CN105130217A - 用立窑厂处理电解锰渣制生态活性渣的方法 - Google Patents

Abstract

用立窑厂处理电解锰渣制生态活性渣的方法，主要包括以下步骤：（1）备料；（2）配料和均化：将电解锰渣、石煤、废石渣、蚀变剂按质量比为电解锰渣45～75%:石煤10～25%:废石渣14.7～45.0%:蚀变剂0.3～2.0%的比例实行微机配料；（3）成型；（4）煅烧：将步骤（3）所得成型物料送入立窑内，经1000～1350℃、15～60分钟煅烧，制成生态活性渣。本发明可简单地利用立窑生产线工艺装备，产品用途广，且有较高附加值，成本较低，经济而环保。

Description

用立窑厂处理电解锰渣制生态活性渣的方法

技术领域

本发明涉及一种用立窑厂处理电解锰渣制生态活性渣的方法。

背景技术

我国是世界第一强的锰业大国，纯锰产量占世界总量的95%以上，锰业加工过程中排放的废渣即为锰渣，包括“锰矿渣”和“锰渣”。锰矿渣是由在锰铁合金或硅锰合金冶炼过程中排放的高温炉渣经水淬而成的一种水淬高炉矿渣，一吨锰铁合金可产生的锰矿渣量为2～2.5吨，其活性仅次于生铁冶炼的高炉矿渣，优于低钙粉煤灰，可直接用作水泥掺合材或生产渣粉。锰渣是纯锰生产过程中排放的废渣，纯锰主要通过电解法和还原法制得，其中，电解法制锰约占纯锰制取总量的95%以上。

当前，我国电解锰产能已逾200万吨，每生产1吨电解锰所排放的酸浸废渣量为5～7吨，较低品味原料每吨电解锰产渣可达10吨，年实际堆积或掩埋量达数亿吨，年新增量达数千万吨。这些酸浸废渣颗粒细小，一般为细小黑色颗粒的泥糊状物质，其颗粒质量分布一般为＜15μm占31～36%、15～30μm占45～50%、30～45μm占4～6%、45～60μm占1.5～3%、60～80μm占3.5～6%、80～100μm占＜1%、＞100μm占4～8%，其平均粒径小于水泥生料粉，保水性好，含水量高，烘干脱水困难；电解锰渣的化学成分主要为烧失量9～14%、SiO₂22～35%、Al₂O₃6～12%、Fe₂O₃5～12%、CaO6～18%、MgO1～4%、MnO2～5%、SO₃20～37%、K₂O0.8～2%、Na₂0.2～1%及少量铅、锌、镉、钴等；主要矿物成份为硫酸盐（以二水石膏为主）和SiO₂（石英）、2CaO·SiO₂·2H₂O（C₂SH₂）和Fe₂O₃等，其中SO₃达20～37%折算为石膏（若CaO含量高时）占比45%以上，即电解锰渣实质上属于较低品位的工业副产品化学石膏或硫酸盐废渣。

由于电解锰渣颗粒微细、且含大量硫酸根及一定量的重金属有害元素，任其排放将严重污染地表水、地下水及土壤，严重的影响生态环境。为此，国内外对锰渣的处置利用进行了大量的研究和实践。国外对锰渣的综合利用主要集中在锰矿渣作为配料生产水泥和锰渣作为水泥生产的缓凝剂石膏的部分替代上。我国自90年代开始，开展了锰渣利用的系列研究，包括如下技术途径：

