CN107117836A - 一种由电石渣制备电石渣水泥的方法 - Google Patents

一种由电石渣制备电石渣水泥的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种由电石渣制备电石渣水泥的方法，该方法包括以下步骤：将电石渣在回转窑外部进行脱水干燥；将镍铁渣、砂岩、粉煤灰和电石渣进行混合成混合料；将混合料挤压、粉磨之后采用干磨干烧工艺进行煅烧制备得到水泥熟料，水泥熟料与缓凝剂混合粉磨得到电石渣水泥。因此，本发明的电石渣制备电石渣水泥的方法中采用电石渣替代石灰石制备电石渣水泥，能够降低能耗，提高生产效率。

Description

一种由电石渣制备电石渣水泥的方法
技术领域
本发明涉及一种由电石渣制备电石渣水泥的方法。
背景技术
电石渣是电石水解后的残渣，主要成分是Ca(OH)2。我国累积电石渣量已过亿吨，将其堆放不仅占用了大量土地，并且电石渣浆液中水分渗透进入地下水中，造成了土地碱化和水资源污染等问题。电石渣经长时间堆放风干后遇风易起扬尘，给周围环境带来了极大的威胁。
生产水泥熟料主要由钙质矫正剂、硅质矫正剂、铝质矫正剂及铁质矫正剂组成。通常，钙质矫正剂主要为石灰石资源。通过将上述原料按照配比混合磨细后进入预分解窑预热分解后进入回转窑进行煅烧得到水泥熟料，后与缓凝剂混合磨细，即得到水泥产品。采用石灰石为钙质矫正剂存在着分解温度高，原料需经五级旋风预热分解后进入回转窑煅烧生成水泥熟料，工艺能耗高。
因此，需要一种电石渣水泥生产，能够克服了石灰石为原料带来的弊病。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种由电石渣制备电石渣水泥的方法。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
根据本发明，提供一种由电石渣制备电石渣水泥的方法，包括以下步骤：
步骤一：将电石渣在回转窑外部进行脱水干燥；
步骤二：将镍铁渣、砂岩、粉煤灰和经过步骤一处理的电石渣进行混合形成原料；
步骤三：将步骤二中的原料进行挤压、粉磨；
步骤四：利用回转窑和/或分解炉排出的废气中的余热对原料进行预热；
步骤五：在回转窑中将预热后的混合料进行烧成；
步骤六：将烧成后的水泥熟料与缓凝剂配比混合后粉磨得到电石渣水泥产品。
进一步地，缓凝剂为天然石膏、脱硫石膏的一种或两种。
进一步地，步骤一中的电石渣的化学成分重量百分比为：CaO 65-71wt％，氯离子不高于0.05wt％，铁硅化合物不高于0.05wt％。优选的，CaO 66.73-69.23wt％，氯离子0.01-0.03wt％，铁硅化合物0.02-0.04wt％。
进一步地，步骤二中的粉煤灰的化学成分重量百分比为：SiO2 46-50wt％，Al2O334-38wt％。优选的，SiO2 47.845-48.13wt％，Al2O3 35.28-36.705wt％。
进一步地，步骤二中的砂岩的化学成分重量百分比为SiO2 86-92wt％。优选的，SiO2 87.48-89.47wt％。
进一步地，步骤二中的镍铁渣的化学成分重量百分比为：SiO2 40-44wt％，Fe2O317-21wt％，MgO 18-24wt％。优选的，SiO2 41.42-42.22wt％，Al2O3 5.67-5.89wt％，Fe2O318.69-19.78wt％，MgO 20.02-22.92wt％。
进一步地，步骤二中镍铁渣、砂岩、粉煤灰和经过步骤一处理的电石渣按照以下重量份进行混合：镍铁渣11.39-12.67重量份、砂岩9.98-10.62重量份、粉煤灰5.87-6.72重量份、电石渣70.67-72.55重量份。
优选地，步骤二中镍铁渣、砂岩、粉煤灰和经过步骤一处理的电石渣按照以下重量份进行混合：镍铁渣11.45-12.52重量份、砂岩10.01-10.55重量份、粉煤灰5.95-6.65重量份、电石渣70.80-72.51重量份。
优选地，步骤二中镍铁渣、砂岩、粉煤灰和经过步骤一处理的电石渣按照以下重量份进行混合：镍铁渣11.52-12.43重量份、砂岩10.03-10.46重量份、粉煤灰6.01-6.54重量份、电石渣70.95-72.34重量份。
进一步地，步骤三中原料粉磨后的粒径小于80μm以上的颗粒占总质量的90％以上。
进一步地，缓凝剂的添加量是水泥熟料总质量的3-5％。
进一步地，步骤五中煅烧温度为1370℃-1410℃，煅烧时间为23-33min。
