CN106045355A - 一种利用建筑垃圾作为混合材生产的水泥及其生产方法 - Google Patents

一种利用建筑垃圾作为混合材生产的水泥及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及建筑材料领域，具体涉及一种利用建筑垃圾作为混合材生产的水泥及其生产方法。所述水泥包括按重量份计的以下原料组分：熟料53~65份，混合材：炉渣8~16份，粉煤灰4~8份，瓜米石15~20份，建筑垃圾3~8份，石膏1.5~3.5份，助磨剂0.2~0.5份；所述水泥组分还包括生石灰，生石灰加入量为混合材重量的0.1%~0.3%。生产方法为：建筑垃圾经过初步破碎，进行热处理；混合、下料，进行磨制。本发明不仅消耗了大量的建筑垃圾，减少了建筑垃圾堆放土地面积，降低生产成本，提高经济效益，提高水泥使用性能。

Description

一种利用建筑垃圾作为混合材生产的水泥及其生产方法
技术领域
本发明涉及建筑材料领域，具体涉及一种利用建筑垃圾作为混合材生产的水泥及其生产方法。
背景技术
建筑垃圾组成与粉煤灰、粒化高炉矿渣等混合材相对接近，废弃的建筑垃圾，不可避免的含有部分未水化的颗粒，这些颗粒因为粒度较大而未能水化，但将他们再次粉磨细化成为细颗粒以后，就会重新发挥以前未发挥的水化活性；
建筑垃圾的使用能很好的减少对自然资源的开采，又减少向自然界排放的垃圾数量，实现建筑垃圾减量化、资源化、节约天然资源、保护生态环境。
发明内容
本发明的目的是针对以上问题，提供一种利用建筑垃圾作为混合材生产水泥的及其生产方法，降低水泥生产成本，提高水泥磨产量，降低水泥生产能耗，减少建筑垃圾堆放土地面积。
本发明技术方案如下：
一种利用建筑垃圾作为混合材生产的水泥，所述水泥包括按重量份计的以下原料组分：
混合材：熟料53～65份，炉渣8～16份，粉煤灰4～8份，瓜米石15～20份，建筑垃圾3～8份，石膏1.5～3.5份，助磨剂0.2～0.5份；
所述水泥组分还包括生石灰，生石灰加入量为混合材重量的0.1％～0.3％。
所述水泥包括按重量份计的以下原料组分：
混合材：熟料57份，炉渣12份，粉煤灰6份，瓜米石17份，建筑垃圾5份，石膏3份；
所述水泥组分还包括生石灰，生石灰加入量为混合材重量的0.15％～0.25％。
所述助磨剂为三乙醇胺或蜜糖或其组合。
三乙醇胺改善磨内物料的分散性，减少物料粉磨效率。蜜糖—用于调色或改善水泥和易性/调节凝结时间。
所述助磨剂为三乙醇胺和蜜糖按照重量比为70～80：5～10的比例混合物。
所述炉渣包括包括干炉渣和湿炉渣，所述干炉渣和湿炉渣的重量比为2～4:1。通过调节干炉渣和湿炉渣的比例，严格控制炉渣的含水量，有利后期磨制的效率，提高水泥品质。
所述干炉渣的SO3≤3.0％，烧失量≤7.0％水分≤1.0％，粒度≤20mm；确保干炉渣完全烧透，活性好。
所述湿炉渣的SO3≤3.0％，烧失量≤7.0％水分≤5.0％，粒度≤20mm；
所述粉煤灰的SO3≤3.5％、烧失量≤8.0％、45μm筛余≤20％，水份≤1.0％；保证粉煤灰安定性良好、活性好。
所述瓜米石的CaO≥42％，Al2O3≤2.5％，粒度≤20mm，水份≤1.0％；控制瓜米石中的含泥量，保证水泥的品质。
所述建筑垃圾粒度≤20mm，水分＜1.0％，Al2O3≤3.0％；控制建筑垃圾粒度和水分，使建筑垃圾能更好的运输和提高磨机产量
所述石膏的SO3≥32％，碱金属≤1.0％，控制石膏品质，节约成本。
生产所述的水泥的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
1)进厂建筑垃圾经过初步破碎，单独存放；
