CN106630704A - 一种贝利特‑硫铝酸钙水泥熟料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种贝利特‑硫铝酸钙水泥熟料及其制备方法，它是由以下重量份的原料制得：铝矾土尾矿30~45、石灰石40~57、柠檬石膏10~23、砂岩1~9。制备方法为（1）粉磨；（2）预热；（3）预分解；（4）高温烧成。本发明充分利用铝矾土尾矿等低品位资源制备贝利特‑硫铝酸钙水泥熟料，制备方法简单易行，硫铝酸钙含量介于35~50%，β型硅酸二钙含量介于28~45%。
Description
技术领域
本发明属于特种生态建筑材料领域，特别涉及一种贝利特-硫铝酸钙水泥熟料及其制备方法。
背景技术
贝利特-硫铝酸钙水泥为特种生态建筑材料之一，其熟料主要矿物为无水硫铝酸钙和β型硅酸二钙，具备水化硬化快、早期强度高、结构致密、耐腐蚀、碱度低、煅烧温度低、CO2排放量小、易粉磨等优良特性，常被用于工程抢修、海洋工程、植生混凝土等领域。但该水泥熟料对原料品质要求较高，成本较高，因此贝利特-硫铝酸钙水泥的发展应用受到严重制约。
铝矾土是一种含有杂质的水合氧化铝天然矿物，其主要成分为氧化铝。我国80%以上铝矾土矿属于一水硬铝石，具有高铝、高硅、低铁的特点，其铝硅比介于5~8之间。而国际上广泛使用的、成本较低的冶炼氧化铝的方法-拜耳法无法利用我国特有的铝矾土矿资源冶炼氧化铝。因此，为了提高我国炼铝行业在国际市场上的竞争力，以及更加充分合理的利用我国自身的铝矾土矿资源，科研人员研究提出了“选矿-拜耳法”生产氧化铝的新工艺路线。但是，利用该方法开采铝矾土矿会产生占原矿20%左右的铝矾土尾矿。我国每生产1吨铝便会产出1.5吨的铝矾土尾矿。目前，我国炼铝行业年产量突破3000万吨，因此我国铝矾土尾矿的年产量超过4500万吨。如此大量的铝矾土尾矿不仅占压土地，而且会形成扬沙，造成严重的环境污染，危害人民身体健康。因此，我国铝矾土尾矿的处理及应用已成为亟需解决的问题。
发明内容
为了解决上述贝利特-硫铝酸钙水泥熟料和铝矾土尾矿存在的问题，本发明提供了一种贝利特-硫铝酸钙水泥熟料及其制备方法。该水泥熟料采用铝矾土尾矿和高镁石灰石等为原料，制备方法简单易行，硫铝酸钙含量介于35~50%，β型硅酸二钙含量介于28~45%。
本发明技术方案如下：
一种贝利特-硫铝酸钙水泥熟料，其特征在于，它是由以下重量份的原料制得：铝矾土尾矿30~45、石灰石40~57、柠檬石膏10~23、砂岩1~9。
一种制备贝利特-硫铝酸钙水泥熟料的方法，其特征在于，它是由以下步骤组成：（1）粉磨；（2）预热；（3）预分解；（4）高温烧成。
所述的铝矾土尾矿其化学组成中氧化铝含量介于30~46%。
所述的石灰石其化学组成中氧化钙含量介于37~50%，氧化镁含量介于1.5~6%。
所述的柠檬石膏其化学组成中三氧化硫含量介于35~48%。
所述的砂岩其化学组成中氧化钙含量介于75~90%。
所述的步骤（1）为将上述原料按重量配比入磨粉磨至一定细度（200目筛余介于1.0~5.0%）。
所述的步骤（2）为将完成步骤（1）的物料送入预热器，预热温度介于450~620℃，预热时间介于15~30分钟。
所述的步骤（3）为将完成步骤（2）的物料送入预分解窑，预分解温度介于790~950℃，预分解时间介于35~60分钟。
所述的步骤（4）为将完成步骤（3）的物料由气力输送至回转窑，窑炉温度介于1200~1320℃，烧成时间介于40~55分钟。
该水泥熟料采用铝矾土尾矿和高镁石灰石等为原料，结合一定的温度制度，高温煅烧而得。铝矾土尾矿为工业炼铝行业浮选精矿后产生的废弃物，我国尾矿的年产量超过4500万吨。我国优质石灰石资源逐渐减少，而低品位高镁石灰石储量十分丰富，因此需要对低品位高镁石灰石进行开发利用。柠檬石膏为工业生产柠檬酸产生的废渣，价格较低。砂岩为一种高钙型矿物，可以良好的调节水泥熟料中的钙硅比。
本发明的突出优点在于：
（1）充分利用铝矾土尾矿等低品位资源制备贝利特-硫铝酸钙水泥熟料；
（2）制备方法简单易行，成本低廉。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
实施例1
一种贝利特-硫铝酸钙水泥熟料，各组分重量份数如下：
铝矾土尾矿 45
石灰石 40
柠檬石膏 10
