CN108178531A - 一种分步煅烧制备贫钙富硅生态水泥的方法 - Google Patents
一种分步煅烧制备贫钙富硅生态水泥的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108178531A CN108178531A CN201810193771.5A CN201810193771A CN108178531A CN 108178531 A CN108178531 A CN 108178531A CN 201810193771 A CN201810193771 A CN 201810193771A CN 108178531 A CN108178531 A CN 108178531A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cement
- gypsum
- sieve
- calcining
- lime
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B7/00—Hydraulic cements
- C04B7/02—Portland cement
- C04B7/04—Portland cement using raw materials containing gypsum, i.e. processes of the Mueller-Kuehne type
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B7/00—Hydraulic cements
- C04B7/24—Cements from oil shales, residues or waste other than slag
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B7/00—Hydraulic cements
- C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
- C04B7/38—Preparing or treating the raw materials individually or as batches, e.g. mixing with fuel
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
本发明属于水泥材料领域,具体涉及一种分步煅烧制备贫钙富硅生态水泥的方法,其技术要点是,由硫酸钠、硅铝氧化物和单质碳三种原料混合粉磨后分步煅烧并速冷得到煅烧料,将煅烧料与石灰石膏一起粉磨制得生态水泥。本发明制备的水泥具有廉价、低耗、低碳排放和利废等特点,具有广阔的发展前景。
Description
技术领域
本发明属于新型水泥材料领域,具体涉及一种分步煅烧制备贫钙富硅生态水泥的方法。
背景技术
我国是世界水泥产量最高的国家,所生产水泥绝大部分是硅酸盐水泥。硅酸盐水泥煅烧温度达1450℃,能耗物耗高、碳排放高、环境污染严重、耐酸耐蚀和耐久性差,且消耗大量的优质石灰岩资源。科学家们一直在寻求环境更友好和性价比更高的新水泥品种。最近研究比较活跃的碱激发水泥是由强碱盐的水溶液与活性固体氧化物粉末组成的双组分水泥,其中尤以典型组元为Na2O-Ca(Mg)O-Al2O3-SiO2的碱矿渣水泥最具性价比。前苏联的应用实践和国内的研究都证明,碱矿渣水泥具有高强、快硬、抗渗、耐久、耐蚀、低碳排放和对集料要求低等明显优于硅酸盐水泥的性能。而其化学组成比硅酸盐水泥更接近地壳,所以其主要原料更加丰富廉价。但碱矿渣以炼铁副产品为原料,成分和性能不稳定,而以工业碱和水玻璃为激发剂更使其成本偏高而难以与硅酸盐水泥竞争。
专利CN105502973A用工业碱煅烧硅铝氧化物原料,然后将冷却的煅烧料与石灰石膏一起粉磨制得贫钙富硅生态水泥。作为一种复合水泥,该水泥的煅烧温度低、煅烧所加工业碱也较碱激发水泥有明显减少,但利用昂贵的工业碱(烧碱或纯碱)提供Na2O组份使其制备成本仍然偏高。只有以廉价原料提供Na2O组份制备高含碱金属的水泥,才能大幅度降低成本。本发明申请即是在此背景下提出的。