2)建筑垃圾进行热处理；
3)混合、下料，进行磨制；
完成水泥的制作。
所述步骤1)所述建筑垃圾破碎到粒径＜12mm。
所述步骤2)热处理条件为在100～200℃下烘烤50～60min。
所述步骤2)磨内温度控制为90-120℃，防止石膏脱水，并防止物料成糊黏在一起，影响磨制的效益。
本发明具有以下有益效果：
1、建筑垃圾易磨性好，水分低，水泥磨产量明显提高；
2、本发明通过热处理，可以显著提高建筑垃圾的易磨性，增加水泥磨的台时产量；
3、通过掺入生石灰，能激发建筑垃圾活性，提高建筑垃圾活性，通过调整混合材配比找到最近建筑垃圾掺量；
4、本发明确定了建筑垃圾最佳掺量，找到成本与质量的平衡点；
5、本发明控制瓜米石Al2O3含量≤2.5％，是为了控制石灰石中的含泥量，控制石灰石品质，保证石灰石活性；
6、由于采用建筑垃圾作为混合材，不仅消耗了大量建筑垃圾，而且保护了土地资源，减少了废渣的堆放，有利于保护生态环境，达到了发展低碳经济的目的；
7、本发明节约了成本，可降低吨水泥混合材成本1.5元左右，按年生产水泥120万吨计算，年可降低生产成本226.8万元；
8、本发明提供的方法实施后，水泥磨产量大幅提高，降低了水泥生产能耗，符合国家节能减排的理念；
9、本发明提供的方案还能降低生产成本，提高经济效益，提高水泥使用性能，增强市场竞争力，增加企业活力。
具体实施方式
下面结合实施例来进一步说明本发明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。
实施例1
进厂原材料尽可能稳定，进厂建筑垃圾选用水泥厂附近的废弃粘土砖，经过鄂式破碎机初步破碎，单独存放；进厂炉渣控制SO3≤3.0％，烧失量(Loss)≤7.0％水分≤1.0％，粒度≤20mm。干粉煤灰SO3≤3.5％、烧失量(Loss)≤8.0％、45μm筛余≤20％，水份≤1.0％，瓜米石CaO≥42％，Al2O3≤2.5％，粒度≤20mm，水份≤1.0％，石膏SO3≥32％，碱含量≤1.0％。建筑垃圾粒度≤20mm，水分＜1.0％，Al2O3≤3.0％。
实施中原料的化学成分见表1：
表1 原料的化学成分
试验对建筑垃圾热处理使用原煤的工业分析如下表2：
表2 原煤工业分析结果
灰份Aad 挥发份Vad 内水Mad 固定碳FCad 热值Qnet,ad
18.26 28.28 4.23 49.23 24360
建筑垃圾分别在100℃、120℃、140℃、160℃、180℃、200℃的情况下进行热处理，再分别测量其易磨性，每组试验做平行两套，结果如表3：
表3 建筑垃圾易磨性能检测结果
由上表3数据可以得知，通过烘烤后的建筑垃圾，在小磨时间相同的情况下，烘烤温度越高，细度越细，比表面积越高。说明经过热处理的建筑垃圾易磨性变好；
理论计算，将原价为11元/吨的建筑垃圾，升温至100℃、120℃、140℃、160℃、180℃、200℃需要原煤、及价格如表4(热损失量30％)；
表4 建筑垃圾加热处理成本
原煤用量 用煤成本 综合成本
100℃ 4.29Kg 2.01元 15.21
120℃ 5.22Kg 2.61元 14.66
140℃ 6.97Kg 3.26元 14.26
160℃ 7.35Kg 3.35元 14.85
180℃ 8.69Kg 3.68元 15.32
200℃ 9.65Kg 4.52元 15.52
综合考虑生产成本，建筑垃圾易磨性的影响，选取建筑垃圾在140℃热处理后进行下一步的试验。
实施例2
采用混合材1％的生石灰，测试对建筑垃圾活性改良的效果，以及不同掺量建筑垃圾水泥物理性能的影响，确定建筑垃圾最佳掺量。试验方案见表5，试样结果见表6。
表5 水泥组分的配比
