CN105130222B - 用沸腾炉处理电解锰渣制特种硫酸盐胶凝材料的方法 - Google Patents

用沸腾炉处理电解锰渣制特种硫酸盐胶凝材料的方法 Download PDF

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Abstract

用沸腾炉处理电解锰渣制特种硫酸盐胶凝材料的方法,包括以下步骤:(1)配料:按重量份,将45~80份电解锰渣、8~25份石煤和10~45份废石渣进行配料计量;(2)熟渣制备:将配料计量的物料连续送入沸腾炉内,在氧化性气氛中,于800~1280℃下,煅烧0.3~1.5h,出料口溢出急冷,即得熟渣;(3)特种硫酸盐胶凝材料的制备:将熟渣粉磨至80μm筛余质量≤20%的粉料,即得特种硫酸盐胶凝材料。按照本发明方法所得特种硫酸盐胶凝材料含有多种水化活性矿物,可广泛用于水泥行业,使用时强度高,用作活性渣粉或制建材制品,强度好;使用本发明方法投资小,无废水废渣产生,经济性好。

Description

用沸腾炉处理电解锰渣制特种硫酸盐胶凝材料的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种电解锰渣制硫酸盐胶凝材料的方法,具体涉及一种用沸腾炉处理电解锰渣制硫酸盐胶凝材料的方法。
背景技术
[0002] 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。
[0003] 当前,我国电解锰产能已逾200万吨,每生产I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<154!11占31〜36%、15〜3(^111占 45〜50%、30〜45ym 占4〜6%、45〜60ym 占 1.5〜3%、60〜80μπι占3.5〜6%、80〜100μπι< 1%、> 10ym 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%、Si02 22〜35%、Al2O3 6〜12%、Fe2〇3 5〜12%、Ca0 6〜18%、Mg0 I〜4%、MnO 2〜5%、S03 20〜37%、Κ2θ 0.8〜2%,Na2 0.2〜1%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S12(石英)、2Ca0.S12.2H20(C2SH2)^PFe2O3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。
[0004]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:
[0005] (I)用于水泥生产:
[0006] 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。
[0007] 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°C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O〜20%、石膏3〜7%、添加剂(碳酸钾、氯化钠、氯化|丐、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°C〜450°C焙烧活化的改性电解锰渣78〜82%、熟石灰(Ca (OH) 2) O〜18%和熟料粉O〜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。
[0008] 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。
[0009] 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。