（1）用于水泥生产：

技术途径之一，是利用锰矿渣水淬物无定形玻璃体的较高的活性，加激发剂，作为水泥生料和水泥混合材用于生产普通硅酸盐水泥，如江西新余钢铁总厂利用锰矿渣生产普通水泥。

另外，CN103880307A公开了一种活性锰渣微粉的制备方法，是利用锰铁合金产生的锰矿渣70～90%、赤泥4～16%、水泥熟料5～20%粉磨至比表面积为380～450m²/kg作为活性锰渣微粉；CN1837120A公开了一种利用电解锰渣生产水泥的方法，是利用石灰石63～63.5%、电解锰渣19～19.5%、铁粉1.5～2%、萤石1.3～1.8%、无烟煤13.2～13.7%混合粉磨为生料、成球焙烧为熟料，其配料为正常的普通硅酸盐熟料生产配料，电解锰渣耗量小，煤耗高，成本高；CN101948254A公开了一种电解锰渣生态水泥的制备方法，是在500～900℃煅烧后的电解锰渣10～50%、炼铁高炉矿渣10～50%、熟料10～50%、粉煤灰或钢渣0～20%、石膏3～7%、添加剂（碳酸钾、氯化钠、氯化钙、硫酸钠等）粉磨至比表面积为360～580m²/kg制成电解锰渣生态水泥，该方法须采用大量的熟料和矿渣等，其经济性极差，没有工业实用性；CN102167533A公开了一种锰渣复合激活改性的矿渣水泥掺合材及其制法，是以经干燥、超细粉磨至比表面积＞13m²/g（远高于水泥细度3～5m²/g），再经350℃～450℃焙烧活化的改性电解锰渣78～82%、熟石灰（Ca(OH)₂）0～18%和熟料粉0～22%混合均匀，制成矿渣水泥掺和料，其实质即是以超细粉磨后的硫酸盐废渣低温焙烧活化为可溶性的无水硫酸钙再加碱（Ca(OH)₂）等复合制成硫碱复合激发剂，相对成本高，较用廉价的二水石膏或硬石膏和石灰作硫碱激发剂没有显著技术效果优势，经济性差。

其技术途径之二，是利用生产硅锰合金的硅锰渣配料在机立窑上烧制普通硅酸盐熟料，有研究者综合利用硅锰渣、镍渣、煤矸石、粉煤灰等固体废渣配料生产熟料。

其技术途径之三，是利用锰矿渣代替熟料晶种配料，如湖南益阳裕民水泥有限公司用锰矿渣代替熟料晶种配料生产水泥。

其技术途径之四，是用经处理的电解锰渣替代石膏作缓凝剂，如湖南省建材研究设计院和中南大学合作研发的电解锰渣的综合利用成果，其实质是以电解锰渣中的硫酸盐矿物活化作为水泥生产的活化剂和替代石膏的缓凝剂；李坦平等（电解锰渣的理化特征及其开发应用的研究，中国锰业，第24卷第2期，2006年5月）于750℃热处理电解锰渣，可开发作为粉煤灰、高炉矿渣的硫酸盐激发剂，也可与粉煤灰或高炉矿渣配合生产混凝土复合掺合料，或替代石膏作为水泥缓凝剂，该方法相对于用天然硬石膏或工业氟石膏而言，无显著的技术效果，但成本高无经济性；CN103553378A公开了一种利用电解锰渣作缓凝剂制备水泥的方法，是以电解锰渣加碱性改性剂（生石灰CaO）和水按8:1:1比例配料搅拌改性，制成水泥缓凝剂，水泥中用量为熟料产量的4～10%。这种替代性缓凝剂较廉价的二水石膏或改性的廉价的磷石膏无显著的技术效果，没有经济性。

其技术途径之五，用锰矿渣制硫铝酸盐水泥，如湖南大学的谢建国等以锰矿渣23%、石灰石53～61%、铝矾土9～14%、粘土0～7%、铁粉0～5%、石膏0～5%于实验室配料粉磨煅烧硫铝酸盐快硬水泥。该方法用的是锰矿渣而非电解锰渣，且需消耗大量石灰石及铝矾土，若利用电解锰渣，较用廉价的二水石膏或硬石膏或工业副石膏如脱硫石膏等亦无经济性。无显著技术效果，工业实用性差。

