CN105439481A - 提高高镁中热水泥熟料中方镁石含量的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是关于一种提高高镁中热水泥熟料中方镁石含量的方法，其步骤包括:取石灰石，钒钛矿渣，硅石，铁尾矿碎屑，菱镁矿共同进行粉磨，得到水泥生料粉；将水泥生料预热后煅烧，得到水泥熟料；对水泥熟料进行冷却。所述的水泥熟料中组成及重量百分含量分别为：硅酸三钙：48％-53％；硅酸二钙：20％-28％；铝酸三钙：1％-3％；铁铝酸四钙：15％-18％；氧化镁：3％-6％。本发明利用钒钛矿渣中锰、钒、钛等金属元素代替镁进行矿物固熔，降低熟料液中固融氧化镁相对含量，从而提高高镁中热水泥熟料中游离态氧化镁的含量。

Description

提高高镁中热水泥熟料中方镁石含量的方法
技术领域
本发明涉及一种水泥制备工艺，特别是涉及一种提高高镁中热水泥熟料中方镁石含量的方法。
背景技术
氧化镁(MgO)是水泥熟料矿物相体系中常见的一种次要组分，主要来自水泥生产过程中石灰石原料，主要有白云石、碳酸镁、菱镁矿、铁白云石等。
根据国内外研究表明，熟料中氧化镁主要有两种存在方式：一种是固熔在水泥熟料矿物中的氧化镁，即固熔氧化镁；另外一种是游离态的氧化镁，即方镁石。这两种形态的氧化镁中，只有方镁石可以参加水化反应，方镁石在水化生成Mg(OH)2的同时体积膨胀117％。利用方镁石自身的延迟微膨胀特性，使混凝土在温降过程中产生体积膨胀，补偿温降收缩，提高混凝土的抗裂能力，以实现全部或大部分取消大体积混凝土预冷骨料、加冰拌合、预埋冷却水管、分缝分块等传统温控措施，达到优质、快速、经济浇筑大体积混凝土的目的，因此，高镁水泥得到广泛的研究和推广应用。
我国国标中规定将中热水泥氧化镁含量限制在6.0％以内的范围，但是现有技术中由于固溶氧化镁在水泥中的比例较高，使得游离态氧化镁的含量受到限制，从而导致现有技术中的水泥的抗裂性能不能满足其在大体积混凝土中的应用。
发明内容
本发明的主要目的在于，提供一种提高高镁中热水泥熟料中方镁石含量的方法，所要解决的技术问题是使其提高高镁中热水泥熟料中游离态氧化镁的含量，从而更加适于实用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种提高高镁中热水泥熟料中方镁石含量的方法，其特征在于，利用钒钛矿渣中锰、钒、钛等金属元素代替镁进行矿物固熔，其步骤包括：
1)取石灰石60-85％，钒钛矿渣2-10％，硅石5-10％，铁尾矿碎屑1-5％，菱镁矿10-20％共同进行粉磨，得到水泥生料粉；
2)将水泥生料预热后煅烧，得到水泥熟料；
3)对水泥熟料进行冷却。
优选的，前述的提高高镁中热水泥熟料中方镁石含量的方法，其中所述的生料粉的细度为75-85um，方孔筛筛余不大于20％。
优选的，前述的提高高镁中热水泥熟料中方镁石含量的方法，其中所述的生料粉预热的温度为850-1000℃，煅烧温度为1300-1500℃，煅烧时间为20-60min，且煅烧过程中保证炉内或窑内处于氧化气氛。
优选的，前述的提高高镁中热水泥熟料中方镁石含量的方法，其中所述的水泥熟料矿物组成为(重量百分比)：
硅酸三钙：48％-53％；
硅酸二钙：20％-28％；
铝酸三钙：1％-3％；
铁铝酸四钙：15％-18％；
氧化镁：3％-6％。
借由上述技术方案，本发明提高高镁中热水泥熟料中方镁石含量的方法至少具有下列优点：利用钒钛矿渣中锰、钒、钛等金属元素代替镁进行矿物固熔，降低熟料液中固融氧化镁相对含量，从而提高高镁中热水泥熟料中游离态氧化镁的含量。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合较佳实施例，对依据本发明提出的提高高镁中热水泥熟料中方镁石含量的方法，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
本发明的实施例提出一种提高高镁中热水泥熟料中方镁石含量的方法，包括：
1)取石灰石60-85％，钒钛矿渣2-10％，硅石5-10％，铁尾矿碎屑1-5％，菱镁矿10-20％共同进行粉磨，得到水泥生料粉；上述生料粉的细度为75-85um，方孔筛筛余不大于20％；