[0010] 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°C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,且成本高无经济性;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。
[0011] 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%、招研^土9〜14%、粘土 O〜7%、铁粉O〜5%、石膏O〜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。
[0012]显然,上述技术方案存在煤耗或能耗高,电解锰渣消耗量小,经济性差,实用性不好等问题。
[0013] (2)用于生产砖、砌块制品:
[0014] 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°C干燥恒重的锰渣20〜70%、页岩27〜73%、和粉煤灰3〜7%—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I〜3天,然后挤出成型为240 X 115 X 53mm的砖块,经120〜140°C干燥8〜24h,慢速升温至950〜1050°C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°C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IlOOcC高温焙烧制砖。
[0015]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。
[0016] 其它关于锰渣利用的研究还有:
[0017] (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;
[0018] (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;
[0019] (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;
[0020] (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;
[0021] (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;
[0022] (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。
[0023] 但是,上述技术方案存在经济性差,电解锰渣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。
[0024] 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
[0025] 本发明所要解决的技术问题是,克服现有技术存在的上述缺陷,提供一种用沸腾炉处理电解锰渣制特种硫酸盐胶凝材料的方法,该方法可简单地利用沸腾炉工艺装备,投资小、经济而环保。
[0026] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下:一种用沸腾炉处理电解锰渣制特种硫酸盐胶凝材料的方法,包括以下步骤:
[0027] (I)配料:按重量份,将45〜80份电解锰渣、8〜25份石煤和10〜45份废石渣进行配料计量;
[0028] (2)熟渣制备:将步骤(I)所得配料计量的物料连续送入沸腾炉内,在氧化性气氛中,于800〜1280°C下,煅烧0.3〜1.5h,出料口溢出急冷,即得熟渣;