显然，上述技术方案存在煤耗或能耗高，消耗量小，经济性差，实用性不好等问题。

（2）用于生产砖、砌块制品：

江西新余钢铁厂、辽宁铁合金厂等利用水淬锰矿渣等废渣生产灰渣砖、或加水泥生产空心砌块；CN101767978A公开了一种锰渣——固废混合烧结制砖的方法，是将经95～125℃干燥恒重的锰渣20～70%、页岩27～73%、和粉煤灰3～7%一起粉磨，或分别粉磨再混合为粉料，然后加入3～5%的腐植酸钠稳定剂和25～35%清水搅匀陈化1～3天，然后挤出成型为240×115×53mm的砖块，经120～140℃干燥8～24h，慢速升温至950～1050℃煅烧2～6小时，制成锰渣固废混合烧结砖，该制烧结砖的技术方案需消耗页岩和粉煤灰，加工能耗高，无经济性；CN101831980A公开了一种锰渣轻骨料墙体砌块，是用水泥作为粘结剂，用锰渣作为轻骨料，用火山凝灰岩石粉作为填充料，用粉煤灰作为水泥缓凝剂，用水作调和剂制成墙体砌块；CN104193392A公开了一种利用锰矿渣制备高强轻质建筑材料的方法，是将锰矿渣、废玻璃、发泡剂按40～70%:20～50%:5～16%质量比例磨成细粉、高速搅匀、置于成型容器中，间歇升温至950～1150℃烧结20～30min，自然冷却得到高强轻质建筑材料；CN103342509A公开了一种锰矿渣加气混凝土砌块，是以锰矿渣（粉）10～15份、粉煤灰15～20份、水泥5～10份、生石灰10～15份、石膏3～5份、铝粉0.05～0.1份、脂肪醇聚乙烯醚0.002～0.008份、氧化石蜡皂0、03～0.08份、纯碱0.3～0.5份、膨润土0.5～0.8份、硬脂酸锌0.3～0.5份、氢氧化铝0.01～0.013份、六偏磷酸钠0.05～0.1份制成锰矿渣加气混凝土；CN103964819A公开了一种锰矿渣新型节能环保烧结砖及其制造方法，是以粉碎的锰矿渣25～45%、页岩50～75%、煤5%、水2～3%混合制砖，于1100℃高温焙烧制砖。

明显地，上述制烧结砖或砌块等的技术方案锰渣耗量小且因加工能耗高，成本高，经济性差，无市场竞争力，工业实用性差。

其它关于锰渣利用的研究还有：（3）用于混凝土生产：多以硅锰合金生产排放的水淬硅锰渣，经粉磨制成超细微粉用于生产混凝土；（4）用作路基材料：以堆存的锰渣，尤其是锰矿渣代替土石料筑造公路路基、底基层、基层及路面筑造；有研究者亦进行了磷矿渣、锰矿渣路面基层材料的研究；（5）制微晶玻璃：有研究者以水碎锰矿渣和碎玻璃等为主要原料制微晶玻璃；（6）制釉：有研究者以锰渣代替软锰矿制备出了可供建筑陶瓷之用的光泽银黑釉；（7）用锰渣制造锰肥或锰硅肥：湖南湘西环保局的王怀安及邓建奇等都研究开发了锰渣制备复合肥的方法，并已应用多年；CN102674965A公开了一种锰渣复合肥及其制备方法，是以锰渣、含碳酸盐的化肥、含木质素的添加剂生产锰渣复合肥；（8）锰渣的综合利用方法：锰渣的综合利用现着重于提取锰渣中的某些有价元素或化合物，如CN104017998A公开的一种锰渣综合利用方法及CN104016357A公开的一种锰渣综合利用生产化工原料的方法，是将锰渣粉碎后与氟硅酸水溶液或氟化铵溶液混合加热反应，经多级分离提取得到白炭黑、硫酸锰和硫酸盐及氢氧化铝。

但是，上述技术方案存在或经济性差或消耗量小或明显的二次污染等问题，客观上不能解决电解锰渣的资源化处理问题。

关于锰渣的治理和综合利用问题的上述现有的各种技术途径或技术方法，客观上都取得了一定的研究成果或应用成果，锰渣的治理也早列入了国家“863计划”课题并得以成果验收，但是，至今，除因水泥生产的掺合材渣源匮乏使锰矿渣得以较好地利用外，最大宗的电解锰渣的实际综合利用效果很不尽人意，大量仍被简单堆埋或弃置于涵洞山沟，对地下水、土壤及地表水的生态环境造成了较大的影响乃至长期隐患，迫切需要一种全新的技术路径和方法来解决量大且面较广的锰渣的资源化利用问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种用立窑厂处理电解锰渣制生态活性渣的方法，该方法可简单地利用立窑生产线工艺装备，产品用途广，且有较高附加值，成本较低，经济而环保。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：用立窑厂处理电解锰渣制生态活性渣的方法，用立窑生产线工艺装备，以电解锰渣、石煤、废石渣、蚀变剂为原料，经备料，配料和均化，成型，煅烧，制取生态活性渣，主要包括以下步骤：

（1）备料：将原生电解锰渣入配料仓，若为陈化电解锰渣破碎至粒径＜40mm入配料仓；石煤破碎至粒径＜40mm入配料仓；废石渣入配料仓；蚀变剂入配料仓；

（2）配料和均化：将电解锰渣、石煤、废石渣、蚀变剂按质量比为电解锰渣45～75%:石煤10～25%:废石渣14.7～45.0%:蚀变剂0.3～2.0%的比例实行微机配料，各物料比例合计为100%，具体工艺是：

