率百分比，并因此有可能计算每升的重量。

也有可能使用其他技术进行表观密度的测量，例如静流称重：将熟料颗粒放入袋中，在空气中和在水中称量的颗粒质量的差异使得有可能计算颗粒的表观密度。

根据本发明的方法的步骤(iv)为测量在步骤(ii)的产物中的SO₃量，并去除除碳生料的SO₃量/在步骤(ii)的产物中的SO₃量的比例小于或等于0.75和大于或等于1.2的产物。

优选地，根据本发明的方法的步骤(iv)为测量在步骤(ii)的产物中的SO₃量，并去除除碳生料的SO₃量/在步骤(ii)的产物中的SO₃量的比例小于或等于0.80和大于或等于1.15的产物。

更优选地，根据本发明的方法的步骤(iv)为测量在步骤(ii)的产物中的SO₃量，并去除除碳生料的SO₃量/在步骤(ii)的产物中的SO₃量的比例小于或等于0.90和大于或等于1.1的产物。

甚至更优选地，不去除除碳生料的SO₃量/在步骤(ii)的产物中的SO₃量的比例等于1的产物。

对于加热至975℃的除碳生料确定除碳生料的SO₃量，所述SO₃量对应于以所有化学组分的总量计的SO₃的质量％。

SO₃量的确定可例如通过测量X-射线荧光(例如根据NF EN196-2.2标准)，或通过化学重力法(例如根据NF EN 196-2标准)，或通过元素分析进行。在元素分析的情况中，SO₃的剂量可使用红外元素分析仪确定。

根据本发明的方法的步骤(v)为测量在步骤(ii)的产物中游离石灰(CaOl)的量，并去除游离石灰的量严格大于在步骤(ii)的产物中的游离石灰的1.5质量％的产物。

根据一个变体，根据本发明的方法包括测量在步骤(ii)的产物中的游离石灰(CaOl)的量，之后去除游离石灰的量严格大于在步骤(ii)的产物中的游离石灰的1.5质量％，而保留游离石灰的量小于或等于在步骤(ii)的产物中的游离石灰的1.5质量％的产物的步骤。

优选地，在根据本发明的方法的步骤(v)中，去除游离石灰的量严格大于在步骤(ii)的产物中的游离石灰的1质量％的步骤(ii)的产物。

更优选地，在根据本发明的方法的步骤(v)中，去除游离石灰的量严格大于在步骤(ii)的产物中的游离石灰的0.5质量％的步骤(ii)的产物。

甚至更优选地，在根据本发明的方法的步骤(v)中，保留游离石灰的量为0％至0.5％之间的步骤(ii)的产物。

游离石灰的量的确定可通过用于波特兰水泥的情况中的典型方法之一进行，所述方法可以为例如通过X-射线衍射谱(基于CaOl峰的DRX-Rietveld分析或定量的例子)的剂量，或通过在乙二醇溶液中消化之后在EDTA的存在下的配位滴定法类型的剂量，或通过在乙二醇溶液中消化之后的剂量的酸碱类型，或通过在乙二醇溶液中消化之后的导电分析法。

在根据本发明的方法的步骤(v)之后，获得具有高二钙硅酸盐含量的熟料。

优选地，在步骤(v)之后为冷却步骤。该冷却步骤可以例如通过在离开窑的熟料上注入水或通过吹入空气而进行。

本发明还涉及可通过根据本发明和本文上述的方法获得的具有高二钙硅酸盐含量的熟料。

优选地，根据本发明的具有高二钙硅酸盐含量的熟料不包含C₂AS和/或C₁₂A₇和/或C₃S和/或CT矿物相。

根据本发明的一个变体，具有高二钙硅酸盐含量的熟料可包含痕量的C₂AS和/或C₁₂A₇和/或C₃S和/或CT矿物相。

根据本发明的另一变体，具有高二钙硅酸盐含量的熟料可包含0.1质量％至1质量％的C₂AS和/或C₁₂A₇和/或C₃S和/或CT矿物相。根据本发明的一个变体，具有高二钙硅酸盐含量的熟料可包含小于0.5％的C₃S矿物相，特别是其可包含0.01％至0.5％的C₃S矿物相，以表示为相对于熟料总质量的质量的％计。

所述C₂AS矿物相被理解为是钙铝黄长石。

所述C₁₂A₇矿物相被理解为是钙铝石。

所述C₃S矿物相被理解为是硅酸三钙。

所述CT矿物相被理解为是钙钛矿。

可通过根据本发明的方法获得的熟料为具有高二钙硅酸盐含量的熟料，优选包含40％至75％的二钙硅酸盐，优选45％至70％的二钙硅酸盐，更优选45％至65％的二钙硅酸盐，最优选50％至60％的二钙硅酸盐，％表示为相对于熟料总质量的质量。有利地所述熟料为二钙硅酸盐-钙-硫铝酸盐-铁酸盐熟料(BCSAF)，其至少包含(以表示为相对于BCSAF熟料总质量的质量的％计)