[0029] (3)特种硫酸盐胶凝材料的制备:将步骤⑵所得熟渣粉磨至80μπι筛余质量彡20%的粉料,即得特种硫酸盐胶凝材料。
[0030] 步骤(I)中,所述各原料配比中,以45〜80份电解锰渣可提供适量的硫酸盐及部分硅、铝、铁、钙等化学成份,以8〜25份石煤(或石煤替代物)可提供煅烧所需的主要热量来源及适量的可供热分解反应的硅铝酸盐矿物,以10〜45份废石渣(或废石渣替代物)可提供反应所需的适量的活性氧化钙及部分可分解活化反应的粘土矿物,以获得以硫酸盐矿物和硅酸二钙为主要矿物的熟渣。
[0031] 进一步,步骤(I)中,按重量份,将50〜65份电解锰渣、1〜18份石煤和20〜40份废石渣进行配料计量。
[0032] 进一步,步骤(2)中,所述氧化性气氛是指沸腾炉内空气过剩系数为1.2〜1.8。熟渣制备阶段,控制较低的煅烧温度和合适的时间及炉内氧化性气氛,可防止含硫矿物分解及炉内烧结,并实现炉内脱硫;以溢出急冷防止C2S (硅酸二钙)晶型转化和热分解产生的硅、铝、铁等活化氧化物重结晶而降低水化反应活性。由于溢出时间有先后,所以煅烧的时间一般为一个范围。
[0033] 进一步,步骤(2)中,所述氧化性气氛是指沸腾炉内空气过剩系数为1.25〜1.50。
[0034] 步骤(2)所得熟渣的主要水化活性矿物为硫酸钙(硬石膏)、硅酸二钙、铁铝酸钙、硫铝酸钙、硫铁酸钙、氧化钙及活性硅、铝、铁的氧化物,为特种硫酸盐胶凝熟料,可直接供应粉磨站、水泥厂、建筑砂浆厂等企业替代部分普通硅酸盐熟料、活性掺和材及石膏,可用于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、建筑砂浆及防渗材料等。
[0035] 进一步,步骤(3)中,将70〜100份步骤(2)所得熟渣与20〜50份石膏、矿渣或流平剂等中的一种或几种,混合粉磨至80μπι筛余质量<20%的粉料,即得特种硫酸盐胶凝材料。所述矿渣为水淬矿渣或硅锰渣等。步骤(3)通过直接粉磨制得的硫酸盐胶凝材料的主要水化活性矿物为硫酸钙(硬石膏)、硅酸二钙、铁铝酸钙、硫铝酸钙、硫铁酸钙、氧化钙及活性硅、铝、铁的氧化物,为特种硫酸盐胶凝材料,可作为活性渣粉直接供应商品混凝土搅拌站、水泥厂,或作为粘结剂、砌筑灰供应建筑工地,或用于制砖及加气混凝土胶凝材料,或作为膨胀剂、防渗材料供应工程建设。
[0036] 进一步,步骤(I)中,将结块的所述电解锰渣、块状石煤和块状废石渣均破碎至粒径<20mm。所述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)、Si02 (结晶态石英)、水合硅酸钙及Fe2O3 (随pH值不同可能为Fe (OH) 3、A1 (OH) 3等,尽管其矿物成份随原料品位及工艺不同而不同,但实质上具有与低品位的工业副石膏或硫酸盐相同的特点。
[0037] 进一步,步骤(I)中,所述电解锰渣、石煤和废石渣的含水率<10%。含水的原生电解锰渣、石煤(或石煤替代物)和废石渣(或废石渣替代物)可通过自然晒干或用沸腾炉烟气余热烘干,使得含水率< 10%。
[0038] 进一步,步骤(I)中,将所述石煤部分或全部用含有机质的污泥(热值一般为1500〜3000kcal/kg)、农林牧业废弃物或燃煤(热值一般为3000〜7000kcal/kg)等中的一种或几种替代。所述石煤为含碳的块状硅铝酸盐矿物,在我国分布面广、储存量大,热值一般在600〜2300kcal/kg。石煤及替代物既可提供煅烧所需热能,又可提供形成活性矿物所需的化学成份,可大幅降低废弃物的利用成本。
[0039] 进一步,步骤(I)中,将所述废石渣部分或全部用电石渣、废弃混凝土、大理石加工泥肩或石灰渣等中的一种或几种替代。所述废石渣为石灰石矿山开采弃置的含泥的碳酸钙材料,所含的泥即粘土类硅铝酸盐矿物。