若电解锰渣、石煤、废石渣、蚀变剂中既有块粒状的物料又有含水的微细颗粒物料，先将块粒状的物料按预定质量比实行第一级微机配料，经粉磨制成80μm筛余≤20%的粉料，再将粉料与含水的微细颗粒物料按预定质量比实行第二级微机配料，然后，经连续辗压混合装置辊混均化为塑性物料；

若电解锰渣、石煤、废石渣、蚀变剂均为块粒状的物料，则将块粒状的物料按预定质量比实行微机配料，然后，经生料磨混合粉磨制成80μm筛余≤20%的粉料；

（3）成型：将步骤（2）所得的塑性物料经成型机成型，得直径3～30mm的棒状物料，或将步骤（2）所得的粉料经成球盘成型，得粒径3～30mm的球状物料；

（4）煅烧：将步骤（3）所得棒状物料或球状物料送入立窑内，经1000～1350℃、15～60分钟煅烧，制成生态活性渣。

进一步，所得生态活性渣直接粉磨、或按立窑常规粉磨工艺配入石膏和其它材料如水淬矿渣、磷渣等一起混合粉磨至80μm筛余≤12%的粉料，即制成不同性能、不同用途的生态活性渣粉。

步骤（2）中所述各原料配比中以45～75%的电解锰渣提供适量的硫酸钙或硫酸盐及部分硅、铝、铁元素成份，以10～25%的石煤提供熟渣所需可热分解反应的硅铝酸盐成份和主要热量来源或全部煅烧热源，以14.7%～45%的废石渣提供反应所需的适量的氧化钙及部分可热分解活化反应的粘土矿物，以0.3～2.0%的蚀变剂解决各原料中带入的结晶态SiO₂的活化问题，并稳定和活化C₂S。

所得生态活性渣的主要水化活性矿物为硅酸二钙、硫铝酸钙、硫铁酸钙和硫酸钙，其特性不同于硅酸盐熟料或硬石膏或硫铝酸盐及硫铁酸盐熟料，为特种熟料。这种活性渣可直接供应粉磨站、水泥厂、建筑砂浆厂等企业生产普通硅酸盐水泥、早强快硬水泥、膨胀剂、砌筑水泥或砌筑灰、建筑砂浆等。

所得生态活性渣粉，其矿物组成及胶凝特性有异于硅酸盐胶凝材料、硬石膏胶凝材料、硫铝酸盐及硫铁酸盐胶凝材料。可作为不同用途的替代产品供应商品混凝土搅拌站、水泥厂或建筑工地及建材制品厂等。

进一步，所述石煤为我国分布面广、储存量大的含碳的硅铝酸盐块状矿物。可部分或全部用含有机质的污泥和/或农林牧业废弃物和/或燃煤替代。

进一步，所述废石渣为石灰石矿山开采弃置的含泥的石屑。可部分或全部用电石渣和/或废弃混凝土和/或大理石加工屑泥和/或石灰渣替代。

进一步，所述蚀变剂指能在高温碱性条件下有效熔蚀活化电解锰渣中的石英质结晶SiO₂改善其易烧性、降低烧成温度和热耗、提高活性渣质量的矿物，为市售的含磷、氟、硼等元素的矿物复合物。

本发明的技术原理：

（1）针对电解锰渣的主要矿物为硫酸盐（随化学成份不同可能是石膏或石膏和其它硫酸盐）、SiO₂（结晶态石英）、水合硅酸钙及Fe₂O₃（随pH值不同可能为Fe（OH）₃、Al（OH）₃）等，实质上是低品位的工业副石膏或硫酸盐的特点，将电解锰渣和石煤、废石渣配料，低温煅烧制成用途广且市场需求量大、主要水化活性矿物为硅酸二钙、硫铝酸钙、硫铁酸钙和硫酸钙矿物的特种生态活性渣和/或活性渣粉；

（2）利用立窑生产线工艺装备可简便使用外加剂，可有效煅烧颗粒状物料，通过调整配料和外加煤及加料与缷料速度即可有效控制窑内高温段煅烧温度和高温段煅烧时间、及可采用劣质燃料且环保相对易于处理、且原生电解锰渣颗粒微细难以烘干的特点，对原生电解锰渣采用二级配料、干湿物料辗混均化，可节省大量的烘干能耗和粉磨能耗，并以石煤及其替代物含有机质的污泥和/或废弃物配料既提供热能又提供形成活性矿物所需的化学成份，以降低废弃物的利用成本；