表6 水泥的物理性能测试结果
根据表6可知，我们采用B2-A方案做实际生产试验，即在PCR32.5级水泥生产过程中添加5％建筑垃圾和外掺1％生石灰。即PCR32.5级水泥生产配比变为熟料：炉渣：干粉煤灰：瓜米石：建筑垃圾：石膏:＝57:12:6:17:5:3，所得水泥性能及生产成本数据如表7：
表7 本发明掺入建筑垃圾的水泥性能及成本计算
由表7计算可知，每吨水泥混合材综合成本为35.34元，石灰单价为326元/吨。则吨水泥混合材成本38.23元。
PCR32.5级水泥配比未变更之前水泥生产配比为熟料：炉渣：干粉煤灰：瓜米石：石膏＝57:17:6:17:3，生产数据如表8
表8 PCR32.5级水泥配比未变更之前水泥及成本计算
由表8计算可知，PCR32.5级水泥配比未变更之前吨水泥混合材综合成本为39.78元。
通过生产对比试验发现，在水泥生产过程中添加5％的建筑垃圾，再外掺1％的石灰，水泥标准稠度和凝结时间小幅度下降，使用性能小幅度上升。水泥磨台时产量提高5t/h以上，吨水泥电耗下降约0.5KWH。PC32.5级水泥吨水泥混合材成本下降1.5元左右。按年生产PC32.5级水泥120万吨计算，年可降低生产成本226.8万元。
实施例3
一种利用建筑垃圾作为混合材生产的水泥，所述水泥包括按重量份计的以下原料组分：
混合材：熟料53份，炉渣8份，粉煤灰4份，瓜米石15份，建筑垃圾3份，石膏1.5份，助磨剂0.2份；
所述水泥组分还包括生石灰，生石灰加入量为混合材重量的0.1％。
所述助磨剂为三乙醇胺和蜜糖按照重量比为70：30的比例混合物。
所述炉渣包括包括干炉渣和湿炉渣，所述干炉渣和湿炉渣的重量比为2:1。
所述干炉渣的SO3≤3.0％，烧失量≤7.0％水分≤1.0％，粒度≤20mm；
所述湿炉渣的SO3≤3.0％，烧失量≤7.0％水分≤5.0％，粒度≤20mm；
所述粉煤灰的SO3≤3.5％、烧失量≤8.0％、45μm筛余≤20％，水份≤1.0％；
所述瓜米石的CaO≥42％，Al2O3≤2.5％，粒度≤20mm，水份≤1.0％；
所述建筑垃圾粒度≤20mm，水分＜1.0％，Al2O3≤3.0％；
所述石膏的SO3≥32％，碱金属≤1.0％。
实施例4
一种利用建筑垃圾作为混合材生产的水泥，所述水泥包括按重量份计的以下原料组分：
混合材：熟料65份，炉渣16份，粉煤灰8份，瓜米石20份，建筑垃圾8份，石膏3.5份，助磨剂0.5份；
所述水泥组分还包括生石灰，生石灰加入量为混合材重量的0.25％。
所述助磨剂为三乙醇胺和蜜糖按照重量比为80：10的比例混合物。
所述炉渣包括包括干炉渣和湿炉渣，所述干炉渣和湿炉渣的重量比为4:1。
所述干炉渣的SO3≤3.0％，烧失量≤7.0％水分≤1.0％，粒度≤20mm；
所述湿炉渣的SO3≤3.0％，烧失量≤7.0％水分≤5.0％，粒度≤20mm；
所述粉煤灰的SO3≤3.5％、烧失量≤8.0％、45μm筛余≤20％，水份≤1.0％；
所述瓜米石的CaO≥42％，Al2O3≤2.5％，粒度≤20mm，水份≤1.0％；
所述建筑垃圾粒度≤20mm，水分＜1.0％，Al2O3≤3.0％；
所述石膏的SO3≥32％，碱金属≤1.0％。
实施例5
一种利用建筑垃圾作为混合材生产的水泥，所述水泥包括按重量份计的以下原料组分：
混合材：熟料57份，炉渣15份，粉煤灰7份，瓜米石18份，建筑垃圾6份，石膏1.8份；
所述水泥组分还包括生石灰，生石灰加入量为混合材重量的0.2％。
所述助磨剂为三乙醇胺和蜜糖按照重量比为70～80：5～10的比例混合物。
所述炉渣包括包括干炉渣和湿炉渣，所述干炉渣和湿炉渣的重量比为3:1。
