CN104844022A - 低钙硅酸盐水泥熟料及其水泥的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低钙硅酸盐水泥熟料及其水泥的制备方法，包括如下步骤：A、选用主要含氧化钙的石灰质原料、主要含氧化硅和氧化铝的粘土质原料、主要含氧化铁的氧化铁质原料为低钙硅酸盐水泥熟料的原料，三种原料经配料、共同粉磨、均匀混合后得到低钙硅酸盐水泥生料，使低钙硅酸盐水泥生料中所含三种原料质量比达到以下要求为目标：氧化钙55-60%、二氧化硅30-36%、氧化铝2-6%、氧化铁1-4%，按氧化物质量计总和为100%；B、将低钙硅酸盐水泥生料置于1050-1300℃的温度下煅烧30-90min后，冷却，制得低钙型硅酸盐水泥熟料；C、向低钙型硅酸盐水泥熟料中添加激发剂，混合磨细至比表面积为400-500m2/Kg，即制得低钙型硅酸盐水泥。
Description
技术领域
本发明属于无机胶凝材料领域，具体涉及到一种低钙硅酸盐水泥熟料及其水泥的制备方法。
背景技术
硅酸盐水泥是工业与民用建设的重要原料。但现有水泥生产中的热耗高，废气排放量大，是我国工业能源消耗与废气排放的主要来源之一。石灰石是生产硅酸盐水泥的主要原料，石灰石高温分解将产生氧化钙和二氧化碳，传统硅酸盐水泥熟料中氧化钙的含量约为65%，由石灰石分解产生的二氧化碳约为511kg／t熟料，因此水泥熟料煅烧过程中二氧化碳的排放量大多来源于碳酸钙的分解。其外，石灰石分解耗用的热耗约占水泥熟料的60%。现有技术中，普通硅酸盐水泥主要存在煅烧温度高（＞ 1350℃），水泥生料中石灰石掺量大（约占水泥生料质量的82%）的问题，因而大量的消耗燃料，不仅能耗高、而且二氧化碳及其废气的排放量大，这不仅会导致自然资源的快速消耗，而且会极大地污染环境。因此，降低熟料中的氧化钙含量，将降低水泥熟料的热耗、二氧化碳及废气的排放量，并使低氧化钙含量的石灰石矿及一些氧化钙含量较高的工业废料成为有用原料，所以，研究低钙组成硅酸盐水泥熟料及其水泥是一项具有十分重要意义的工作。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种低钙硅酸盐水泥熟料及其水泥的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：低钙硅酸盐水泥熟料及其水泥的制备方法，包括如下步骤：
A、选用主要含氧化钙的石灰质原料、主要含氧化硅和氧化铝的粘土质原料、主要含氧化铁的氧化铁质原料为低钙硅酸盐水泥熟料的原料，三种原料经配料、共同粉磨、均匀混合后得到低钙硅酸盐水泥生料，使低钙硅酸盐水泥生料中所含三种原料质量比达到以下要求为目标：氧化钙55-60%、二氧化硅30-36%、氧化铝2-6%、氧化铁1-4%，按氧化物质量计总和为100%；
B、将低钙硅酸盐水泥生料置于1050-1300℃的温度下煅烧30-90min ，煅烧后熟料的主要矿物为二硅酸三钙、铝酸三钙和铁铝酸四钙，冷却，制得低钙型硅酸盐水泥熟料；
C、向低钙型硅酸盐水泥熟料中添加激发剂，混合磨细至比表面积为400-500m2/Kg，即制得低钙型硅酸盐水泥。
为了更好地解决上述技术问题，本发明采用的进一步技术方案是：所述的激发剂是硫酸、硫酸钠、亚硫酸钠、二水硫酸钙（石膏）、硫酸钙（硬石膏）、半水石膏的一种或几种，其质量掺量以三氧化硫计为总量的1-6%。
为了更好地解决上述技术问题，本发明采用的进一步技术方案是：所述的激发剂是碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、硅酸钠、硫酸中的一种或几种，其质量掺量为总量的0.1-4%。
为了更好地解决上述技术问题，本发明采用的进一步技术方案是：所述的石灰质、粘土质和氧化铁质三种原料可以为天然矿物或是工业废渣。