（3）以同时含磷、氟、硼等元素矿物的蚀变剂在1000～1350℃碱性条件下微观局域上高效熔蚀活化电解锰渣中的结晶态SiO₂，使其熔蚀活化而易与CaO化合生成C₂S，实施低温煅烧（立窑物料正常煅烧温度为1450℃），以降低烧成温度节省烧成能耗，同时，以磷等稳定并活化C₂S大幅提高其水化活性，提高活性渣的烧成质量；

（4）控制（1000～1350℃）的低温煅烧，使活性渣易磨性好，以降低活性渣粉等的生产粉磨能耗。

本发明的有益效果：

（1）可充分利用原生的电解锰渣和堆存或弃置的电解锰渣，利于保护社会生态环境及自然环境；

（2）为立窑水泥企业的产业转型提供一种可行的方案，利于盘活社会存量资产，提供就业机会；

（3）充分利用电解锰渣、废石屑及石煤和污泥废弃物生产市场需求量大的活性渣或活性渣粉，可大量节省水泥生产对不可再生的优质石灰石、粘土页岩及石膏、燃煤资源的过度开采和消耗，也利于抑制商品混凝土生产中和水泥生产中搭掺生石煤、生矸石、生页岩及粘土质等有害原料，可减少一些劣质水泥和豆腐渣工程的出现。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

用某刚停窑尚未断电待拆的φ3×8m立窑水泥生产线工艺装备，处理电解锰渣制取生态活性渣，主要包括以下步骤：

（1）备料：取废渣坝上堆存陈化已部分结块的电解锰渣，破碎至粒径＜30mm入库；选取当地开采的石煤破碎至粒径＜30mm入库；取碎石玚弃置的废石渣入库；蚀变剂选用长沙紫宸科技开发有限公司提供的ZC-S1型粉状助烧蚀变剂入配料仓；

（2）配料和均化：将块粒状的电解锰渣、石煤、废石渣、蚀变剂按质量比为电解锰渣50%:石煤17%:废石渣32%:蚀变剂1%的比例实行微机配料，连续送入生料球磨机粉磨系统，混合粉磨制成80μm筛余15%的废弃物粉料，送入生料粉库，再送至窑上的成球盘系统；

（3）成型：利用成球盘成型为粒径5～12的球状物料；

（4）煅烧：将球状物料布入立窑内，经1000～1280℃、30分钟煅烧，即制成生态活性渣。

取生态活性渣进行衍射分析、显微电镜观测及化学分析，主要矿物为硅酸二钙、硫酸钙、硫铝酸钙、硫铁酸钙等有良好水化活性的矿物，未见生成硅酸三钙矿物，其矿物组成明显不同于硅酸盐熟料及硬石膏、硫铝酸盐与硫铁酸盐熟料，为特种熟料；

所得生态活性渣供应某粉磨站1200吨，该粉磨站根据实验室的小磨试验结果，以此活性渣替代部分熟料和全部水淬矿渣和石膏，用户反馈比用矿渣强度高10%。

剩下的3800吨生态活性渣用水泥磨球磨机系统直接粉磨成细度80μm筛余6%的粉料，即制成生态活性渣粉；

所得的活性渣粉以立窑厂实验室设备进行物检，指标为：安定性合格，初凝时间1:13、终凝时间1:58，1天抗压强度12.7MPa、抗折强度1.9MPa，3天抗压强度24.6MPa、抗折强度4.7MPa，28天抗压强度35.7MPa、抗折强度6.8MPa。试验所得活性渣粉共计3761吨。分别供应水泥厂、商品混凝土搅拌站和建筑工地应用，供应某粉磨站2300吨直接作为生产水泥掺合粉料，供应某商品混凝土搅拌站1300吨作为掺和料，供应某建筑工地161吨作为砌筑水泥，三个不同类型用户的反馈意见一致：易起浆和易性好，强度好。

实施例2

用某山沟尚在无证运行的φ2.8×7.8m立窑水泥生产线工艺装备，临时增设二个湿渣配料仓和一台辗混机和一台挤出成型机，处理电解锰渣制取生态活性渣，主要包括以下步骤：

