CN104743944A - 一种节能降耗的新型干法水泥熟料及其制备方法 - Google Patents

一种节能降耗的新型干法水泥熟料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104743944A
CN104743944A CN201310733114.2A CN201310733114A CN104743944A CN 104743944 A CN104743944 A CN 104743944A CN 201310733114 A CN201310733114 A CN 201310733114A CN 104743944 A CN104743944 A CN 104743944A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cement clinker
raw material
grog
sio
saving
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201310733114.2A
Other languages
English (en)
Inventor
胡长庚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN201310733114.2A priority Critical patent/CN104743944A/zh
Publication of CN104743944A publication Critical patent/CN104743944A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding
    • Y02P40/121—Energy efficiency measures, e.g. improving or optimising the production methods

Landscapes

  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

本发明公开一种节能降耗的新型干法水泥熟料，由石灰石、粘土质和铁质原料为主要原料构成的生料烧制而成，其特征在于，所述水泥熟料的硅酸率≦2.1，1.2≦铝氧率<1.4，饱和比为0.86~0.96。本发明还公开了该水泥熟料的制备方法。该水泥熟料有效地降低熟料制备的耗煤量，并且其性能与现有的水泥熟料相当。

Description

一种节能降耗的新型干法水泥熟料及其制备方法
技术领域
本发明涉及采用新型干法制备的水泥熟料，特别涉及一种节能降耗的新型干法水泥熟料，本发明还涉及该节能降耗的新型干法水泥熟料的制备方法。
背景技术
水泥熟料是先以石灰石和粘土质、铁质原料为主要原料，按适当比例配制磨成生料，然后烧至部分或全部熔融，并经冷却而获得的半成品。水泥熟料的形成过程如下：
1. 水分蒸发：
自由水分随生料温度升高而逐渐蒸发，当温度升高至100～150℃时，生料中自由水分全部被排除。
2. 粘土质原料脱水：
生料温度升至450℃时，高岭土脱去化学结合水。
在900°～950℃时，无定形物质又转变为晶体，同时放出热量。
3. 碳酸盐分解：
碳酸钙与碳酸镁在600℃都开始分解，碳酸镁在750℃时分解剧烈进行，而碳酸钙约在900℃时才快速分解。
MgCO3=MgO+CO2
CaCO3=CaO+CO2
4. 固相反应：
水泥熟料中的主要矿物在800～1300℃时可以由固相物质相互反应而生成。
800～900℃时,CaO与Al2O3、Fe2O3反应，生成CA、CF；
900～1100℃时, 生成C12A7、C2F、C2S；
1100～1300℃时, 生成C3A、C4AF。
以上反应进行时放出一定热量，物料本身温度上升很快。
5. 硅酸三钙（C3S）的形成和烧成反应：
硅酸三钙要在液相中才能大量形成。当温度升高到近1300℃时，C3A、C4AF、R2O等熔剂矿物变成液相，C2S与CaO溶解在高温液相中，互相反应生成C3S；C3S的生成速度与烧成温度和反应时间有关。其生成温度过程一般为1300～1450～1300℃。
熟料烧成后，温度逐渐下降，C3S形成速度减慢直至液相凝固。
6. 熟料冷却。