为了更好地解决上述技术问题，本发明采用的进一步技术方案是：步骤A中的三种原料经共同粉磨，所述的粉磨是将三种原料破碎、磨细至比表面积达300 - 350m2/Kg。
为了更好地解决上述技术问题，本发明采用的进一步技术方案是：步骤 B中所述的冷却方法可以是急速冷却（每分钟降温200-300℃），或自然冷却。
为了更好地解决上述技术问题，本发明采用的进一步技术方案是：步骤B中所述的煅烧是在立窑、回转窑、或燧道窑中煅烧。
本发明的优点是：利用上述低钙硅酸盐水泥熟料及其水泥的制备方法制备的水泥与传统硅酸盐水泥相比，熟料的力学强度可以达到GB/T 175中粉煤灰硅酸盐水泥（P.F）32.5强度等级的要求，熟料的氧化钙含量低，煅烧温度低，因此，具有低的二氧化碳（约低20%）及废气排放量（约低20%），低的煅烧热耗（约低15%），并可使用低氧化钙组成的石灰石矿及一些含氧化钙的工业废料。
具体实施方式
下面通过具体实施例详细描述一下本发明的具体内容。
低钙硅酸盐水泥熟料及其水泥的制备方法，包括如下步骤：
A、选用主要含氧化钙的石灰质、主要含氧化硅和氧化铝的粘土质、主要含氧化铁的氧化铁质为低钙硅酸盐水泥熟料的生料配料，三种原料经共同粉磨、均匀混合后得到低钙硅酸盐水泥生料，使低钙硅酸盐水泥生料中所含三种原料质量比达到以下要求为目标：氧化钙55-60%、二氧化硅30-36%、氧化铝2-6%、氧化铁1-4%，按氧化物质量计总和为100%；
B、将低钙硅酸盐水泥生料置于1050-1300℃的温度下煅烧30-90min ，煅烧后熟料的主要矿物为二硅酸三钙、铝酸三钙和铁铝酸四钙，冷却，制得低钙型硅酸盐水泥熟料；
C、向低钙型硅酸盐水泥熟料中添加激发剂，混合磨细至比表面积为400-500m2/Kg，即制得低钙型硅酸盐水泥。
所述的激发剂是硫酸、硫酸钠、亚硫酸钠、二水硫酸钙（石膏）、硫酸钙（硬石膏）、半水石膏的一种或几种，其质量掺量以三氧化硫计为总量的1-6%。
所述的激发剂是碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、硅酸钠、硫酸中的一种或几种，其质量掺量为总量的0.1-4%。
所述的石灰质、粘土质和氧化铁质三种原料可以为天然矿物或是工业废渣。
步骤A中的三种原料经共同粉磨，所述的粉磨是将三种原料破碎、磨细至比表面积达300 - 350m2/Kg。
步骤 B中所述的冷却方法可以是急速冷却（每分钟降温200-300℃），或自然冷却。
步骤B中所述的煅烧是在立窑、回转窑、或燧道窑中煅烧。
本发明的优点是：利用上述低钙硅酸盐水泥熟料及其水泥的制备方法制备的水泥与传统硅酸盐水泥相比，熟料的力学强度可以达到GB/T 175中粉煤灰硅酸盐水泥（P.F）32.5强度等级的要求，熟料的氧化钙含量低，煅烧温度低，因此，具有低的二氧化碳（约低20%）及废气排放量（约低20%），低的煅烧热耗（约低15%），并可使用低氧化钙组成的石灰石矿及一些含氧化钙的工业废料。
实施例1
低钙硅酸盐水泥熟料及其水泥的制备方法，包括如下步骤：
A、选用主要含氧化钙的石灰质、主要含氧化硅和氧化铝的粘土质、主要含氧化铁的氧化铁质为低钙硅酸盐水泥熟料的生料配料，三种原料经共同粉磨、均匀混合后得到低钙硅酸盐水泥生料，所述的粉磨是将三种原料破碎、磨细至比表面积达300m2/Kg，使低钙硅酸盐水泥生料中所含三种原料质量比达到以下
要求为目标：氧化钙55%、二氧化硅36%、氧化铝5%、氧化铁4%，按氧化物质量计总和为100%；
B、将低钙硅酸盐水泥生料置于立窑中1050℃的温度下煅烧90min 后，急速冷却，每分钟降温200℃，制得低钙型硅酸盐水泥熟料；
C、向低钙型硅酸盐水泥熟料中添加激发剂，所述的激发剂是硫酸，其质量掺量以三氧化硫计为总量的3%，混合磨细至比表面积为400m2/Kg，即制得低钙型硅酸盐水泥。
实施例2
低钙硅酸盐水泥熟料及其水泥的制备方法，包括如下步骤：