（1）备料：取原生电解锰渣入湿渣配料仓；选取当地开采的石煤破碎至粒径＜30mm入库；取化工厂的干法乙炔电石渣（含水3%的细粉状氢氧化钙）替代废石渣入配料仓；蚀变剂选用长沙紫宸科技开发有限公司提供的ZC-S2型细粒状助烧蚀变剂入配料仓；

（2）配料和均化：将电解锰渣、石煤、电石渣、蚀变剂按质量比为电解锰渣70%:石煤10%:电石渣19.2%:蚀变剂0.8%的比例实行微机配料；

先将块粒状的物料石煤、蚀变剂按石煤10%:蚀变剂0.8%的比例实行第一级微机配料，经粉磨制成80μm筛余18%的粉料，再将粉料与含水的微细颗粒的原生电解锰渣和电石渣按质量比为电解锰渣70%:电石渣19.2%:粉料10.8%的比例实行第二级微机配料，再经连续辗压混合装置辊混均化为塑性物料；

（3）成型：将均化的塑性物料利用滚轮挤出成型机成型为直径20mm的棒状物料；

（4）煅烧：将棒状物料布入立窑内，经1080～1280℃、25分钟煅烧，即制成生态活性渣。

取生态活性渣进行衍射分析、显微电镜观测及化学分析，主要矿物为硅酸二钙、硫酸钙、硫铝酸钙、硫铁酸钙等有良好水化活性的矿物，未见生成硅酸三钙矿物。

所得活性渣用水泥磨球磨机系统直接粉磨成细度80μm筛余5%的粉料，即制成生态活性渣粉。

所得的活性渣粉以立窑厂实验室设备进行物检，指标为：安定性合格，初凝时间0:59、终凝时间1:33，1天抗压强度17.3MPa、抗折强度3.5MPa，3天抗压强度28.1MPa、抗折强度5.9MPa，28天抗压强度39.4MPa、抗折强度7.7MPa。试验所得生态活性渣粉共计2307吨。该立窑水泥厂将这批试验生产的生态活性渣粉当作32.5级普通水泥供应给民用建筑和乡村公路工程，用户的反馈意见一致：易起浆，来性快，强度好。

实施例3

用某φ3.2×8m立窑水泥生产线工艺装备，处理电解锰渣制取生态活性渣，主要包括以下步骤：

（1）备料：取废渣坝上堆存陈化已部分结块的电解锰渣，破碎至粒径＜30mm入库；选取堆存干化的市政污泥和无烟煤替代石煤，分别破碎至粒径＜30mm入库；取碎石玚弃置的废石渣入库；蚀变剂选用长沙紫宸科技开发有限公司提供的ZC-S1型粉状助烧蚀变剂入配料仓；

（2）配料和均化：将块粒状的电解锰渣、石煤替代物（污泥+无烟煤）、废石渣、蚀变剂按质量比为电解锰渣58%:石煤替代物（污泥10%+无烟煤3.5%）13.5%:废石渣28%:蚀变剂0.5%的比例实行微机配料，连续送入生料球磨机粉磨系统，混合粉磨制成80μm筛余13%的废弃物粉料，送入生料粉库，再送至窑上的成球盘系统；

（3）成型：利用成球盘成型为粒径8～15mm的球状物料；

（4）煅烧：将球状物料布入立窑内，经1100～1280℃、30分钟煅烧，即制成生态活性渣。

取生态活性渣进行衍射分析、显微电镜观测及化学分析，主要矿物为硅酸二钙、硫酸钙、硫铝酸钙、硫铁酸钙等有良好水化活性的矿物，未见生成硅酸三钙矿物，为特种熟料；

所得生态活性渣供应某水泥厂800吨，该水泥厂根据实验室的小磨试验结果，以此活性渣替代部分熟料和全部水淬矿渣和石膏，用户反馈比用矿渣强度高12.3%。

剩下的3200吨生态活性渣用水泥磨球磨机系统直接粉磨成细度80μm筛余5%的粉料，即制成生态活性渣粉；

所得的活性渣粉以立窑厂实验室设备进行物检，指标为：安定性合格，初凝时间1:07、终凝时间1:49，1天抗压强度13.8MPa、抗折强度2.7MPa，3天抗压强度27.7MPa、抗折强度5.4MPa，28天抗压强度36.7MPa、抗折强度7.6MPa。试验所得生态活性渣粉共计3194吨。该立窑水泥厂将这批生态活性渣粉以普通水泥名义供应给民用工程。用户的反馈意见一致：易起浆，来性快，强度好。