目前，水泥生产方法分为湿法、半干法、干法三大类。其中，湿法是将生料磨成含水量为32～36%的料浆，然后进入回转窑煅烧成熟料再制成水泥的方法。半干法是将磨成的干生料粉加水10～15%制成料球入窑煅烧成熟料再制成水泥的方法，在该方法中采用的窑为立窑或带炉篦子加热机的立波尔窑。干法又分为普通干法和新型干法，普通干法是干生料粉直接入回转窑（即中空窑）煅烧成熟料，或干生料经旋风预热或经立筒预热后入回转窑煅烧成熟料再制成水泥的方法。新型干法指干生料粉经悬浮预热、再经分解炉预分解后入回转窑煅烧成熟料再制成水泥的方法。新型干法水泥制备方法是目前水泥熟料的常用制备方法。
现有新型干法水泥熟料配方的硅酸率、铝氧率和饱和比三个率值都要求“两高一中”，即硅酸率高，通常控制ＳＭ≧2.3～2.9；铝氧率高，通常控制ＩＭ≧1.4～1.9；饱和比适中，以降低熟料中的液相量，提高硅酸盐矿物含量，减少结皮、结圈，提高熟料强度。但其不足之处是，熟料配方硅酸率高，会导致液相中熔剂矿物C3A和C4AF含量低，即生成的C3A和C4AF少，放热量也随之减少，物料温度升温慢，而固相反应中液相量低，反应速度低，所需的烧成温度高；铝氧率高，熔剂矿物中的C3A高，而C3A的粘度大，会使得液相粘度大，造成固相反应的速度降低，烧成的温度高（大约1450℃左右），烧成时间长，造成目前的新型干法水泥熟料制备烧成耗煤量大，往往每烧成1吨熟料需要消耗110~120千克标准煤。在能源日益趋紧、煤炭资源枯竭且不可再生的形势下，节煤意义深远。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种节能降耗的新型干法水泥熟料。
本发明的目的之二在于提供上述节能降耗的水泥熟料的制备方法。
本发明的第一个目的通过以下技术方案来实现：一种节能降耗的新型干法水泥熟料，由石灰石、粘土质和铁质原料为主要原料构成的生料烧制而成，其配方的硅酸率≦2.1，1.2≦铝氧率<1.4，饱和比为0.86~0.96，熟料中的SiO2、Al2O3、Fe2O3和CaO的含量按以下公式计算：
SiO2=SM×(Al2O3+Fe2O3)，SM为硅酸率；
Al2O3-=IM×Fe2O3，IM为铝氧率；
Fe2O3=∑(Al2O3+Fe2O3+SiO2+CaO)/【(2.8×KH+1)×(IM+1)×SM+2.65×IM+1.35】，KH为饱和比；
CaO=∑(Al2O3+Fe2O3+ SiO2+ CaO)- Al2O3-Fe2O3-SiO2。
本发明①是将硅酸率降低，使物料烧制成液相时，其中的熔剂矿物C3A和C4AF含量升高，生成C3A和C4AF时能放出较多的热量，使物料本身温度迅速升高，有利于减少耗煤量；同时，还能使固相反应中液相量增高，反应速度随之提高，因为液相量越高，固相反应就越容易，所需的烧成温度就会随之降低，可缩短烧成时间；②是将铝氧率控制在1.2~1.4（≠1.4）之间，控制熔剂矿物中的C3A的含量为适量，使液相粘度降低，从而使固相反应的速度得以提高，进一步缩短反应时间，上述两点措施叠加，能够有效地降低熟料制备的耗煤量，并且，其性能与现有的水泥熟料相当。
本发明可以做以下改进：在熟料的化学成分中含有氟化钙(CaF2)，其含量为熟料总重量的0.1%~0.5%，优选0.25%~0.35%。所述氟化钙采用萤石或其废渣添加至生料中。生料中加入CaF2，在固相反应中CaF2起到矿化作用，进一步降低熟料的烧成温度，节约熟料煤耗。同时，还有利于提高熟料KH，提高C3S含量，从而提高熟料强度。
本发明在上述基础上还可以做以下改进：在熟料的化学成分中含有P2O5，其含量为熟料中重量的0.1%~0.5%，优选0.25%~0.35%。所述P2O5采用磷矿或其废渣或过磷酸钙添加至生料中。生料中加入P2O5，降低固相反应的共熔点以降低烧成温度，节约熟料煤耗；同时，形成磷酸盐矿物而提高熟料早期强度。
本发明的第二个目的通过以下技术方案来实现：一种节能降耗的新型干法水泥熟料的制备方法，包括以下步骤：
(1) 以熟料的硅酸率≦2.1，1.2≦铝氧率<1.4，饱和比0.86~0.96为基准，按以下公式计算熟料中的SiO2、Al2O3、Fe2O3和CaO的含量；
(2) 按照步骤(1)换算计量石灰石、粘土质原料、铁质原料，混合磨成干生料粉；
(3) 干生料粉进入均化库经均化后再送入悬浮预热器，经预热升温达860～880℃后进入分解炉，然后再进入回转窑，在1300~1400℃中经30~40分钟煅烧成熟料；