■5％至30％的对应于通式C₂A_XF_(1-X)的组合物的铝铁酸钙相，其中X为0.2至0.8；

■10％至35％的硫铝酸钙相“夜恶史密特”(C₄A₃$)，

■40％至75％的二钙硅酸盐(C₂S)，

■0.01％至10％的一种或多种次生相，其选自硫酸钙、碱金属硫酸盐、钙钛矿、钙铝黄长石、游离石灰和方镁石和/或玻璃相，其中，这些相的总百分比大于或等于97％。

二钙硅酸盐对于本领域技术人员而言为公知的矿物相，所述矿物相在其纯净状态具有组成Ca₂SiO₄，但其也可包含杂质。

“夜恶史密特”相为一种矿物相，所述矿物相在其纯净状态具有组成Ca₄Al₆SO₁₆，但其也可包含杂质。

铁铝酸相为一种矿物相，所述矿物相在其纯净状态具有式C₂A_XF_(1-X)，其中X为0.2至0.8，但其也可包含杂质。

杂质被理解为元素周期表的任意元素。

有利地，BCSAF熟料的所述相的总百分比大于或等于97％，优选大于或等于98％，更优选大于或等于99％，最优选大于或等于100％。

优选地，所述BCSAF熟料的矿物相还包含一种或多种第二元素，其选自镁、钠、钾、硼、磷、锌、锰、钛、氟、氯。

所述BCSAF熟料的矿物相可包含作为主要元素的：钙、铝、二氧化硅、铁、氧和硫。

所述BCSAF熟料可至少包含以相对比例存在的以下主要氧化物(％表示为相对于BCSAF熟料总质量的质量)：

CaO：45％至61％

Al2O3：8％至22％

SiO2：15％至25％

Fe2O3：3％至15％

SO3：2％至10％。

所述BCSAF熟料的矿物相可包含优选以下述量存在的一种或多种第二元素，以表示为相对于BCSAF熟料总质量的质量的％计，其选自镁、钠、钾、硼、磷、锌、锰、钛、氟、氯：