实施例4

用某φ3.8×8.5m立窑水泥生产线工艺装备，处理电解锰渣制取生态活性渣，主要包括以下步骤：

（1）备料：取废渣坝上堆存陈化已部分结块的电解锰渣，破碎至粒径＜30mm入库；选取当地石煤和堆存干化的市政污泥替代30%的石煤用量，分别破碎至粒径＜30mm入库；取破碎分离细颗粒砂料的废弃混凝土粗骨料替代废石渣，破碎至粒径＜30mm入库；蚀变剂选用长沙紫宸科技开发有限公司提供的ZC-S1型粉状助烧蚀变剂入配料仓；

（2）配料和均化：将块粒状的电解锰渣、石煤及其替代物（石煤+污泥）、废石渣替代物（废弃混凝土粗骨料）、蚀变剂按质量比为电解锰渣45%:石煤及其替代物11%（石煤7.7%+污泥3.3%）:废石渣替代物（废弃混凝土粗骨料）43.5%:蚀变剂0.5%的比例实行微机配料，连续送入生料球磨机粉磨系统，混合粉磨制成80μm筛余12%的废弃物粉料，送入生料粉库，再送至窑上的成球盘系统；

（3）成型：利用成球盘成型为粒径5～13mm的球状物料；

（4）煅烧：将球状物料布入立窑内，经1100～1280℃、40分钟煅烧，即制成生态活性渣。

取生态活性渣进行衍射分析、显微电镜观测及化学分析，主要矿物为硅酸二钙、硫酸钙、硫铝酸钙、硫铁酸钙等有良好水化活性的矿物，未见生成硅酸三钙矿物，为特种熟料；

所得生态活性渣供应某水泥厂1266吨，该水泥厂根据实验室的小磨试验结果，以此活性渣替代部分熟料和全部水淬矿渣和石膏，用户反馈比用矿渣强度高14.1%。

剩下的4000吨生态活性渣用水泥磨球磨机系统直接粉磨成细度80μm筛余2.7%的粉料，即制成生态活性渣粉；

所得的活性渣粉以立窑厂实验室设备进行物检，指标为：安定性合格，初凝时间1:15、终凝时间1:58，1天抗压强度17.1MPa、抗折强度5.0MPa，3天抗压强度29.4MPa、抗折强度6.5MPa，28天抗压强度38.7MPa、抗折强度7.8MPa。试验所得生态活性渣粉共计4021吨。该立窑水泥厂将这批生态活性渣粉以32.5级普通水泥名义供应给民用工程。用户的反馈意见一致：易起浆，来性快，强度好。

实施例5

用某停窑待拆的φ3×8m立窑水泥生产线工艺装备，临时增设二个湿渣配料仓和一台辗混机和一台挤出成型机，处理电解锰渣制取生态活性渣，主要包括以下步骤：

（1）备料：取原生电解锰渣入湿渣配料仓；选取当地开采的石煤破碎至粒径＜30mm入库；取化工厂的干法乙炔电石渣（含水5%的细粉状氢氧化钙）替代废石渣入配料仓；蚀变剂选用长沙紫宸科技开发有限公司提供的ZC-S3型细粒状助烧蚀变剂入配料仓；

（2）配料和均化：将电解锰渣、石煤、电石渣、蚀变剂按质量比为电解锰渣55%:石煤15%:电石渣28%:蚀变剂2%的比例实行微机配料；

先将块粒状的物料石煤、蚀变剂按石煤15%:蚀变剂2%的比例实行第一级微机配料，经粉磨制成80μm筛余13%的粉料，再将粉料与含水的微细颗粒的电解锰渣和电石渣按质量比为电解锰渣55%:电石渣28%:粉料17%的比例实行第二级微机配料，再经连续辗压混合装置辊混均化为塑性物料；