所述干炉渣的SO3≤3.0％，烧失量≤7.0％水分≤1.0％，粒度≤20mm；
所述湿炉渣的SO3≤3.0％，烧失量≤7.0％水分≤5.0％，粒度≤20mm；
所述粉煤灰的SO3≤3.5％、烧失量≤8.0％、45μm筛余≤20％，水份≤1.0％；
所述瓜米石的CaO≥42％，Al2O3≤2.5％，粒度≤20mm，水份≤1.0％；
所述建筑垃圾粒度≤20mm，水分＜1.0％，Al2O3≤3.0％；
所述石膏的SO3≥32％，碱金属≤1.0％。
实施例6
生产权利所述的水泥的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
1)进厂建筑垃圾经过初步破碎，单独存放；
2)建筑垃圾进行热处理；
3)混合、下料，进行磨制；
完成水泥的制作。
所述步骤1)所述建筑垃圾破碎到粒径＜12mm。
所述步骤2)热处理条件为在180℃下烘烤55min。
所述步骤2)磨内温度控制为100℃
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种利用建筑垃圾作为混合材生产的水泥，其特征在于：所述水泥包括按重量份计的以下原料组分：
熟料53~65份；
混合材：炉渣8~16份，粉煤灰4~8份，瓜米石15~20份，建筑垃圾3~8份，脱硫石膏1.5~3.5份，助磨剂0.2~0.5份；
所述水泥组分还包括生石灰，生石灰加入量为混合材重量的0.1%~0.3%。
2.根据权利要求1所述的水泥，其特征在于：所述水泥包括按重量份计的以下原料组分：
混合材：熟料57份，炉渣12份，干粉煤灰6份，瓜米石17份，建筑垃圾5份，石膏3份；
所述水泥组分还包括生石灰，生石灰加入量为混合材重量的0.15%~0.25%。
3.根据权利要求2所述的水泥，其特征在于：所述助磨剂为三乙醇胺或蜜糖或其组合。
4.根据权利要求3所述的水泥，其特征在于：所述助磨剂为三乙醇胺和蜜糖按照重量比为70~80：5~10的比例混合物。
5.根据权利要求1所述的水泥，其特征在于： 所述炉渣包括干炉渣和湿炉渣，所述干炉渣和湿炉渣的重量比为2~4:1。
6.根据权利要求1所述的水泥，其特征在于：
所述干炉渣的SO3≤3.0%，烧失量≤7.0% 水分≤1.0%，粒度≤20mm；
所述湿炉渣的SO3≤3.0%，烧失量≤7.0% 水分≤5.0%，粒度≤20mm；
所述粉煤灰的SO3≤ 3.5%、烧失量≤ 8.0%、45μm筛余≤20%，水份≤1.0%；
所述瓜米石的CaO≥42%，Al2O3≤2.5%，粒度≤20mm，水份≤1.0%；
所述建筑垃圾粒度≤20mm，水分＜1.0%，Al2O3≤3.0%；
所述石膏的SO3≥32% ，碱金属≤1.0%。
7.生产权利要求1-6任意一项所述的水泥的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
1）进厂建筑垃圾经过初步破碎，单独存放 ；
2）建筑垃圾进行热处理；
3）混合、下料，进行磨制；
完成水泥的制作。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述步骤1）所述建筑垃圾破碎到粒径＜12mm。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述步骤2）热处理条件为在100~200℃下烘烤50~60 min。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述步骤2）磨内温度控制为90-120℃。
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