CN103803819A - 一种利用大理石石粉制备硅酸盐水泥熟料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用大理石石粉制备硅酸盐水泥熟料，原料选取：石灰质原料：大理石石粉，其中 CaO重量百分含量在45-56%之间；粘土质原料： 粘土或黄土或页岩或泥岩或高硅尾矿或花岗岩石粉或低品位铝矾土中的一种或几种的混合物，其中以下化学组分重量百分含量为SiO258-85%、 Al2O35-22%和Fe2O34-18%；矿化剂：天然石膏、脱硫石膏、萤石、硼化物、磷的氧化物、镁的氧化物中的一种或几种的混合物；原料混匀后进行粉磨，粉磨后粒径要求0.08mm方孔筛筛余小于10%，然后在1400℃-1500℃温度条件下煅烧10-40min，冷却后便得到本发明的硅酸盐水泥熟料； 安定性良好，工作性能优良。
Description
技术领域
本发明涉及到制备水泥熟料的技术领域。具体地讲，涉及到一种利用大理石石粉制备硅酸盐水泥熟料及其制备方法。
背景技术
大理石石粉是在大理石开采加工过程中产生的废弃物，由于尚未对其进行充分利用，大部分堆积处理。石粉的堆积处理不仅会占用土地，还会污染水源及产生扬尘等生态环境问题。大理石石粉的主要化学成分为CaCO3，粒度较细，在建材行业中主要应用在制作再生大理石板、空心砖，或作为水泥基材料的矿物掺和料，大理石石粉作为一种二次资源，综合利用率较低。
生产硅酸盐水泥熟料的原材料主要是石灰质原料和粘土质原料。其中石灰质原料主要提供CaO，可选用石灰岩、泥灰岩、白垩、贝壳等，粘土质原料主要提供SiO2、Al2O3以及少量的Fe2O3。大理石石粉的化学成分是CaCO3，适宜作为生产硅酸盐水泥熟料的石灰质原料，利用大理石石粉作为石灰质原料生产硅酸盐水泥熟料不仅可以释放被占用的土地，提高二次资源的综合利用率，而且可以减少传统生产方式所需开采的大量自然资源。目前尚未发现利用大理石石粉制备硅酸盐水泥熟料的报道及相关文献。本发明利用大理石石粉作为石灰质原料生产硅酸盐水泥熟料符合GB/T 21372-2008《硅酸盐水泥熟料》各项性能指标要求。
发明内容
为解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种利用大理石石粉替代石灰质原料生产一种硅酸盐水泥熟料及其制备方法。
实现本发明的一种利用大理石石粉制备硅酸盐水泥熟料的方法是：以大理石石粉作为石灰质原料，以粘土或黄土或页岩或泥岩或高硅尾矿或花岗岩石粉的一种或几种复合作为粘土质原料一起配制水泥生料，掺入少量矿化剂，在1400℃~1500℃时烧成硅酸盐水泥熟料。
本发明解决上述技术问题，所采用的技术方案是：
一种利用大理石石粉制备硅酸盐水泥熟料，原料选取：
石灰质原料：大理石石粉，其中 CaO重量百分含量在45-56%之间；
粘土质原料： 粘土或黄土或页岩或泥岩或高硅尾矿或花岗岩石粉或低品位铝矾土中的一种或几种的混合物，其中以下化学组分重量百分含量为SiO2 58-85%、 Al2O3 5-22%和Fe2O3 4-18%；
矿化剂：天然石膏、脱硫石膏、萤石、硼化物、磷的氧化物、镁的氧化物中的一种或几种的混合物；
原料选定后按下列重量百分比配制：
大理石石粉 72-82；
粘土质原料 15-25；
矿化剂 0-5.5。
一种利用大理石石粉制备硅酸盐水泥熟料制备方法，
原料选定后其工艺步骤为：
原料混匀后进行粉磨，粉磨后粒径要求0.08mm方孔筛筛余小于10%，然后在1400℃-1500℃温度条件下煅烧10-40min，冷却后便得到本发明的硅酸盐水泥熟料；硅酸盐水泥熟料的矿物组成中硅酸三钙 50%-70%，硅酸二钙15%-25%，铝酸三钙 4%-12%，铁铝酸四钙 6%-15%。