SiO2=SM×(Al2O3+Fe2O3)，SM为硅酸率；
Al2O3-=IM×Fe2O3，IM为铝氧率；
Fe2O3=∑(Al2O3+Fe2O3+SiO2+CaO)/【(2.8×KH+1)×(IM+1)×SM+2.65×IM+1.35】，KH为饱和比；
CaO=∑(Al2O3+Fe2O3+ SiO2+ CaO)- Al2O3-Fe2O3-SiO2。
本发明可以做以下改进：在生料中还加入氟化钙(CaF2)时，即在所述步骤(2)中还添加萤石或其废渣，与石灰石、粘土质原料和铁质原料混合磨成干生料粉，其中，所述萤石或其废渣添加的量能够使熟料中氟化钙(CaF2)含量为熟料总重量的0.1%~0.5%，优选0.25%~0.35%。
本发明可以做以下改进：生料中还加入P2O5时，所述步骤(2)为：添加磷矿或其废渣或过磷酸钙，与萤石或其废渣、石灰石、粘土质原料和铁质原料混合干生料粉，其中，所述磷矿或其废渣或过磷酸钙的量能够使P2O5的含量为熟料中重量的0.1%~0.5%。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
(1) 本发明打破现有技术的固有观念，控制硅酸率≦2.1，使硅酸率比现有技术降低，以提高液相中熔剂矿物C3A和C4AF的含量，固相反应中液相量增高，反应速度随之提高，烧成温度也能够随之降低。同时，将铝氧率控制在1.2~1.4之间，以便对熔剂矿物中的C3A的含量控制得当，从而降低液相粘度，提高固相反应的速度，缩短反应时间，也能降低耗煤量，每吨熟料标准煤耗可降到108千克以下。按2012年我国采用新型干法水泥熟料产能16亿吨、每吨熟料节约标准煤2～5千克计算，则每年全国可节约标准煤320～800万吨，而按每吨标准煤1000元计算，则每年全国节约煤价值32～80亿元。
(2)  本发明的水泥熟料的性能与现有的水泥熟料相当，若结合下述第(3)、(4)点，水泥熟料的性能还能进一步提高。
(3)  本发明中进一步添加具有矿化作用的CaF2成分，还能进一步降低熟料的烧成温度，节约熟料煤耗。同时，有利于提高熟料KH，提高C3S含量，从而提高熟料强度。
(4)  本发明中进一步添加P2O5成分，还能降低熟料共熔点以降低烧成温度，进一步节约熟料煤耗，同时还形成磷酸盐矿物而提高熟料早期强度。
具体实施方式
下面结合以下表一～四所列1～12实施例对本发明作进一步说明。
本发明节能降耗的新型干法水泥熟料的制备方法：
(1) 实施例1～12均以熟料的硅酸率≦2.1，1.2≦铝氧率<1.4，饱和比0.86~0.96为基准，具体数值参见表三，按以下列公式计算熟料中的SiO2、Al2O3、Fe2O3和CaO的含量；
SiO2=SM×(Al2O3+Fe2O3)，SM为硅酸率；
Al2O3-=IM×Fe2O3，IM为铝氧率；
Fe2O3=∑(Al2O3+Fe2O3+SiO2+CaO)/【(2.8×KH+1)×(IM+1)×SM+2.65×IM+1.35】，KH为饱和比；
CaO=∑(Al2O3+Fe2O3+ SiO2+ CaO)- Al2O3-Fe2O3-SiO2。
(2) 实施例1～9按照步骤(1)换算计量石灰石、粘土质原料、铁质原料，混合磨成干生料粉，其中，粘土质原料为粘土，铁质原料为铁粉；
实施例10的步骤2是在实施例1～9的步骤2基础上，再添加萤石，也可以是萤石的废渣，与石灰石、粘土和铁粉混合成干生料粉，以便使熟料中增加氟化钙(CaF2)的成分，萤石的具体重量百分比和所增加的氟化钙(CaF2)的具体含量参见表三、表四；
实施例11的步骤2是在实施例1～9的步骤2基础上，再添加磷渣，它与石灰石、粘土和铁粉混合磨成干生料粉，以便使熟料中增加P2O5的成分，磷渣的具体重量百分比和所增加的P2O5的具体含量参见表三、表四； 
实施例12的步骤2是在实施例1～9的步骤2基础上，同时再添加萤石和磷渣实施例，它们与石灰石、粘土和铁粉混合磨成干生料粉，它们的具体重量百分比和CaF2、P2O5的具体含量参见表三、表四；
(3) 步骤(2)所得的干生料粉进入均化库经均化后再送入预热器，经预热升温达860～880℃后进入分解炉，分解好的生料再进入回转窑，在1300~1400℃中经30~40分钟煅烧成熟料。
从表四可知，实施例10～12，不但节煤效果最好，而且水泥熟料的强度指标也是最好的。