-0％至5％的镁，以氧化镁表示，

-0％至5％的钠，以氧化钠表示，

-0％至5％的钾，以氧化钾表示，

-0％至3％的硼，以氧化硼表示，

-0％至7％的磷，以磷酸酐表示，

-0％至5％的锌、锰、钛或其混合物，以这些元素的氧化物表示，

-0％至3％的氟化物、氯化物或其混合物，以氟化钙和氯化钙表示，所述第二元素的总含量小于或等于15％。

所述BCSAF熟料的矿物相可优选地包含下述第二元素，以表示为相对于BCSAF熟料总质量的质量的％计：

-1％至4％的镁，以氧化镁表示，

-0.1％至2％的钠，以氧化钠表示，

-0.1％至2％的钾，以氧化钾表示，

-0％至2％的硼，以氧化硼表示，

-0％至4％的磷，以磷酸酐表示，

-0％至3％的锌、锰、钛或其混合物，以这些元素的氧化物表示，

-0％至1％的氟化物、氯化物或其混合物，以氟化钙和氯化钙表示。

-0.2％至1.5％的钠，以氧化钠表示，

-0.2％至1.5％的钾，以氧化钾表示，

-0.2％至2％的硼，以氧化硼表示，

-0％至1％的氟化物加上氯化物或其混合物，以氟化钙和氯化钙表示。

优选地，所述BCSAF熟料的矿物相可包含下述第二元素，以表示为相对于BCSAF熟料总质量的质量的％计：

-0.2％至2％的硼，以氧化硼表示，

-0.1％至2％的钾，以氧化钾表示。

根据另一优选实施方案，所述BCSAF熟料的矿物相可包含下述第二元素，以表示为相对于BCSAF熟料总质量的质量的％计：

-0.2％至2％的硼，以氧化硼表示；

-0.1％至2％的钠，以氧化钠表示。

-0.2％至2％的硼，以氧化硼表示。

-0.2％至2％的钾，以氧化钾表示；

-0.5％至4％的磷，以氧化磷(P₂O₅)表示。

-0.2％至2％的钾，以氧化钾表示；

-0.5％至4％的磷，以氧化磷(P₂O₅)表示；

-小于0.1％的硼，以氧化硼表示。

根据本发明的一个变体，根据本发明的BCSAF熟料不包含硼砂或硼或包含硼的化合物。

以下实施例说明了本发明而不限制本发明的范围。

实施例：在回转类型的水泥车间窑中制得的根据本发明的二钙硅酸盐水泥的制备。

下文描述的制备包括以下步骤：

-制备原料：研磨

-制备生料：混合原料和造粒

-制备熟料：在回转类型的水泥车间窑中焙烧生料

-制备水泥：研磨和加入硫

-根据EN 196-1标准确定灰泥的机械性能

1)原料的制备

本生料的目标化学组成通过混合六种原料获得，其化学组成在下表中列出：

％	CaO	Al2O3	SiO2	Fe2O3	SO3	Mgo	TiO2	K2O	Na2O	B2O3	其他
												石灰岩	54.64	0.32	0.44	0.06	0.00	071	0.00	0.04	0.08	0.00	0.00
粘土	132	35.71	4611	107	0.00	0.48	0.10	2.20	0.49	0.00	0.00
												无水硫酸钙	40.80	0.18	0.36	012	56.84	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00
氧化铁	0.00	0.00	189	95.30	0.00	0.03	0.05	0.00	0.00	0.00	0.67
												矾土	104	82.65	7.58	212	0.00	0.36	393	0.89	0.18	0.00	0.00
硼酸(H₃BO₃)	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	563	0.00

这些原料的制备(除了已经呈粉末形式的硼酸之外)在于使用常规球磨研磨机的分别的研磨步骤以具有5％的最大为100微米的筛上料(除石灰岩之外，由于该产物填隙特征，获得7.6％的100微米的筛上料(质量％))。

2)混合原料以及生料的造粒

使用配置刀片的旋风类型的装置来混合并均化其中加入硼酸的在步骤1)中制得的原料，所述刀片在釜内引起空气和固体粒子的搅拌。将搅拌时间设定为1小时30分钟以确保混合物的完全均化。

石灰岩

粘土

无水硫酸钙

氧化铁

矾土

H3BO3

混合物中％

60.12％

22.87％

6.1％

4.67％

4.50％

1.74％

之后使用标准造粒盘将由此获得的混合物(被称为生料)造粒。

粒化生料在105℃下的干燥烘箱内干燥以获得当其被引入窑中之时完全干燥的颗粒。

3)粒化生料的焙烧以及获得二钙硅酸盐熟料

生料(根据本发明的步骤(ii))的焙烧步骤在回转窑内进行，所述回转窑对于1米内径为16米长，并通过空气-燃料主燃烧器加热。将窑的速度设定为1.2rpm，将生料的进流量设定为350千克/小时。安装激光高温计以测量在火焰的约2/3长度处(即在烧结区域中)的熟料的温度。

所述焙烧按照以下步骤：

-将窑逐渐加热至1100℃(使用高温计测量)，其根据与用于波特兰水泥相同的步骤；

-开始引入粒化生料，并将窑的温度升高至1200℃-1225℃；

-等待热稳定1小时；

-将窑的温度逐渐升高至1300℃-1325℃约45分钟；

-将窑的温度稳定在1300℃和1325℃之间。

在离开窑之后，使熟料在配置升降器的旋转管内的环境空气中冷却，所述升降器有可能确保良好的接触和良好的熟料-空气交换。

以约30分钟的规则间隔取出6千克至8千克的熟料样品用于之后的物理-化学表征试验，所述试验在于：

-根据说明书中前述方法测量熟料颗粒的每升的重量(根据本发明的步骤(iii))；

-通过红外元素分析仪确定在熟料(SO₃Ck)中的SO₃含量(根据本发明的步骤(iv))；

-通过X-射线衍射(DRX)结合Rietveld分析确定游离CaO的含量(根据本发明的步骤(v))。

4)水泥的制备

使用常规球磨研磨机在10质量％的硬石膏(与用于制备生料的硬石膏相同)的存在下，进行使用在前一步骤中取样的熟料制备水泥的阶段。

灰泥的压缩机械强度试验(CS)根据EN 196-1标准的规范进行。

下表举例说明了所获得的结果

^*这些水泥不提供在用于制备该灰泥样本的钢模中的适当灌筑。

Claims

1.一种用于制备包含40％至75％的二钙硅酸盐的熟料的方法，质量％以熟料的总质量计，所述方法包括以下步骤：

(i)将生料引入水泥车间窑的焙烧室；

(ii)在1150℃至1375℃的温度下焙烧生料；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述引入步骤(i)的生料至少包含钙源、二氧化硅源、氧化铝源、铁源、硫源、硼源。

3.根据前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于其包括生料的预焙烧步骤。

4.根据前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于步骤(i)在回转窑或电窑或连续窑或任意其他类型的水泥车间窑中进行。

5.根据前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于在步骤(iv)中，不去除除碳生料的SO₃量/在步骤(ii)的产物中的SO₃量的比例等于1的步骤(ii)的产物。

6.根据前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于在步骤(v)中，去除游离石灰的量严格大于在步骤(ii)的产物中的游离石灰的1质量％的步骤(ii)的产物。

7.可通过根据权利要求1至6所述的方法获得的熟料。

8.根据权利要求7所述的熟料，其特征在于其不包含C₂AS和/或C₁₂A₇和/或C₃S和/或CT矿物相。

9.根据权利要求7所述的熟料，其特征在于其包含小于0.5％的C₃S矿物相，特别是其包含0.01％至0.5％的C₃S矿物相，以表示为相对于熟料总质量的质量的％计。