CN103145355A

CN103145355A - 镍渣复合硅酸盐水泥的生产方法

Info

Publication number: CN103145355A
Application number: CN2013100669069A
Authority: CN
Inventors: 宿成; 董方; 刘金; 刘南; 姜晓丽; 高东辉
Original assignee: Baotou Iron and Steel Group Co Ltd
Current assignee: Baotou Iron and Steel Group Co Ltd; Inner Mongolia Baotou Steel Union Co Ltd
Priority date: 2013-03-04
Filing date: 2013-03-04
Publication date: 2013-06-12

Abstract

本发明公开了一种镍渣复合硅酸盐水泥的生产方法，包括：按照配比组织水泥熟料配料，并将配好的水泥熟料配料焙烧成水泥熟料；所述水泥熟料配料按照重量百分比计包括石灰石83-87%、粉煤灰7-9%和镍渣8-12%；分别对所述水泥熟料、石膏和镍渣进行粉磨，并按照配比进行混合，形成水泥产品；所述配比中按照重量百分比计包括水泥熟料70-75%、石膏2.5-3.5%、镍渣粉末22-25%。本发明技术方案对降低熟料的液相最低共熔点温度和液相粘度起着积极作用，能改善生料的易烧性，因而对熟料矿物的形成非常有利。

Description

镍渣复合硅酸盐水泥的生产方法

技术领域

本发明涉及一种无机非金属材料领域，具体说，涉及一种镍渣复合硅酸盐水泥的生产方法。

背景技术

金属镍作为一种合金元素被广泛的应用于钢铁材料和其他高科技复合材料中，市场需求和价值逐年增加，所以进入二十一世纪，我国先后成立了许多冶炼镍铁的企业，并且数量和产量也不断增加。目前，镍的冶炼方法主要分为干法和湿法两种，我国镍的生产主要采用硫化镍矿的火法冶炼，采用的生产工艺有电炉熔炼、闪速炉熔炼和鼓风炉熔炼等3种，其中闪速炉熔炼工艺比较先进，我国甘肃金川集团的镍矿储量和生产能力最大，采用的就是闪速炉熔炼生产方法，它的特点是将焙烧和熔炼工序结合在一起，反应迅速、能耗低、污染小。

镍渣是指在冶炼金属镍过程中排放的一种工业废渣，即在冶炼镍过程中所形成的以Fe₂O₃-SiO₂为主要成分的熔融物经水淬后形成的粒化炉渣，具有水硬性。采用闪速炉熔炼法生产1t镍约排出6～16t渣。据有关材料报道，仅金川集团每年就要排放近80万t镍渣，并且呈逐年增加的趋势，如此多的镍铁渣如果不加以治理回收而任意排放，不仅会占大量的土地，而且还会造成环境污染，因此有必要对镍铁渣进行回收利用，变废为宝。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供一种镍渣复合硅酸盐水泥的生产方法，对降低熟料的液相最低共熔点温度和液相粘度起着积极作用，能改善生料的易烧性，因而对熟料矿物的形成非常有利。

技术方案如下：

一种镍渣复合硅酸盐水泥的生产方法，包括：

按照配比组织水泥熟料配料，并将配好的水泥熟料配料焙烧成水泥熟料；所述水泥熟料配料按照重量百分比计包括石灰石83-87%、粉煤灰7-9%和镍渣8-12%；

分别对所述水泥熟料、石膏和镍渣进行粉磨，并按照配比进行混合，形成水泥产品；所述配比中按照重量百分比计包括水泥熟料70-75%、石膏2.5-3.5%、镍渣粉末22-25%。

进一步：所述水泥熟料、石膏和镍渣粉磨后的比表面积至少为450m2/kg。

进一步：所述镍渣中NiO的含量为0.08-0.15%。

进一步：在生产水泥熟料过程中，按照重量百分比计，所述石灰石用量为83%，粉煤灰用量为7%，所述镍渣用量为8%；在粉磨和混合过程中，按照重量百分比计，所述石膏用量为2.5%，所述镍渣用量为22%，磨后的比表面积为450m2/kg。

进一步：在生产水泥熟料过程中，按照重量百分比计，所述石灰石用量为85%，粉煤灰用量为8%，所述镍渣用量为10%；在粉磨和混合过程中，按照重量百分比计，所述石膏用量为3.0%，所述镍渣用量为23.5%，磨后的比表面积为450m2/kg。

进一步：在生产水泥熟料过程中，按照重量百分比计，所述石灰石用量为87%，粉煤灰用量为9%，所述镍渣用量为12%；在粉磨和混合过程中，按照重量百分比计，所述石膏用量为3.5%，所述镍渣用量为25%，磨后的比表面积为500m2/kg。

进一步：粉磨和混合过程采用立式磨水泥粉磨一级闭路流程，设备包括粉磨功能区和混合功能区；所述粉磨功能区用于实现水泥熟料和混合材材料的分别粉磨，所述混合功能区用于实现水泥的合成配置。

本发明的技术效果包括：

1、合理利用工业排放物镍铁渣，作为水泥熟料、混合材的原料，这样不仅能够提高水泥的强度，而且能够对镍铁渣进行回收利用，变废为宝，降低企业成本，具有可观的经济效益，适合于大规模生产，具有良好的推广价值。