[0040] 本发明的技术原理:是将电解锰渣和石煤、废石渣的混合物于沸腾炉内的氧化性气氛下,进行混合煅烧可产生复杂的物理化学反应,其中,碳酸钙会分解为高活性的氧化钙,硅铝酸盐矿物会分解为活性氧化硅、铝、铁等氧化物,硫酸盐可生成硬石膏并可与活性氧化钙、铝、铁等氧化物反应形成硫铝酸盐、硫铁酸盐矿物,活性硅、铝、铁的氧化物可吸收高活性氧化钙固相反应生成硅酸二钙、铁酸钙、铝酸钙、铁铝酸钙等,获得主要水化活性矿物为硫酸钙(硬石膏)和硅酸二钙、铁铝酸钙、硫铝酸钙、硫铁酸钙及含活性硅、铝、铁氧化物等的熟渣。另外,含钙材料的分解,不仅可以提供高活性氧化钙,还可同时实现炉内脱硫焙烧,降低烟气达标处理难度。
[0041] 本发明的有益效果:
[0042] (I)按照本发明方法所得熟渣或直接粉磨或与石膏、矿渣等材料混合粉磨制得的硫酸盐胶凝材料含有多种水化活性矿物,可直接供应粉磨站、混凝土搅拌站、水泥厂、建筑砂浆厂等企业,应用十分广泛,并且所得硫酸盐胶凝材料具有可调的独特矿物组成,可开发出不同特性的产品;
[0043] (2)本发明方法可充分利用原生的电解锰渣或堆存/弃置的电解锰渣,利于保护生态环境及自然环境,同时,以石煤(或石煤替代物)、废石渣(或废石渣替代物)作为原料,其来源可以是工厂、企业的一些废弃物,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,特别是利用以含碳物料作为煅烧的热量能源,沸腾炉中以较低温度就能煅烧制成易磨性好的熟渣,避免了燃煤资源的过度开采和消耗,降低了废弃物综合利用成本;
[0044] (3)所得熟渣的小磨试验结果显示,以本发明方法所得熟渣替代部分普通硅酸盐熟料、水淬矿渣及石膏用于生产普通硅酸盐水泥,反馈同比强度提高高达13.2%;
[0045] ⑷经检测,所得特种硫酸盐胶凝材料,安定性合格,初凝、终凝时间正常,抗压、抗折强度高,用作活性渣粉或制水泥砖,强度高;
[0046] (5)本发明方法投资小,可因情适宜就地取材,无废水废渣产生,经济性好,利于推广应用。
具体实施方式
[0047]下面结合实施例对本发明作进一步说明。
[0048] 本发明实施例所使用的电解锰渣取自某厂废渣坝,含水的原生电解锰渣取自某厂新渣;石煤、无烟煤和褐煤购自当地煤商,其中,无烟煤热值为5100kcal/kg,褐煤热值为3100kcal/kg ;市政污泥取自污泥堆场,热值为1890kcal/kg ;含泥废石肩取自石灰石矿山碎石场;石灰渣取自石厂;电石渣取自某PVC树脂厂;试用所涉废渣企业未经授权,厂名不便于公开,其它所使用的化学试剂,如无特殊说明,均通过常规商业途径获得。
[0049] 本发明实施例在某焙烧石煤提钒厂的沸腾炉生产线工艺装备上,用沸腾炉处理电解猛渣制特种硫酸盐胶凝材料。
[0050] 实施例1
[0051] (I)配料:将无烟煤(含水率9%)、石煤(热值为1271kcal/kg,含水率7%)和陈化干燥的电解锰渣(含水率8%)均破碎至粒径<8mm,含泥废石肩(含水率6%)破碎至粒径<5mm,按重量份,将52份电解锰渣、21.7份石煤、2.3份无烟煤和24份含泥废石肩进行微机配料计量;
[0052] (2)熟渣制备:将步骤(I)所得微机配料计量的物料直接连续送入沸腾炉内,在炉内空气过剩系数为1.25的氧化性气氛下,于1050〜1280 °C,煅烧0.4〜1.0h,由沸腾炉出料口溢出急冷,即得熟渣;
[0053] (3)特种硫酸盐胶凝材料的制备:将步骤(2)所得熟渣直接粉磨为80μπι筛余质量6%的粉料,即得特种硫酸盐胶凝材料。
[0054] 将步骤(2)所得熟渣进行综合衍射分析、电镜分析及化学分析得,其主要水化活性矿物为硫酸钙、硅酸二钙、铁铝酸钙、硫铝酸钙、硫铁酸钙、氧化钙及活性硅、铝、铁的氧化物,为特种熟料。
[0055] 将步骤(2)所得熟渣分别供应粉磨站500吨、水泥厂500吨,用户实验室经过小磨试验确定用此熟渣替代部分普通硅酸盐熟料、水淬矿渣及石膏用于生产普通硅酸盐水泥,反馈同比强度提高11.1%,其它物检指标正常。
[0056] 将步骤(2)所得79份熟渣、20份水淬矿渣及I份流平剂,混合粉磨至80μπι筛余质量7%的粉料,得特种硫酸盐胶凝材料一一地面自流平胶凝材料,供某工地试用,地面自流平效果好,强度好。
