CN102838365B - 煤矸石制备的高强耐碱浇注料及其方法 - Google Patents
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Abstract
一种煤矸石制备的高强耐碱浇注料及其方法，属于耐火浇注料技术领域。由煤矸石、硅微粉、焦宝石微粉、铝酸钙水泥、外加剂组成，各原料的粒度及质量百分比为：煤矸石：粒度5mm～8mm的10～20％，煤矸石：粒度3mm～小于5mm的10～25％，煤矸石：粒度1mm～小于3mm的20～30％，煤矸石：粒度小于1mm的10～40％，焦宝石：粒度5μm的0～10％，硅微粉：2～10％，铝酸钙水泥 ：5～15％，外加剂 ：0.1～0.4％。优点在于，充分利用废弃的煤矸石资源，且煤矸石中SiO2含量较高可制备出耐碱性能优良，价格低廉的高强耐碱浇注料。该种浇注料可广泛应用于新型干法水泥回转窑系统预热器及篦冷机碱侵蚀比较严重以及热工相似部位。
Description
技术领域
本发明属于耐火浇注料技术领域，特别是提供了一种煤矸石制备的高强耐碱浇注料及其方法。
背景技术
从上世纪九十年代后期至今，中国的新型干法水泥生产发展迅猛，尤其是大型新型干法水泥窑，如日产5000 吨、日产10000 吨的新型干法水泥生产技术装备已达到国际先进水平，我国已成为世界水泥制造中心。
随着生产技术水平的提高，水泥熟料生产线的超产现象越来越普遍，给干法水泥生产线带来一系列的影响。如预热器、篦式冷却机及窑头罩内的浇注料所承受的碱富集和碱侵蚀越来越严重，同时，由于燃料的多样化以及水泥窑协同处置废弃物造成了碱、氯、硫等成分明显增加，它们在窑中循环富集，对窑系统各部位的耐火材料的侵蚀也明显加剧。耐火材料被碱、氯、硫等成分侵蚀后，形成碱裂，被烟气冲刷后很容易发生开裂和剥落，使使用寿命大大降低，影响了水泥窑系统的正常运转，降低了运转率。
煤矸石作为采煤过程中的伴生废石，通常弃置不用，不但占用大片土地，而且往往会对环境造成污染。煤矸石中的硫化物逸出或浸出都会污染大气、农田和水体。矸石山还会自燃发生火灾，或在雨季崩塌，淤塞河流造成灾害。中国积存的煤矸石达10亿吨以上，每年还将排出煤矸石1亿吨。为了消除污染，自60年代起，国家对煤矸石开始加以处理和利用。
关于废弃物煤矸石的综合利用已逐渐展开，但是其作为一种耐火原料的骨料用于制备水泥窑用高强耐碱浇注料还未见报道。
发明内容
本发明目的在于一种煤矸石制备的高强耐碱浇注料及其方法，由于煤矸石中硅含量比较高，可改善目前耐碱浇注料中的矾土骨料耐碱性差的缺点，从而可提高耐碱浇注料的耐碱性能。
本发明所提供的采用煤矸石制备的高强耐碱耐火浇注料由煤矸石、硅微粉、焦宝石微粉、铝酸钙水泥、外加剂组成，各原料的粒度及质量百分比如下：
本发明的浇注料中骨料（粒度8mm～0.088mm）与粉料（粒度小于0.088mm）的质量比为（52～70％）～（48～30％）。
本发明所述的煤矸石的化学成分要求Al2O3含量为35～45%，SiO2含量为55～65%，其Al2O3含量波动≤ 3％，SiO2 含量波动≤ 3％。
所述的铝酸钙水泥指的是Al2O3含量为45％～55％的铝酸钙水泥。
所述的外加剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、草酸、氢氧化锂或高分子有机外加剂中一种或几种。
本发明优异的耐碱性能在于利用煤矸石具有较高的SiO2含量，高温下液相出现较早的特点来实现。在高温下遇到碱侵蚀时，由于煤矸石中SiO2含量高且材料表面较早的出现SiO2液相，碱金属与SiO2液相反应生成KAS2并产生一定量的体积膨胀，堵塞气孔，起到阻止碱渗透到耐火材料内部的作用。同时SiO2液相的形成也会对耐火材料的基体形成保护膜，有效的阻止了碱金属离子对耐材内部组织结构的侵蚀。
本发明颗粒级配合理，组织结构均匀，施工加水量波动小、气孔率较低，使用性能稳定，能有效抵抗碱性物质对浇注料的侵蚀，防止碱裂的发生，大大延长了耐碱浇注料的使用寿命，减少了耐火材料的消耗。本发明所制备的高强耐碱浇注料可广泛的应用于干法水泥窑预热器、篦冷机、三次风管、分解炉等热工相似部位。
本发明的制备方法为：将煤矸石、硅微粉、焦宝石微粉、铝酸钙水泥、外加剂充分混合均匀后，加入6～9％水进一步充分均匀混合，即得煤矸石制备的高强耐碱耐火浇注料。
本发明的煤矸石高耐碱抗侵蚀浇注料与铝矾土质浇注料相比具有明显的优点：目前发明的所使用的煤矸石成本已经低于传统烧结矾土熟料的价格，产品价格更是远低于以刚玉和莫来石两种原料开发的耐火材料，具有广阔的市场前景。
具体实施方式
下面举例说明本发明的实施及特点，但本发明不局限于下述实施例的限制。
实施见表1
表1本发明的实施例
Claims (3)
1.一种采用煤矸石制备的高强耐碱浇注料，其特征在于：由煤矸石、硅微粉、焦宝石微粉、铝酸钙水泥、外加剂组成，各原料的粒度及质量百分比如下：
煤矸石：粒度5mm～8mm的10～20％，煤矸石：粒度3mm～小于5mm的10～25％，煤矸石：粒度1mm～小于3mm的20～30％，煤矸石：粒度小于1mm的10～40％，焦宝石：粒度5μm的0～10％，硅微粉：2～10％，铝酸钙水泥：5～15％，外加剂：0.1～0.4％；
浇注料中煤矸石的化学成分Al2O3含量为35～45％，SiO2含量为55～65％；
所述的铝酸钙水泥指的是Al2O3含量为45％～55％的铝酸钙水泥；
所述的外加剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、草酸、氢氧化锂或高分子有机外加剂中一种或几种。
2.根据权利要求1所述的浇注料，其特征在于，所用煤矸石中Al2O3含量波动≤3％，SiO2含量波动≤3％。
3.一种制备权利要求1所述的浇注料的方法，其特征在于，将煤矸石、焦宝石微粉、硅微粉、铝酸钙水泥、外加剂混合均匀后，加入6～9％水再均匀混合，得耐碱抗侵蚀浇注料，各原料的粒度及质量百分比如下：
煤矸石：粒度5mm～8mm的10～20％，煤矸石：粒度3mm～小于5mm的10～25％，煤矸石：粒度1mm～小于3mm的20～30％，煤矸石：粒度小于1mm的10～40％，焦宝石：粒度5μm的0～10％，硅微粉：2～10％，铝酸钙水泥：5～15％，外加剂：0.1～0.4％。
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