优选地，煅烧温度为1380℃-1400℃，煅烧时间为25-32min。
优选地，煅烧温度为1385℃-1405℃，煅烧时间为28-30min。
进一步地，步骤一中将电石渣脱水干燥至含水量小于1％。
进一步地，镍铁渣指的是红土镍矿经转底炉直接还原后在电炉熔分过程中渣铁分离得到的固体废弃物。
进一步地，电石渣水泥为一种以电石渣为主要原料生产得到的硅酸盐水泥。
本发明的有益效果是：
1)本发明的电石渣制备电石渣水泥的方法中将电石渣100％替代石灰石生产电石渣水泥，节约了石灰石资源的开采，降低了温室气体的排放。另外，石灰石分解温度为850摄氏度，而电石渣中Ca(OH)2分解温度仅为580摄氏度。因此，采用电石渣替代石灰石制备电石渣水泥，能够降低能耗，提高生产效率。
2)将镍铁渣应用于制备电石渣水泥，提高了镍铁渣资源化利用率。
3)由于电石渣中氯离子含量低(小于0.06％)，以电石渣为主要原料使得回转窑尾气出口结氯现象较轻，能够实现回转窑连续生产。
4)由于电石渣中硅铁含量低，节约了初始混合料粉磨和水泥熟料粉磨过程时间，设备磨损率较低。
附图说明
图1是本发明由电石渣制备电石渣水泥的方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
在本实施例中，镍铁渣、砂岩、粉煤灰和电石渣的化学成分如表1所示。
如图1所示，在步骤100中，将电石渣在回转窑外部进行脱水，干燥至电石渣含水量小于1％。在步骤200中，将11.39重量份镍铁渣、10.19重量份砂岩、5.87重量份粉煤灰和72.55重量份干燥后的电石渣进行混合成混合料；在步骤S103中，将混合料挤压、粉磨，最终使混合料粉磨后的粒径小于80μm以上的颗粒占总质量的90％以上。在步骤S104中，采用干磨干烧工艺进行煅烧，干磨干烧工艺预热分解过程采用三级旋风预热分解系统，干磨干烧工艺包括以下步骤：
步骤400中，利用回转窑和/或分解炉排出的废气中的余热对混合料进行预热分解，使混合料预热及部分Ca(OH)2分解；
步骤500中，在回转窑中将预热后的混合料进行水泥熟料的烧成，在回转窑中Ca(OH)2进一步分解并发生固相反应，生成水泥熟料中所需的各种矿物；煅烧温度为1370℃，煅烧时间为33分钟；
步骤600中，将烧成后的水泥熟料中加入占总质量比例为5％的天然石膏作为缓凝剂，混合后粉磨至适宜细度。
最终制备得到电石渣水泥产品。
表1镍铁渣、砂岩、粉煤灰和电石渣的化学成分，wt％
实施例2
在本实施例中，镍铁渣、砂岩、粉煤灰和电石渣的化学成分如表2所示。
如图1所示，采用实施例1的方法制备电石渣水泥，区别在于：镍铁渣、砂岩、粉煤灰、电石渣按照以下重量份数进行混合：镍铁渣11.99重量份、砂岩10.62重量份、粉煤灰6.72重量份、电石渣70.67重量份；缓凝剂为脱硫石膏，添加比例为占水泥熟料总质量的3％，煅烧温度为1410℃，煅烧时间为23分钟。
表2镍铁渣、砂岩、粉煤灰和电石渣的化学成分，wt％
实施例3
在本实施例中，镍铁渣、砂岩、粉煤灰和电石渣的化学成分如表3所示。
如图1所示，采用实施例1的方法制备水泥熟料，区别在于：镍铁渣、砂岩、粉煤灰、电石渣按照以下重量份数进行混合：镍铁渣12.67重量份、砂岩9.98重量份、粉煤灰6.13重量份、电石渣71.22重量份；缓凝剂为天然石膏和脱硫石膏的混合产物，添加比例为占水泥熟料总质量的4％，其中，天然石膏与脱硫石膏的质量比为1，煅烧温度为1390℃，煅烧时间为29分钟。
表3镍铁渣、砂岩、粉煤灰和电石渣的化学成分，wt％
比较例
采用本领域常见的方法制备的电石渣水泥，其中缓凝剂为天然石膏，加入量为占水泥熟料的总质量比例为3％。
其中本发明的实施例中的LOI表示烧失量，铁硅化合物为高温下形成的不同价态的铁硅化合物，即FexSiy。
实施例1-3制备的电石渣水泥的相关理化性能检测结果如表4所示。
表4本发明制备的电石渣水泥的工艺参数及检测结果
从表4中可以看出，采用本发明的方法制备的电石渣水泥与传统方法制备的电石渣水泥的性能相近，并且在抗压强度等多方面更优于传统方法制备的电石渣水泥。本发明采用三级旋风预热分解系统，而传统水泥制备方法中采用五级旋风预热分解系统，因此本发明降低了能耗。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；如果不脱离本发明的精神和范围，对本发明进行修改或者等同替换，均应涵盖在本发明权利要求的保护范围当中。