A、选用主要含氧化钙的石灰质、主要含氧化硅和氧化铝的粘土质、主要含氧化铁的氧化铁质为低钙硅酸盐水泥熟料的生料配料，三种原料经共同粉磨、均匀混合后得到低钙硅酸盐水泥生料，所述的粉磨是将三种原料破碎、磨细至比表面积达3302/Kg，使低钙硅酸盐水泥生料中所含三种原料质量比达到以下要求为目标：氧化钙58%、二氧化硅35%、氧化铝4%、氧化铁3%，按氧化物质量计总和为100%；
B、将低钙硅酸盐水泥生料置于回转窑中1200℃的温度下煅烧60min 后，急速冷却，每分钟降温300℃，制得低钙型硅酸盐水泥熟料；
C、向低钙型硅酸盐水泥熟料中添加激发剂，所述的激发剂是石膏，其质量掺量以三氧化硫计为总量的5%，混合磨细至比表面积为450m2/Kg，即制得低钙型硅酸盐水泥。
实施例3
低钙硅酸盐水泥熟料及其水泥的制备方法，包括如下步骤：
A、选用主要含氧化钙的石灰质、主要含氧化硅和氧化铝的粘土质、主要含氧化铁的氧化铁质为低钙硅酸盐水泥熟料的生料配料，三种原料经共同粉磨、均匀混合后得到低钙硅酸盐水泥生料，所述的粉磨是将三种原料破碎、磨细至比表面积达350m2/Kg，使低钙硅酸盐水泥生料中所含三种原料质量比达到以下要求为目标：氧化钙60%、二氧化硅30%、氧化铝6%、氧化铁4%，按氧化物质量计总和为100%；
B、将低钙硅酸盐水泥生料置于燧道窑中1300℃的温度下煅烧30min 后，自然冷却，制得低钙型硅酸盐水泥熟料；
C、向低钙型硅酸盐水泥熟料中添加激发剂，所述的激发剂是碳酸，其质量掺量为总量的3%，混合磨细至比表面积为500m2/Kg，即制得低钙型硅酸盐水泥。
Claims (7)
1.低钙硅酸盐水泥熟料及其水泥的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
A、选用主要含氧化钙的石灰质原料、主要含氧化硅和氧化铝的粘土质原料、主要含氧化铁的氧化铁质原料为低钙硅酸盐水泥熟料的原料，三种原料经配料、共同粉磨、均匀混合后得到低钙硅酸盐水泥生料，使低钙硅酸盐水泥生料中所含三种原料质量比达到以下要求为目标：氧化钙55-60%、二氧化硅30-36%、氧化铝2-6%、氧化铁1-4%，按氧化物质量计总和为100%；
B、将低钙硅酸盐水泥生料置于1050-1300℃的温度下煅烧30-90min ，煅烧后熟料的主要矿物为二硅酸三钙、铝酸三钙和铁铝酸四钙，冷却，制得低钙型硅酸盐水泥熟料；
C、向低钙型硅酸盐水泥熟料中添加激发剂，混合磨细至比表面积为400-500m2/Kg，即制得低钙型硅酸盐水泥。
2.按照权利要求1所述的低钙硅酸盐水泥熟料及其水泥的制备方法，其特征在于：所述的激发剂是硫酸、硫酸钠、亚硫酸钠、二水硫酸钙（石膏）、硫酸钙（硬石膏）、半水石膏的一种或几种，其质量掺量以三氧化硫计为总量的1-6%。
3.按照权利要求1所述的低钙硅酸盐水泥熟料及其水泥的制备方法，其特征在于：所述的激发剂是碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、硅酸钠、硫酸中的一种或几种，其质量掺量为总量的0.1-4%。
4.按照权利要求1或2所述的低钙硅酸盐水泥熟料及其水泥的制备方法，
其特征在于：所述的石灰质、粘土质和氧化铁质三种原料可以为天然矿物或是工业废渣。
5.按照权利要求1或2所述的低钙硅酸盐水泥熟料及其水泥的制备方法，其特征在于：步骤A中的三种原料经共同粉磨，所述的粉磨是将三种原料破碎、磨细至比表面积达300 - 350m2/Kg。
6.按照权利要求1或2所述的低钙硅酸盐水泥熟料及其水泥的制备方法，其特征在于：步骤 B中所述的冷却方法可以是急速冷却（每分钟降温200-300℃），或自然冷却。
7.按照权利要求1或2所述的低钙硅酸盐水泥熟料及其水泥的制备方法，其特征在于：步骤B中所述的煅烧是在立窑、回转窑、或燧道窑中煅烧。
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