将得到的硅酸盐水泥熟料加入天然石膏进行粉磨，其中SO3质量百分比含量在2.0%~2.5%之间，粉磨后粒径要求0.08mm方孔筛筛余小于4%，比表面积不小于350m2/Kg，即制备出硅酸盐水泥。
优选方案:
首先进行原料选取：
大理石石粉：CaO重量百分含量55.40%；
粘土质原料：使用高硅铁尾矿作为粘土质原料，其SiO2、Al2O3和Fe2O3重量百分含量分别69.38%、8.81%和9.12%；
矿化剂：菱镁矿废石;
原料选定后按下列重量百分比配制：
大理石石粉 76.1
高硅铁尾矿 20.4
菱镁矿废石 3.5。
原料选定后其工艺步骤为：
首先将步骤2所述原料混匀后粉磨至粒径达到0.08mm方孔筛筛余10%，然后在1450℃温度条件下煅烧20min，冷却后便得到本发明的硅酸盐水泥熟料。
本发明利用大理石石粉作为石灰质原料生产硅酸盐水泥熟料符合GB/T21372-2008《硅酸盐水泥熟料》各项性能指标要求。
本发明是基于以下原理：
所用大理石石粉其主要化学成分为CaCO3，符合水泥生料对石灰质原料的要求。通过将大理石石粉与粘土质原料进行配合，掺入少量矿化剂在1400℃~1500℃烧结后即可制备出硅酸盐水泥熟料。该硅酸盐水泥熟料各项性能指标符合GB/T 21372-2008《硅酸盐水泥熟料》要求。
本发明所述的技术方案相对于现有技术，取得的有益效果是:
1.以大理石石粉作为生产硅酸盐水泥熟料的石灰质原料，可以显著提高大理石石粉的利用率，避免石粉堆存及生产水泥熟料所需开采石灰质原料造成生态环境破坏。同时还可以高硅铁尾矿等矿业固体废弃物作为粘土质原料，达到100%利用废弃物制造水泥熟料。
2.本发明利用大理石石粉制备的硅酸盐水泥熟料在符合标准要求的同时，粉状大理石石粉可以减少生料粉磨所需能耗。
3.利用本发明的硅酸盐水泥熟料制备的水泥3天抗折强度达6.0MPa，3d抗压强度26MPa以上，28天抗折强度达7.5MPa，28d抗压强度52.5MPa以上，水泥胶砂扩展度135mm以上，安定性良好，工作性能优良。
附图说明：
无
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下对本发明进行进一步详细说明。
一种利用大理石石粉制备硅酸盐水泥熟料，原料选取：石灰质原料：大理石石粉，其中 CaO重量百分含量在45-56%之间；粘土质原料：粘土或黄土或页岩或泥岩或高硅尾矿或花岗岩石粉或低品位铝矾土中的一种或几种的混合物，其中以下化学组分重量百分含量为SiO2 58-85%、 Al2O3 5-22%和Fe2O3 4-18%；矿化剂：天然石膏、脱硫石膏、萤石、硼化物、磷的氧化物、镁的氧化物中的一种或几种的混合物；原料选定后按下列重量百分比配制：大理石石粉 72-82；粘土质原料 15-25；矿化剂 0-5.5。
优选方案:首先进行原料选取：大理石石粉：CaO重量百分含量55.40%；粘土质原料：使用高硅铁尾矿作为粘土质原料，其SiO2、Al2O3和Fe2O3重量百分含量分别69.38%、8.81%和9.12%；矿化剂：菱镁矿废石;原料选定后按下列重量百分比配制：大理石石粉 76.1高硅铁尾矿 20.4菱镁矿废石 3.5。
一种利用大理石石粉制备硅酸盐水泥熟料制备方法，原料选定后其工艺步骤为：原料混匀后进行粉磨，粉磨后粒径要求0.08mm方孔筛筛余小于10%，然后在1400℃-1500℃温度条件下煅烧10-40min，冷却后便得到本发明的硅酸盐水泥熟料；硅酸盐水泥熟料的矿物组成中硅酸三钙 50%-70%， 硅酸二钙15%-25%，铝酸三钙 4%-12%，铁铝酸四钙6%-15%。