Claims (10)

1.一种由电石渣制备电石渣水泥的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将电石渣在回转窑外部进行脱水干燥；
步骤二：将镍铁渣、砂岩、粉煤灰和经过步骤一处理的电石渣进行混合形成原料；
步骤三：将步骤二中的原料进行挤压、粉磨；
步骤四：利用回转窑和/或分解炉排出的废气中的余热对原料进行预热；
步骤五：在回转窑中将预热后的混合料进行烧成；
步骤六：将烧成后的水泥熟料与缓凝剂配比混合后粉磨得到电石渣水泥产品。
2.根据权利要求1所述的由电石渣制备电石渣水泥的方法，其特征在于，缓凝剂为天然石膏、脱硫石膏的一种或两种。
3.根据权利要求1所述的由电石渣制备电石渣水泥的方法，其特征在于，所述步骤一中的电石渣的化学成分重量百分比为：CaO 65-71wt％，氯离子不高于0.05wt％，铁硅化合物不高于0.05wt％。
4.根据权利要求1所述的由电石渣制备电石渣水泥的方法，其特征在于，所述步骤二中的粉煤灰的化学成分重量百分比为：SiO2 46-50wt％，Al2O3 34-38wt％。
5.根据权利要求1所述的由电石渣制备电石渣水泥的方法，其特征在于，所述步骤二中的砂岩的化学成分重量百分比为SiO2 86-92wt％。
6.根据权利要求1所述的由电石渣制备电石渣水泥的方法，其特征在于，所述步骤二中的镍铁渣的化学成分重量百分比为：SiO2 40-44wt％，Fe2O3 17-21wt％，MgO 18-24wt％。
7.根据权利要求1所述的由电石渣制备电石渣水泥的方法，其特征在于，所述步骤二中镍铁渣、砂岩、粉煤灰和经过步骤一处理的电石渣按照以下重量份进行混合：镍铁渣11.39-12.67重量份、砂岩9.98-10.62重量份、粉煤灰5.87-6.72重量份、电石渣70.67-72.55重量份。
8.根据权利要求1所述的由电石渣制备电石渣水泥的方法，其特征在于，所述步骤三中原料粉磨后的粒径小于80μm以上的颗粒占总质量的90％以上。
9.根据权利要求1所述的由电石渣制备电石渣水泥的方法，其特征在于，所述缓凝剂的添加质量百分比为3-5％。
10.根据权利要求1所述的由电石渣制备电石渣水泥的方法，其特征在于，所述步骤五中煅烧温度为1370℃-1410℃，煅烧时间为23-33min。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112194389A (zh) * 2020-09-10 2021-01-08 内蒙古亿利冀东水泥有限责任公司 一种抗强度衰减的油井水泥及其制备方法
CN114477803A (zh) * 2022-01-26 2022-05-13 宁夏金昱元资源循环有限公司 电石渣水泥的生产方法

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