2)将水泥生料预热至850-1000℃后，在1300-1500℃煅烧20-60min，得到水泥熟料，所述的水泥熟料矿物组成为(重量百分比)：硅酸三钙：48％-53％；硅酸二钙：20％-28％；铝酸三钙：1％-3％；铁铝酸四钙：15％-18％；氧化镁：3％-6％；上述煅烧过程中保证炉内或窑内处于氧化气氛；
3)对水泥熟料进行冷却。
上述实施例中，所述原材料化学组分如表1所示：
表1.原材料的化学成分(重量百分含量/％)
根据上述实施例，本发明提出提高高镁中热水泥熟料中方镁石含量的方法实例1-4，其水泥熟料的矿物组成如表2所示。
表2.高镁中热水泥设计矿物组分
实施例1
根据表2中实例1设计的水泥熟料的矿物组分，计算熟料的化学成分，用试配法进行配料，配料的结果为以重量份计，取石灰石85％，钒钛矿渣2％，硅石5％，铁尾矿碎屑1％，菱镁矿10％为原材料。将上述原料一起放入实验球磨机中粉磨至80μm方孔筛筛余不大于10％的生料粉。将生料粉加入少量水搅拌均匀后压制成生料饼，烘干后先在950℃的马弗炉中预热30min，然后移入1420℃的高温电炉中煅烧60min。煅烧结束后，取出放入空气中用电风扇吹风冷却至室温，得到熟料。
与采用石灰石、铝矿废石、粘土、铝矿废石和菱镁矿为原材料对比，氧化镁含量均为3.1％，方镁石含量由1.0％上升为1.6％。
实施例2
根据表2中实例1设计的水泥熟料的矿物组分，计算熟料的化学成分，用试配法进行配料，配料的结果为以重量份计，取石灰石60％，钒钛矿渣10％，硅石10％，铁尾矿碎屑5％，菱镁矿20％为原材料。将上述原料一起放入实验球磨机中粉磨至75μm方孔筛筛余不大于20％的生料粉。将生料粉加入少量水搅拌均匀后压制成生料饼，烘干后先在850℃的马弗炉中预热20min，然后移入1300℃的高温电炉中煅烧20min。煅烧结束后，取出放入空气中用电风扇吹风冷却至室温，得到熟料。
与采用石灰石、铝矿废石、粘土、铝矿废石和菱镁矿为原材料对比，氧化镁含量均为4.5％，方镁石含量由2.2％上升为2.9％。
实施例3
根据表2中实例1设计的水泥熟料的矿物组分，计算熟料的化学成分，用试配法进行配料，配料的结果为以重量份计，取石灰石70％，钒钛矿渣8％，硅石8％，铁尾矿碎屑3％，菱镁矿15％为原材料。将上述原料一起放入实验球磨机中粉磨至85μm方孔筛筛余不大于10％的生料粉。将生料粉加入少量水搅拌均匀后压制成生料饼，烘干后先在1000℃的马弗炉中预热50min，然后移入1500℃的高温电炉中煅烧40min。煅烧结束后，取出放入空气中用电风扇吹风冷却至室温，得到熟料。
与采用石灰石、铝矿废石、粘土、铝矿废石和菱镁矿为原材料对比，氧化镁含量均为6％，方镁石含量由3.3％上升为4.2％。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种提高高镁中热水泥熟料中方镁石含量的方法，其特征在于，利用钒钛矿渣中锰、钒、钛等金属元素代替镁进行矿物固熔，其步骤包括：
1)取石灰石60-85％，钒钛矿渣2-10％，硅石5-10％，铁尾矿碎屑1-5％，菱镁矿10-20％共同进行粉磨，得到水泥生料粉；
2)将水泥生料预热后煅烧，得到水泥熟料；
3)对水泥熟料进行冷却。
2.根据权利1所述的提高高镁中热水泥熟料中方镁石含量的方法，其特征在于，所述的生料粉的细度为75-85um，方孔筛筛余不大于20％。
3.根据权利1所述的提高高镁中热水泥熟料中方镁石含量的方法，其特征在于，所述的生料粉预热的温度为850-1000℃，煅烧温度为1300-1500℃，煅烧时间为20-60min，且煅烧过程中保证炉内或窑内处于氧化气氛。
4.根据权利1所述的提高高镁中热水泥熟料中方镁石含量的方法，其特征在于，所述的水泥熟料矿物组成为(重量百分比)：
硅酸三钙：48％-53％；
硅酸二钙：20％-28％；
铝酸三钙：1％-3％；
铁铝酸四钙：15％-18％；
氧化镁：3％-6％。
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