将得到的硅酸盐水泥熟料加入天然石膏进行粉磨，其中SO3质量百分比含量在2.0%~2.5%之间，粉磨后粒径要求0.08mm方孔筛筛余小于4%，比表面积不小于350m2/Kg，即制备出硅酸盐水泥。
优选方案:原料选定后其工艺步骤为：首先将步骤2所述原料混匀后粉磨至粒径达到0.08mm方孔筛筛余10%，然后在1450℃温度条件下煅烧20min，冷却后便得到本发明的硅酸盐水泥熟料。
本发明利用大理石石粉作为石灰质原料生产硅酸盐水泥熟料符合GB/T21372-2008《硅酸盐水泥熟料》各项性能指标要求。
本发明所用大理石石粉其主要化学成分为CaCO3，符合水泥生料对石灰质原料的要求。通过将大理石石粉与粘土质原料进行配合，掺入少量矿化剂在1400℃~1500℃烧结后即可制备出硅酸盐水泥熟料。该硅酸盐水泥熟料各项性能指标符合GB/T 21372-2008《硅酸盐水泥熟料》要求。
本发明的显著优点是：以大理石石粉作为生产硅酸盐水泥熟料的石灰质原料，可以显著提高大理石石粉的利用率，避免石粉堆存及生产水泥熟料所需开采石灰质原料造成生态环境破坏。同时还可以高硅铁尾矿等矿业固体废弃物作为粘土质原料，达到100%利用废弃物制造水泥熟料。本发明利用大理石石粉制备的硅酸盐水泥熟料在符合标准要求的同时，粉状大理石石粉可以减少生料粉磨所需能耗。
利用本发明的硅酸盐水泥熟料制备的水泥3天抗折强度达6.0MPa，3d抗压强度26MPa以上，28天抗折强度达7.5MPa，28d抗压强度52.5MPa以上，水泥胶砂扩展度135mm以上，安定性良好，工作性能优良。
Claims (4)
1.一种利用大理石石粉制备硅酸盐水泥熟料，其特征在于：
原料选取：
石灰质原料：大理石石粉，其中 CaO重量百分含量在45-56%之间；
粘土质原料： 粘土或黄土或页岩或泥岩或高硅尾矿或花岗岩石粉或低品位铝矾土中的一种或几种的混合物，其中以下化学组分重量百分含量为SiO2 58-85%、 Al2O3 5-22%和Fe2O3 4-18%；
矿化剂：天然石膏、脱硫石膏、萤石、硼化物、磷的氧化物、镁的氧化物中的一种或几种的混合物；
原料选定后按下列重量百分比配制：
大理石石粉 72-82；
粘土质原料 15-25；
矿化剂 0-5.5。
2.一种利用大理石石粉制备硅酸盐水泥熟料制备方法，其特征在于：
原料选定后其工艺步骤为：
原料混匀后进行粉磨，粉磨后粒径要求0.08mm方孔筛筛余小于10%，然后在1400℃-1500℃温度条件下煅烧10-40min，冷却后便得到本发明的硅酸盐水泥熟料；硅酸盐水泥熟料的矿物组成中硅酸三钙 50%-70%，硅酸二钙15%-25%，铝酸三钙 4%-12%，铁铝酸四钙 6%-15%。
3.如权利要求1所述的一种利用大理石石粉制备硅酸盐水泥熟料，其特征在于：优选方案:
首先进行原料选取：
大理石石粉：CaO重量百分含量55.40%；
粘土质原料：使用高硅铁尾矿作为粘土质原料，其SiO2、Al2O3和Fe2O3重量百分含量分别69.38%、8.81%和9.12%；
矿化剂：菱镁矿废石;
原料选定后按下列重量百分比配制：
大理石石粉 76.1
高硅铁尾矿 20.4
菱镁矿废石 3.5。
4.如权利要求2所述的一种利用大理石石粉制备硅酸盐水泥熟料，其特征在于：优选方案:
原料选定后其工艺步骤为：
首先将步骤2所述原料混匀后粉磨至粒径达到0.08mm方孔筛筛余10%，然后在1450℃温度条件下煅烧20min，冷却后便得到本发明的硅酸盐水泥熟料。
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