砂岩 5
上述铝矾土尾矿化学组成中氧化铝含量为30%；石灰石化学组成中氧化钙含量为50%，氧化镁含量为1.5%；柠檬石膏化学组成中三氧化硫含量为48%；砂岩化学组成中氧化钙含量为85%。
制备方法为（1）为将上述原料按重量配比入磨粉磨至一定细度（200目筛余为1.0%）；（2）将步骤（1）中物料送入预热器，预热温度为450℃，预热时间为30分钟；（3）将完成步骤（2）的物料送入预分解窑，预分解温度为950℃，预分解时间为35分钟；（4）将完成步骤（3）的物料由气力输送至回转窑，窑炉温度为1200℃，烧成时间为55分钟。
该水泥熟料中硫铝酸钙含量为50%，β型硅酸二钙的含量为28%。
实施例2
一种贝利特-硫铝酸钙水泥熟料，各组分重量份数如下：
铝矾土尾矿 30
石灰石 57
柠檬石膏 12
砂岩 1
上述铝矾土尾矿化学组成中氧化铝含量为46%；石灰石化学组成中氧化钙含量为37%，氧化镁含量为6%；柠檬石膏化学组成中三氧化硫含量为35%；砂岩化学组成中氧化钙含量为75%。
制备方法为（1）为将上述原料按重量配比入磨粉磨至一定细度（200目筛余为5.0%）；（2）将步骤（1）中物料送入预热器，预热温度为620℃，预热时间为15分钟；（3）将完成步骤（2）的物料送入预分解窑，预分解温度为790℃，预分解时间为60分钟；（4）将完成步骤（3）的物料由气力输送至回转窑，窑炉温度为1320℃，烧成时间为40分钟。
该水泥熟料中硫铝酸钙含量为35%，β型硅酸二钙的含量为45%。
实施例3
一种贝利特-硫铝酸钙水泥熟料，各组分重量份数如下：
铝矾土尾矿 40
石灰石 45
柠檬石膏 13
砂岩 2
上述铝矾土尾矿化学组成中氧化铝含量为40%；石灰石化学组成中氧化钙含量为45%，氧化镁含量为3%；柠檬石膏化学组成中三氧化硫含量为41%；砂岩化学组成中氧化钙含量为90%。
制备方法为（1）为将上述原料按重量配比入磨粉磨至一定细度（200目筛余为3.5%）；（2）将步骤（1）中物料送入预热器，预热温度为550℃，预热时间为20分钟；（3）将完成步骤（2）的物料送入预分解窑，预分解温度为860℃，预分解时间为45分钟；（4）将完成步骤（3）的物料由气力输送至回转窑，窑炉温度为1250℃，烧成时间为50分钟。
该水泥熟料中硫铝酸钙含量为41%，β型硅酸二钙的含量为37%。
Claims (9)
1.一种贝利特-硫铝酸钙水泥熟料，其特征在于，它是由以下重量份的原料制得：铝矾土尾矿30~45、石灰石40~57、柠檬石膏10~23、砂岩1~9。
2.一种制备贝利特-硫铝酸钙水泥熟料的方法，其特征在于，它是由以下步骤组成：（1）粉磨；（2）预热；（3）预分解；（4）高温烧成。
3.根据权利要求1所述的水泥熟料，其特征在于，所述的铝矾土尾矿其化学组成中氧化铝含量介于30~46%。
4.根据权利要求1所述的水泥熟料，其特征在于，所述的石灰石其化学组成中氧化钙含量介于37~50%，氧化镁含量介于1.5~6%。
5.根据权利要求1所述的水泥熟料，其特征在于，所述的柠檬石膏其化学组成中三氧化硫含量介于35~48%。
6.根据权利要求1所述的水泥熟料，其特征在于，所述的砂岩其化学组成中氧化钙含量介于75~90%。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤（1）为将上述原料按重量配比入磨粉磨至一定细度（200目筛余介于1.0~5.0%）。
8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤（2）为将完成步骤（1）的物料送入预热器，预热温度介于450~620℃，预热时间介于15~30分钟。
9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤（3）为将完成步骤（2）的物料送入预分解窑，预分解温度介于790~950℃，预分解时间介于35~60分钟；
根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤（4）为将完成步骤（3）的物料由气力输送至回转窑，窑炉温度介于1200~1320℃，烧成时间介于40~55分钟。
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