Claims (10)

1.一种节能降耗的新型干法水泥熟料，由石灰石、粘土质和铁质原料为主要原料构成的生料烧制而成，其特征在于，所述水泥熟料的硅酸率≦2.1，1.2≦铝氧率<1.4，饱和比为0.86~0.96，水泥熟料中的SiO2、Al2O3、Fe2O3和CaO的含量按以下公式计算：
SiO2=SM×(Al2O3+Fe2O3)，SM为硅酸率；
Al2O3-=IM×Fe2O3，IM为铝氧率；
Fe2O3=∑(Al2O3+Fe2O3+SiO2+CaO)/【(2.8×KH+1)×(IM+1)×SM+2.65×IM+1.35】，KH为饱和比；
CaO=∑(Al2O3+Fe2O3+ SiO2+ CaO)- Al2O3-Fe2O3-SiO2。
2.根据权利要求1所述的节能降耗的新型干法水泥熟料，其特征在于，所述水泥熟料的化学成分中含有氟化钙，其含量为熟料总重量的0.1%~0.5%。
3.根据权利要求2所述的节能降耗的新型干法水泥熟料，其特征在于，所述氟化钙含量为熟料总重量的0.25%~0.35%。
4.根据权利要求2或3所述的节能降耗的新型干法水泥熟料，其特征在于，所述氟化钙采用萤石或其废渣添加至生料中。
5.根据权利要求1或2或3所述的节能降耗的新型干法水泥熟料，其特征在于，所述水泥熟料的化学成分中含有P2O5，其含量为熟料中重量的0.1%~0.5%。
6.根据权利要求5所述的节能降耗的新型干法水泥熟料，其特征在于，所述P2O5含量为熟料总重量的0.25%~0.35%。
7.根据权利要求5或6所述的节能降耗的新型干法水泥熟料，其特征在于，所述P2O5采用磷矿或其废渣或过磷酸钙添加至生料中。
8.权利要求1所述的节能降耗的新型干法水泥熟料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1) 以熟料的硅酸率≦2.1，1.2≦铝氧率<1.4，饱和比0.86~0.96为基准，按以下公式计算熟料中的SiO2、Al2O3、Fe2O3和CaO的含量；
(2) 按照步骤(1)换算计量石灰石、粘土质原料、铁质原料，混合磨成干生料粉；
(3) 干生料粉进入均化库经均化后再送入悬浮预热器，经预热升温达860～880℃后进入分解炉，然后再进入回转窑，在1300~1400℃中经30~40分钟煅烧成熟料；
SiO2=SM×(Al2O3+Fe2O3)，SM为硅酸率；
Al2O3-=IM×Fe2O3，IM为铝氧率；
Fe2O3=∑(Al2O3+Fe2O3+SiO2+CaO)/【(2.8×KH+1)×(IM+1)×SM+2.65×IM+1.35】，KH为饱和比；
CaO=∑(Al2O3+Fe2O3+ SiO2+ CaO)- Al2O3-Fe2O3-SiO2。
9.权利要求8所述的节能降耗的新型干法水泥熟料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中还添加萤石或其废渣，与石灰石、粘土质原料和铁质原料混合磨成干生料粉，其中，所述萤石或其废渣添加的量能够使熟料中氟化钙含量为熟料总重量的0.1%~0.5%。
10.权利要求9所述的节能降耗的新型干法水泥熟料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中还添加磷矿或其废渣或过磷酸钙，与萤石或其废渣、石灰石、粘土质原料和铁质原料混合磨成干生料粉，其中，所述磷矿或其废渣或过磷酸钙的量能够使P2O5的含量为熟料中重量的0.1%~0.5%。
CN201310733114.2A 2013-12-27 2013-12-27 一种节能降耗的新型干法水泥熟料及其制备方法 Pending CN104743944A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310733114.2A CN104743944A (zh) 2013-12-27 2013-12-27 一种节能降耗的新型干法水泥熟料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310733114.2A CN104743944A (zh) 2013-12-27 2013-12-27 一种节能降耗的新型干法水泥熟料及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104743944A true CN104743944A (zh) 2015-07-01