（3）成型：将均化的塑性物料利用滚轮挤出成型机成型为直径20mm的棒状物料；

（4）煅烧：将棒状物料布入立窑内，经1100～1280℃、25分钟煅烧，即制成生态活性渣。

取生态活性渣进行衍射分析、显微电镜观测及化学分析，主要矿物为硅酸二钙、硫酸钙、硫铝酸钙、硫铁酸钙等有良好水化活性的矿物，未见生成硅酸三钙矿物，为特种熟料；

所得生态活性渣供应某粉磨站983吨，该粉磨站根据实验室的小磨试验结果，以此活性渣替代部分熟料和全部水淬矿渣和石膏，用户反馈比用矿渣强度高13.6%。

剩下的3000吨生态活性渣用水泥磨球磨机系统配入水淬硅锰矿渣30%（活性渣质量占比70%）一起粉磨成细度80μm筛余5%的粉料，即制成生态活性渣粉；

所得的活性渣粉以立窑厂实验室设备进行物检，指标为：安定性合格，初凝时间1:23、终凝时间1:59，1天抗压强度10.8MPa、抗折强度2.3MPa，3天抗压强度31.2MPa、抗折强度6.1MPa，28天抗压强度41.7MPa、抗折强度7.8MPa。试验所得生态活性渣粉共计4027吨。分别供应水泥厂、商品混凝土搅拌站和建筑工地应用，供应某粉磨站3010吨直接作为生产水泥掺合粉料，供应某商品混凝土搅拌站1000吨作为掺和料，供应某建筑工地17吨作为砌筑水泥，三个不同类型用户的反馈意见一致：易起浆，强度好。

Claims (7)

1.用立窑厂处理电解锰渣制生态活性渣的方法，其特征在于，用立窑生产线工艺装备，以电解锰渣、石煤、废石渣、蚀变剂为原料，经备料，配料和均化，成型，煅烧，制取生态活性渣，主要包括以下步骤：

（1）备料：将原生电解锰渣入配料仓，若为陈化电解锰渣破碎至粒径＜40mm入配料仓；石煤破碎至粒径＜40mm入配料仓；废石渣入配料仓；蚀变剂入配料仓；

（2）配料和均化：将电解锰渣、石煤、废石渣、蚀变剂按质量比为电解锰渣45～75%:石煤10～25%:废石渣14.7～45.0%:蚀变剂0.3～2.0%的比例实行微机配料，各物料比例合计为100%，具体工艺是：

若电解锰渣、石煤、废石渣、蚀变剂中既有块粒状的物料又有含水的微细颗粒物料，先将块粒状的物料按预定质量比实行第一级微机配料，经粉磨制成80μm筛余≤20%的粉料，再将粉料与含水的微细颗粒物料按预定质量比实行第二级微机配料，然后，经连续辗压混合装置辊混均化为塑性物料；

若电解锰渣、石煤、废石渣、蚀变剂均为块粒状的物料，则将块粒状的物料按预定质量比实行微机配料，然后，经生料磨混合粉磨制成80μm筛余≤20%的粉料；

（3）成型：将步骤（2）所得的塑性物料经成型机成型，得直径3～30mm的棒状物料，或将步骤（2）所得的粉料经成球盘成型，得粒径3～30mm的球状物料；

（4）煅烧：将步骤（3）所得棒状物料或球状物料送入立窑内，经1000～1350℃、15～60分钟煅烧，制成生态活性渣。

2.根据权利要求1所述的用立窑厂处理电解锰渣制生态活性渣的方法，其特征在于，所得生态活性渣直接粉磨、或按立窑常规粉磨工艺配入石膏和矿渣一起混合粉磨至80μm筛余≤12%的粉料，即制成不同性能、不同用途的生态活性渣粉。

3.根据权利要求1或2所述的用立窑厂处理电解锰渣制生态活性渣的方法，其特征在于，所述石煤为我国分布面广、储存量大的含碳的硅铝酸盐块状矿物。

4.根据权利要求1或2所述的用立窑厂处理电解锰渣制生态活性渣的方法，其特征在于，所述废石渣为石灰石矿山开采弃置的含泥的石屑。

5.根据权利要求1或2所述的用立窑厂处理电解锰渣制生态活性渣的方法，其特征在于，所述蚀变剂指能在高温碱性条件下有效熔蚀活化电解锰渣中的石英质结晶SiO₂改善其易烧性、降低烧成温度和热耗、提高活性渣质量的矿物，为含磷、氟、硼元素的矿物复合物。

6.根据权利要求1或2所述的用立窑厂处理电解锰渣制生态活性渣的方法，其特征在于，所述石煤部分或全部用含有机质的污泥和/或农林牧业废弃物和/或燃煤替代。

7.根据权利要求1或2所述的用立窑厂处理电解锰渣制生态活性渣的方法，其特征在于，所述废石渣部分或全部用电石渣和/或废弃混凝土和/或大理石加工屑泥和/或石灰渣替代。