[0057] 将步骤(3)所得特种硫酸盐胶凝材料送检,按照水泥的相关标准测得物检指标为:安定性合格,初凝时间2:14,终凝时间2:53,I天抗压强度8.6MPa、抗折强度1.7MPa,3天抗压强度21.6MPa、抗折强度4.3MPa,28天抗压强度28.9MPa、抗折强度5.4MPa。
[0058] 将步骤(3)所得特种硫酸盐胶凝材料直接供应商品混凝土搅拌站500吨用作活性渣粉,供应水泥砖厂61吨替代50%的普通32.5级水泥胶凝材料制水泥砖,用户反馈强度好,其它正常。
[0059] 实施例2
[0060] (I)配料:将干化的市政污泥(含水率9%)和无烟煤(含水率8%)均破碎至粒径<20mm,石灰渣(含水率5%)破碎至粒径< 10mm,按重量份,将60份自然干燥的细粒状电解锰渣(粒径< 5_,含水率4%)、1份市政污泥、4份无烟煤和26份石灰渣进行微机配料计量;
[0061] (2)熟渣制备:将步骤(I)所得微机配料计量的物料直接连续送入沸腾炉内,在炉内空气过剩系数为1.36的氧化性气氛下,于800〜1050°C,煅烧0.8〜1.5h,由沸腾炉出料口溢出急冷,即得熟渣;
[0062] (3)特种硫酸盐胶凝材料的制备:将步骤(2)所得熟渣直接粉磨为80μπι筛余质量4%的粉料,即得特种硫酸盐胶凝材料。
[0063] 将步骤(2)所得熟渣进行综合衍射分析、电镜分析及化学分析得,其主要水化活性矿物为硫酸钙、硅酸二钙、铁铝酸钙、硫铝酸钙、硫铁酸钙、氧化钙及活性硅、铝、铁的氧化物,为特种熟料。
[0064] 将步骤(2)所得熟渣分别供应粉磨站300吨、水泥厂200吨,用户实验室经过小磨试验确定用此熟渣替代部分普通硅酸盐熟料、水淬矿渣及石膏用于生产普通硅酸盐水泥,反馈同比强度提高9.7%,其它物检指标正常。
[0065] 将步骤(3)所得特种硫酸盐胶凝材料送检,按照水泥的相关标准测得物检指标为:安定性合格,初凝时间1: 17、终凝时间2:03,I天抗压强度11.7MPa、抗折强度2.3MPa,3天抗压强度25.7MPa、抗折强度4.9MPa,28天抗压强度32.8MPa、抗折强度6.2MPa。
[0066] 将步骤(3)所得特种硫酸盐胶凝材料直接供应商品混凝土搅拌站400吨用作活性渣粉,供应水泥砖厂36吨替代60%的普通32.5级水泥胶凝材料制水泥砖,用户反馈强度好,其它正常。
[0067] 实施例3
[0068] (I)配料:将石煤(热值为1530kcal/kg,含水率5%)破碎至粒径< 10mm,市政污泥(含水率8%)和褐煤(含水率6%)均破碎至粒径<20mm,电石渣(含水率5%)破碎至粒径<I Omm,按重量份,将80份自然干燥的细粒状电解锰渣(粒径< 5mm,含水率9%)、3份石煤、3份市政污泥、4份褐煤和10份电石渣进行微机配料计量;
[0069] (2)熟渣制备:将步骤(I)所得微机配料计量的物料直接连续送入沸腾炉内,在炉内空气过剩系数为1.3的氧化性气氛下,于950〜1050 0C,煅烧0.8〜1.2h,由沸腾炉出料口溢出急冷,即得熟渣;
[0070] (3)特种硫酸盐胶凝材料的制备:将步骤(2)所得熟渣直接粉磨为80μπι筛余质量5%的粉料,即得特种硫酸盐胶凝材料。
[0071] 将步骤(2)所得熟渣经综合衍射分析、电镜分析及化学分析得,其主要水化活性矿物为硫酸钙、硅酸二钙、铁铝酸钙、硫铝酸钙、硫铁酸钙、氧化钙及活性硅、铝、铁的氧化物,为特种熟料。
[0072] 将步骤(2)所得熟渣供应粉磨站300吨,用户实验室经过小磨试验确定用此熟渣替代部分普通硅酸盐熟料、水淬矿渣及石膏,用于生产普通硅酸盐水泥,反馈同比强度提高8.9%,其它物检指标正常。
[0073] 将步骤(3)所得特种硫酸盐胶凝材料送检,按照水泥的相关标准测得物检指标为:安定性合格,初凝时间2:21,终凝时间2:59,I天抗压强度8.7MPa、抗折强度1.9MPa,3天抗压强度24.7MPa、抗折强度4.7MPa,28天抗压强度34.1MPa、抗折强度6.3MPa。
