CN1080623A - 火山灰质磷石膏水泥工艺方法 - Google Patents

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Abstract

“火山灰质磷石膏水泥工艺方法”属少熟料水泥 工艺技术。此法采用原料新配比，湿法成型、余热脱 水，砖窑块体内燃焙烧，采用掺加火山灰质材料，碱性 矿物，消石灰，外加剂的新配比，提高了碱性料和磷石 膏的掺量，促进了产品强度的增长，解决了现有技术 处理磷石膏生产水泥费用高，强度低，难以推广应用 的技术难题。此法可用于生产建筑石膏粉、磷石膏水 泥(含彩色水泥)；用于天然石膏生产该类水泥；适于 砖瓦厂转产新型墙体材料的技术改造和综合利用磷 石膏(或其他化学石膏)的新建工程。

Description

本发明属少熟料水泥工艺技术。
目前，国内外利用磷石膏为主要原料生产建筑材料，主要是通过酸（水）洗、烘干、煅烧等工艺方法完成。英法等多数国家采用水洗，悬浮窑煅烧工艺，由燃烧炉供热预热和煅烧，同时配有收尘设备，每吨建筑石膏耗燃油达50kg，电力达50度。（吴佩芝编著《湿法磷酸》1991年化工出版社P356），前苏联生产硬石膏水泥，用立窑煅烧天然＝水石膏、热耗达550大卡/kg（《石膏胶凝材料制品》〈苏〉伏尔任斯基著、吕昌高泽，80年建工出版社P54），如立窑煅烧磷石膏，由于料球塑性差、强度低、消耗更大。国内采用回转窑对磷石膏烘干、煅烧，热耗达830大卡/kg石膏，粉尘扬飞损失严重，窑头飞灰达产品的7%，烟囱飞灰达11%。（《水泥厂工艺设计手册》，中国建筑工业出版社，P50）。总之，利用磷石膏为主要原料，用现有技术方法，外燃烧料状磷石膏，用其或其他化学石膏生产水泥，热耗高、消耗大、经济效益差。英、美等天然石膏资源丰富的国家认为用磷石膏作原料生产建筑材料商业价值小，大都弃之不用。
本发明的目的在于克服上述现有技术中的缺点，提供一种大量综合利用工业废渣磷石膏，生产早期和后期强度都高的磷石膏水泥的新工艺方法。
本发明方法的特征是：以磷石膏为主要原料，按新配比计量配料、掺加低热值燃料、磷石膏中和加热处理、湿法成型，余热脱水，块体内燃煅烧，按新配比计量掺加火山灰质材料、活性料、外加剂、获取早，后期强度都高的磷石膏水泥。具体工艺过程是：将磷石膏、石灰等配料和煤矸石粉（或石煤粉），按配比计量配料，搅拌，用砖机成型为空心砖坯，其孔洞率为15-20%，孔径φ10mm，送入带烘干室的砖窑（轮窑或隧道窑）码窑，码窑方式采用一直一斜，并有占砖坯总量5-10%的无内掺燃料的砖坯码在窑断面中部，利用窑的余热干燥脱水，干燥脱水温度170℃-190℃，达半水石膏性能要求入窑焙烧，焙烧温度为650℃-750℃，经保温急冷后，按配比计量配料，掺加火山灰质材料15-25%，普通水泥10-25%，矿渣10-25%等活性料和外加剂。由于火山灰质料等矿物料的掺加，能吸收硅酸盐水泥水化，水解出的过量Ca（OH）2，防止C4A·aq水化物的出现，为有益矿物钙矾石（C4A·CaSO431H2O）的生成、发育提供适宜碱度条件。最后粉磨，贮存包装。
本发明方法原料技术条件如下：
Figure 921078307_IMG1
（4）粉煤灰：干排灰符合GB2847-79品质
（5）石灰（消石灰）：Ca（OH）2含量＞60%，水分＜30%
（6）活性参料：
A、火山灰质混合料：符合GB2847-81品质标准。
B、粒化高炉矿渣：符合GB203-78品质标准。
C、白色高炉矿渣：符合GB203-78品质标准，Fe2O3＜0.8%。