Family

ID=53584314

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310733114.2A Pending CN104743944A (zh) 2013-12-27 2013-12-27 一种节能降耗的新型干法水泥熟料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104743944A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110563356A (zh) * 2019-09-03 2019-12-13 广西鱼峰水泥股份有限公司 一种高铁低钙熟料的生产方法
CN111377623A (zh) * 2018-12-28 2020-07-07 将乐金牛水泥有限公司 一种生料氟石灰石添加方法
CN112851148A (zh) * 2021-01-26 2021-05-28 驻马店市豫龙同力水泥有限公司 一种三组分硅酸盐水泥煅烧熟料及其制备方法
CN113277756A (zh) * 2021-06-28 2021-08-20 安徽精公检测检验中心有限公司 一种早强型特种胶凝材料及其制备方法
CN113860770A (zh) * 2021-10-25 2021-12-31 祁阳海螺水泥有限责任公司 水泥熟料用的原料组合物及水泥熟料的制备方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111377623A (zh) * 2018-12-28 2020-07-07 将乐金牛水泥有限公司 一种生料氟石灰石添加方法
CN110563356A (zh) * 2019-09-03 2019-12-13 广西鱼峰水泥股份有限公司 一种高铁低钙熟料的生产方法
CN112851148A (zh) * 2021-01-26 2021-05-28 驻马店市豫龙同力水泥有限公司 一种三组分硅酸盐水泥煅烧熟料及其制备方法
CN113277756A (zh) * 2021-06-28 2021-08-20 安徽精公检测检验中心有限公司 一种早强型特种胶凝材料及其制备方法
CN113860770A (zh) * 2021-10-25 2021-12-31 祁阳海螺水泥有限责任公司 水泥熟料用的原料组合物及水泥熟料的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106277865B (zh) 一种硅酸盐水泥熟料的制备方法
CN101811838B (zh) 水泥的生产方法
CN105541143B (zh) 一种利用干法回转窑系统生产高强度低碳水泥熟料的方法
CN103663396B (zh) 利用中低品位磷矿或磷矿粉的成球方法
CN105130218B (zh) 一种低钙硅酸盐水泥及其制备与硬化方法
CN102730992B (zh) 采用工业固体废物生产低碱硅酸盐水泥的方法
CN102838376B (zh) 一种轻质闭孔陶瓷保温板的制备方法
CN104743944A (zh) 一种节能降耗的新型干法水泥熟料及其制备方法
CN105217986B (zh) 用新型干法旋窑线处理废石膏制建筑用石膏粉的方法
CN103864320B (zh) 低热矿渣硅酸盐水泥及其生产方法
CN105329865A (zh) 一种利用低品位磷矿制备黄磷的方法和制备工艺
CN104446364A (zh) 一种电解硫酸锰渣制备陶粒的方法
CN101973536B (zh) 磷精矿粉造球生产黄磷的制备方法
CN102976642B (zh) 核电专用硅酸盐水泥及其生产方法
CN108424016A (zh) 一种结构工程用高性能轻骨料
CN101481250A (zh) 一种轻质镁橄榄石原料的制备方法
CN104129933B (zh) 一种利用废铜矿渣制得的核电水泥及其制备方法
CN103601379B (zh) 一种外抛高钙粒状渣煅烧分相熟料工艺
CN104129932B (zh) 一种高强中热核电工程专用水泥及其制备方法
CN104844022A (zh) 低钙硅酸盐水泥熟料及其水泥的制备方法
CN104591696A (zh) 高炉重矿渣保温陶粒及其制备方法
EP1847515B1 (en) Cement clinker and process for producing the same
CN1683238B (zh) 一种制备黄磷同时制备水泥熟料或电石的方法
CN104030585B (zh) 用污泥制成水泥熟料的方法
CN101549964B (zh) 一种利用花岗岩粉生产的低钙硅酸盐水泥及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20150701

RJ01 Rejection of invention patent application after publication