[0074] 将步骤(3)所得特种硫酸盐胶凝材料直接供应水泥厂380吨用作活性渣粉,直接掺配于出磨水泥中生产普通水泥,客户反馈强度好,其它正常。
[0075] 实施例4
[0076] (I)配料:将石煤(热值为978kcal/kg,含水率5%)和无烟煤(含水率9%)均破碎至粒径< 1mm,含泥废石肩(含水率5%)破碎至粒径< 5mm,按重量份,将50份烘干后的原生电解锰渣(粒径<5mm,含水率5%)、6份石煤、4份无烟煤和40份含泥废石肩进行微机配料计量;
[0077] (2)熟渣制备:将步骤(I)所得微机配料计量的物料直接连续送入沸腾炉内,在炉内空气过剩系数为1.3的氧化性气氛下,于950〜1050 0C,煅烧0.5〜1.0h,由沸腾炉出料口溢出急冷,即得熟渣;
[0078] (3)特种硫酸盐胶凝材料的制备:将步骤(2)所得熟渣直接粉磨为80μπι筛余质量3%的粉料,即得特种硫酸盐胶凝材料。
[0079] 将步骤(2)所得熟渣进行综合衍射分析、电镜分析及化学分析得,其主要水化活性矿物为硫酸钙、硅酸二钙、铁铝酸钙、硫铝酸钙、硫铁酸钙、氧化钙及活性硅、铝、铁的氧化物,为特种熟料。
[0080] 将步骤(2)所得熟渣供应粉磨站200吨,用户实验室经过小磨试验确定用此熟渣替代部分普通硅酸盐熟料、水淬矿渣及石膏,用于生产普通硅酸盐水泥,反馈同比强度提高5.7%,其它物检指标正常。
[0081] 将步骤(3)所得特种硫酸盐胶凝材料送检,按照水泥的相关标准测得物检指标为:安定性合格,初凝时间0:58,终凝时间1:42,I天抗压强度12.1MPa、抗折强度1.9MPa,3天抗压强度23.6MPa、抗折强度4.2MPa,28天抗压强度30.2MPa、抗折强度5.1MPa。
[0082] 将步骤(3)所得特种硫酸盐胶凝材料直接供应水泥厂590吨用作活性渣粉,直接掺配于出磨水泥中生产普通水泥,客户反馈强度好,其它正常。
[0083] 实施例5
[0084] (I)配料:将石煤(热值为1125kcal/kg,含水率3%)破碎至粒径<5mm,无烟煤(含水率6%)破碎至粒径< 1mm,含泥废石肩(含水率4%)破碎至粒径< 5mm,按重量份,将65份烘干后的原生电解锰渣(粒径<5mm,含水率7%)、10份石煤、5份无烟煤和20份含泥废石肩进行微机配料计量;
[0085] (2)熟渣制备:将步骤(I)所得微机配料计量的物料直接连续送入沸腾炉内,在炉内空气过剩系数为1.4的氧化性气氛下,于1180〜1280 V,煅烧0.5〜1.0h,由沸腾炉出料口溢出急冷,即得熟渣;
[0086] (3)特种硫酸盐胶凝材料的制备:将步骤(2)所得熟渣直接粉磨为80μπι筛余质量6%的粉料,即得特种硫酸盐胶凝材料。
[0087] 将步骤(2)所得熟渣进行综合衍射分析、电镜分析及化学分析得,其主要水化活性矿物为硫酸钙、硅酸二钙、铁铝酸钙、硫铝酸钙、硫铁酸钙、氧化钙及活性硅、铝、铁的氧化物,为特种熟料。
[0088] 将步骤(2)所得熟渣供应粉磨站1000吨,用户实验室经过小磨试验确定用此熟渣替代部分普通硅酸盐熟料、水淬矿渣及石膏,用于生产普通硅酸盐水泥,反馈同比强度提高13.2%,其它物检指标正常。
[0089] 将步骤(3)所得特种硫酸盐胶凝材料送检,按照水泥的相关标准测得物检指标为:安定性合格,初凝时间1:47,终凝时间2:39,I天抗压强度16.1MPa、抗折强度3.2MPa,3天抗压强度26.7MPa、抗折强度4.7MPa,28天抗压强度44.3MPa、抗折强度8.7MPa。
[0090] 将步骤(3)所得特种硫酸盐胶凝材料1000吨,其中,直接供应水泥厂980吨用作活性渣粉,直接掺配于出磨水泥中生产普通水泥,客户反馈强度好,其它正常;供应某工地20吨作为膨胀剂,客户反馈效果与市售的硬石膏-硫铝酸盐膨胀剂相当。

Claims (17)