D、白色电炉还原渣：参照GB203-78品质标准，Fe2O3＜0.8%。
E、普通硅酸盐水泥：符合GB175-77，425＃水泥品质标准。
F、白色硅酸盐水泥：符合GB2015-80二级水泥品质标准。
（7）颜料：经特殊表面处理的无机颜料。
（8）外加剂：据产品用途要求选用调，减水、早强、防锈等复合外加剂。
本发明方法工艺参数：
（1）成型水分：15%-18%，视砖机性能尽可能靠下限。
（2）燃料配比：按砖坯干基重量热耗200±20大卡/千克计算。
（3）砖坯孔洞率：15-20%、φ10mm孔。
（4）砖坯尺寸：240×115×115mm
（5）砖坯入窑水份：＜10%。
（6）码窑形式：强调确保牢固、减少阻力，一直一斜放置，无内掺燃料砖坯码在窑断面中部，占砖坯总量5-15%。
（7）干燥脱水温度：170-190℃，达半水石膏性能要求。
（8）砖窑（轮窑、隧道窑）焙烧温度：650-750℃，符合硬石膏要求。
（9）保温冷却：要求急冷、保温冷却段控制1-2个窑室。
（10）中和碱度：磷石膏掺石灰中和，PH值控制7-8。
（11）活性掺料入磨水分：＜6%。
（12）出磨水泥细度：0.08mm筛筛余＜4%，比表面积≥6000cm2/g
（13）入磨物料粒度：＜2cm。
（14）出磨建筑石膏粉细度：0.2mm筛筛余＜10%。
（15）水泥碱度和SO3：11＜PH＜12、Cao＜0.7g/升 SO3：10～20%
本发明方法配合比范围（干基%）
Figure 921078307_IMG2
附图为本发明两个实施例的流程图：
本发明方法除克服现有生产建筑石膏和少熟料水泥工艺方法中存在的缺点外，由于采用新配合比，提高了碱性矿物料和磷石膏的掺加量，既用水泥又用矿渣，不仅解决了磷石膏代替天然石膏生产少熟水泥的经济关键问题，取得更好的经济效益，而且早强矿物（C3S、C3A、钙矾石、C4AF等）和后强矿物（C2S、CSH等）含量多，解决了少熟料水泥质量技术关键问题，生产出期强度像矿渣水泥和火山灰水泥相近的325＃和425＃水泥，3天强度可达28天强度的40%。用于取代粘土砖的新型墙体材料生产，大量处理工业废渣，综合效益显著，一套年产五千万块砖厂配备相应的粉磨设备，可处理近10万吨磷石膏、生产磷石膏水泥10万吨，建筑石膏粉1万吨和彩色水泥1万吨，这些水泥可生产50万M3的墙体材料（相当于3亿块粘土标准砖），按此规模计算，每年可取得：处理近30万吨工业矿渣，节约3万吨标准煤，节约新建投资近1千万元，节约农田200亩以上，获利税约400万元的效益。

Claims (4)

1、一种火山灰质磷石膏水泥的工艺方法，其特征在于原材料中掺加低热值燃料，磷石膏中和加热处理，湿法成型为生料坯，余热烘干，内燃块体焙烧，掺加火山灰质材料、外加剂，比石膏矿渣水泥常规量多的普通水泥，碱性矿渣和磷石膏，共同粉磨制成少熟料水泥。
2、根据权利要求1的工艺方法，其特征在于将磷石膏，消石灰，低热值燃料搅拌，湿法成型为空心砖状生料坯，再利用砖窑余热烘干，烘干温度为170-190℃，脱水成半水石膏。
3、根据权利要求1、2的工艺方法，其特征在于烘干后的磷石膏生料坯，利用砖窑内燃焙烧，砖窑焙烧温度650℃-750℃。
4、根据权利要求1的工艺方法，其特征在于水泥的新配合比，比石膏矿渣水泥多掺了火山灰质材料普通水泥、磷石膏，火山灰质材料为15-25%，普通水泥为10-25%，磷石膏为25-50%，比无水石膏水泥多掺加了普通水泥和矿渣，普遍水泥为10-25%，矿渣为10-25%。
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