2、对降低熟料的液相最低共熔点温度和液相粘度起着积极作用，能改善生料的易烧性，因而对熟料矿物的形成非常有利。

附图说明

图1是本发明中粉磨和混合过程的流程图。

具体实施方式

根据现实背景以及复合硅酸盐生产技术，本发明提出一种新型的制备复合水泥的方法，采用石灰石、煤灰和镍铁渣配制水泥熟料、一定量的镍铁渣做混合材、适量的石膏作为复合硅酸盐水泥的原料。

根据镍渣代替水泥熟料中的铁粉配料研究表明：镍渣中含有少量的金属离子，如Ni、Cu、Co等元素对降低熟料的液相最低共熔点温度和液相粘度起着积极作用，能改善生料的易烧性，因而对熟料矿物的形成非常有利。

经水淬急冷的镍渣，由于其玻璃相中含有少量的CaO、Al₂O₃，因而在碱性介质（如硅酸盐水泥的水化产物Ca（OH）₂）的激发下具有潜在的水硬性，可以作为水泥的混合材，镍渣玻璃相中的FeO也是一种活性组分，在碱的作用下会生成Fe（OH）₂和Fe（OH）₃凝胶，填充在其它水化产物中起到填充和骨架的作用。

下面参考附图和优选实施例，对本发明技术方案作详细说明。

步骤1：按照配比组织水泥熟料配料，并将配好的水泥熟料配料焙烧成水泥熟料；

水泥熟料配料由石灰石、镍渣、粉煤灰组成，具体组成如表1所示。

表1 原料具体配比（%）

成分	石灰石	粉煤灰	镍渣
				重量百分比	83-87	7-9	8-12

镍渣作为水泥熟料配料，其化学成分如表2所示。

表2 镍渣的化学成分（%）

成分	SiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₃	CaO	MgO	K₂O	Na₂O	MnO	NiO
										百分比	32-37	3-4	52-55	1.8-3	10-12	0.2-0.4	0.1-0.2	0.1-0.2	0.08-0.15

石灰石、粉煤灰作为水泥熟料配料，其化学成分如表3所示。

表3 石灰石、粉煤灰化学成分（%）

名称	CaO	SiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₃	MgO	loss
							石灰石	51-55	3-6	0.4-0.7	0.1-0.15	0.7-0.9	39-41
粉煤灰	1.5-2.0	58-63	23-26	2.9-3.2	1.3-1.5	3.5-3.8

步骤2：分别对水泥熟料、石膏和镍渣进行粉磨，并按照配比进行混合，形成不同标号的水泥产品。

混合配比如表4所示。

表4 混合配比和水泥检测性能

如图1所示，是本发明中粉磨和混合过程的流程图。

粉磨和混合过程采用立式磨水泥粉磨一级闭路流程，设备主要分为粉磨功能区和混合功能区两大部分。粉磨功能区主要用于实现水泥熟料和混合材材料（水泥熟料、石膏和镍渣）的分别粉磨；混合功能区主要实现按不同的产品标准进行各品种水泥的合成配置。要求水泥熟料、石膏和镍渣等物料粉磨到比表面积450m2/kg以上。

复合硅酸盐水泥的性能分析可知，物料粉磨到比表面积450m²/kg以上，其中抗折强度和抗压强度均达到硅酸盐水泥强度等级62.5的要求。

Claims

1.一种镍渣复合硅酸盐水泥的生产方法，包括：

2.如权利要求1所述的镍渣复合硅酸盐水泥的生产方法，其特征在于：所述水泥熟料、石膏和镍渣粉磨后的比表面积至少为450m²/kg。

3.如权利要求1所述的镍渣复合硅酸盐水泥的生产方法，其特征在于：所述镍渣中NiO的含量为0.08-0.15%。

4.如权利要求1或者3所述的镍渣复合硅酸盐水泥的生产方法，其特征在于：在生产水泥熟料过程中，按照重量百分比计，所述石灰石用量为83%，粉煤灰用量为7%，所述镍渣用量为8%；在粉磨和混合过程中，按照重量百分比计，所述石膏用量为2.5%，所述镍渣用量为22%，磨后的比表面积为450m²/kg。

5.如权利要求1或者3所述的镍渣复合硅酸盐水泥的生产方法，其特征在于：在生产水泥熟料过程中，按照重量百分比计，所述石灰石用量为85%，粉煤灰用量为8%，所述镍渣用量为10%；在粉磨和混合过程中，按照重量百分比计，所述石膏用量为3.0%，所述镍渣用量为23.5%，磨后的比表面积为450m²/kg。

6.如权利要求1或者3所述的镍渣复合硅酸盐水泥的生产方法，其特征在于：在生产水泥熟料过程中，按照重量百分比计，所述石灰石用量为87%，粉煤灰用量为9%，所述镍渣用量为12%；在粉磨和混合过程中，按照重量百分比计，所述石膏用量为3.5%，所述镍渣用量为25%，磨后的比表面积为500m²/kg。

7.如权利要求1或者3所述的镍渣复合硅酸盐水泥的生产方法，其特征在于：粉磨和混合过程采用立式磨水泥粉磨一级闭路流程，设备包括粉磨功能区和混合功能区；所述粉磨功能区用于实现水泥熟料和混合材材料的分别粉磨，所述混合功能区用于实现水泥的合成配置。