1.一种用沸腾炉处理电解锰渣制特种硫酸盐胶凝材料的方法,其特征在于,包括以下步骤: (1)配料:按重量份,将45〜80份电解锰渣、8〜25份石煤和10〜45份废石渣进行配料计量; (2)熟渣制备:将步骤(I)所得配料计量的物料连续送入沸腾炉内,在空气过剩系数为I.2〜I.8下,于800〜1280 V下,煅烧0.3〜1.5h,出料口溢出急冷,S卩得熟渣; (3)特种硫酸盐胶凝材料的制备:将步骤(2)所得熟渣粉磨至80μπι筛余质量<20%的粉料,即得特种硫酸盐胶凝材料。
2.根据权利要求1所述用沸腾炉处理电解锰渣制特种硫酸盐胶凝材料的方法,其特征在于:步骤(I)中,按重量份,将50〜65份电解锰渣、10〜18份石煤和20〜40份废石渣进行配料计量。
3.根据权利要求1或2所述用沸腾炉处理电解锰渣制特种硫酸盐胶凝材料的方法,其特征在于:步骤(2)中,所述氧化性气氛是指沸腾炉内空气过剩系数为1.25〜1.50。
4.根据权利要求1或2所述用沸腾炉处理电解锰渣制特种硫酸盐胶凝材料的方法,其特征在于:步骤(3)中,将70〜100份步骤⑵所得熟渣与20〜50份石膏、矿渣或流平剂中的一种或几种,混合粉磨至80μπι筛余质量<20%的粉料,即得特种硫酸盐胶凝材料。
5.根据权利要求3所述用沸腾炉处理电解锰渣制特种硫酸盐胶凝材料的方法,其特征在于:步骤(3)中,将70〜100份步骤(2)所得熟渣与20〜50份石膏、矿渣或流平剂中的一种或几种,混合粉磨至80μπι筛余质量<20%的粉料,即得特种硫酸盐胶凝材料。
6.根据权利要求1或2所述用沸腾炉处理电解锰渣制特种硫酸盐胶凝材料的方法,其特征在于:步骤(I)中,将结块的所述电解锰渣、块状石煤和块状废石渣均破碎至粒径<20_。
7.根据权利要求3所述用沸腾炉处理电解锰渣制特种硫酸盐胶凝材料的方法,其特征在于:步骤(I)中,将结块的所述电解锰渣、块状石煤和块状废石渣均破碎至粒径<20_。
8.根据权利要求4所述用沸腾炉处理电解锰渣制特种硫酸盐胶凝材料的方法,其特征在于:步骤(I)中,将结块的所述电解锰渣、块状石煤和块状废石渣均破碎至粒径<20_。
9.根据权利要求1或2所述用沸腾炉处理电解锰渣制特种硫酸盐胶凝材料的方法,其特征在于:步骤(I)中,所述电解锰渣、石煤和废石渣的含水率<10%。
10.根据权利要求3所述用沸腾炉处理电解锰渣制特种硫酸盐胶凝材料的方法,其特征在于:步骤(I)中,所述电解锰渣、石煤和废石渣的含水率<10%。
11.根据权利要求4所述用沸腾炉处理电解锰渣制特种硫酸盐胶凝材料的方法,其特征在于:步骤(I)中,所述电解锰渣、石煤和废石渣的含水率<10%。
12.根据权利要求6所述用沸腾炉处理电解锰渣制特种硫酸盐胶凝材料的方法,其特征在于:步骤(I)中,所述电解锰渣、石煤和废石渣的含水率<10%。
13.根据权利要求1或2所述用沸腾炉处理电解锰渣制特种硫酸盐胶凝材料的方法,其特征在于:步骤(I)中,将所述废石渣部分或全部用电石渣、废弃混凝土、大理石加工泥肩或石灰渣中的一种或几种替代。
14.根据权利要求3所述用沸腾炉处理电解锰渣制特种硫酸盐胶凝材料的方法,其特征在于:步骤(I)中,将所述废石渣部分或全部用电石渣、废弃混凝土、大理石加工泥肩或石灰渣中的一种或几种替代。
15.根据权利要求4所述用沸腾炉处理电解锰渣制特种硫酸盐胶凝材料的方法,其特征在于:步骤(I)中,将所述废石渣部分或全部用电石渣、废弃混凝土、大理石加工泥肩或石灰渣中的一种或几种替代。
16.根据权利要求6所述用沸腾炉处理电解锰渣制特种硫酸盐胶凝材料的方法,其特征在于:步骤(I)中,将所述废石渣部分或全部用电石渣、废弃混凝土、大理石加工泥肩或石灰渣中的一种或几种替代。
17.根据权利要求9所述用沸腾炉处理电解锰渣制特种硫酸盐胶凝材料的方法,其特征在于:步骤(I)中,将所述废石渣部分或全部用电石渣、废弃混凝土、大理石加工泥肩或石灰渣中的一种或几种替代。
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