发明内容
本发明的目的是提供一种分步煅烧制备贫钙富硅生态水泥的方法。
本发明采用的技术方案:一种分步煅烧制备贫钙富硅生态水泥的方法,包括如下顺序的步骤:
(1)分别准备硫酸钠、硅铝氧化物和单质碳三种原料;其中,硫酸钠指在其1000℃煅烧后的剩余质量中,Na2SO4>85%的原料;硅铝氧化物指主要化学组成必含SiO2和Al2O3的物质,要求其在1000℃煅烧后的剩余质量中,SiO2<85%,Al2O3>10% 且SiO2+Al2O3>80%;
(2)将干燥的硫酸钠、单质碳和硅铝氧化物混匀并磨细至全过100目筛的细度;其中硫酸钠的加量按其所含Na2SO4与硅铝氧化物的质量比为4.0~25.0%确定,单质碳的加量为Na2SO4质量的5.0%~20.0%;
(3)将步骤(2)所得的混合粉体加热至850~950℃保温2~3小时,再迅速升温至1050~1150℃保温2~3小时,然后在空气中速冷至室温得到煅烧料;
(4)在煅烧料中加入石灰和石膏,混合均匀并磨细至达到200目筛余量≤10%的细度即得水泥;其中,石灰的加量按所含等当量Ca(OH)2的质量为煅烧料的15%~40%确定,石膏的加量按等当量CaSO4·2H2O的质量为煅烧料的0~50%确定。
所述的单质碳指木炭、石墨、炭黑或煤及其任意多种的混合物,优选为无烟煤。
作为优选,所述的石灰泛指含有Ca(OH)2和\或 CaO的物料,包括生石灰、熟石灰和电石渣及其混合物。
作为优选,所述的石膏指含有CaSO4、CaSO4·0.5H2O和 CaSO4·2H2O中的任一种或多种的混合物,包括天然二水石膏、天然硬石膏、天然混合石膏、建筑石膏、煅烧无水石膏或各种工业废石膏。
本发明的有益效果在于:
(1)本发明创新了一种碱激发硅铝氧化物胶凝活性的方法,所用的到含氧化钠的原料为廉价的硫酸钠,可降低水泥的制备成本;
(2)本发明提供了一种制备新型水泥的新方法,其原料煅烧时排出的硫氧化物可用常见的石灰脱硫法脱除,生成的废石膏可作为本水泥的掺和料使用,故与主流的硅酸盐水泥相比,具有碳排放低、能耗低和污染排放少的特点。
(3)由于多数工业固体废物为硅铝氧化物,可利用该方法处理固体废物,将后者转化成有用的建筑材料而消化掉。
具体实施方式
下面通过具体实施例进一步详细说明本发明,但本发明并不限于此。
实施例中牵涉到的硅铝氧化物有5种天然岩石、一种煤矸石和一种矿山尾矿,它们的化学成分满足其在1000℃煅烧后的剩余质量中,SiO2<85%,Al2O3>10% 且SiO2+Al2O3>80%(见表1);所用硫酸钠为工业无水硫酸钠,其中Na2SO4的含量≥98.5%;用含单质碳90%的无烟煤作为单质碳原料;所用石灰的具体种类为生石灰、熟石灰、和电石渣,前二者分别为分析纯的CaO和Ca(OH)2,而电石渣则含85%(质量比)的Ca(OH)2;所用石膏包括天然二水石膏、脱硫石膏、建筑石膏、硬石膏和煅烧石膏等五种,其中天然二水石膏和脱硫石膏均含90%的CaSO4·2H2O,建筑石膏含90%的CaSO4·0.5H2O,硬石膏和煅烧石膏均含90%的CaSO4,氟石膏含45%的CaSO4·2H2O和45%的CaSO4。
本发明中制备过程如下:将干燥的无水硫酸钠、硅铝氧化物和无烟煤三者混合后用水泥实验小磨研磨约30分钟,具体研磨时间以磨后粉料全过100目筛为准。其中,其中硫酸钠的加量按其所含Na2SO4与硅铝氧化物的质量比为4.0~25.0%确定,所用无烟煤按所含单质碳的质量为Na2SO4质量的5.0%~20.0%。混合粉体置于马弗炉中升温至850~950℃保温3小时,再快速升温至1050~1150℃保温2小时,然后直接取出在空气中速冷至室温。冷却后的煅烧料及后续加入的石灰和石膏分别粉磨,三者的粉磨时间约半小时,具体粉磨时间以达到200目筛余量≤10%的细度要求为准。三种经过粉磨的物料粉用混料机按比例混匀即得水泥粉体。所得水泥中,石灰的加量按所含等当量Ca(OH)2的质量为煅烧料的15%~40%,石膏的加量按所含等当量CaSO4·2H2O的质量为煅烧料的0~50%。相关的实施例工艺参数详见表2。
按GB/T17671~1999的方法对表2所示的实施例的水泥胶砂进行养护和强度检测。相应的水泥强度性能数据详见表3。由表3可知,所制水泥强度性能均超过砌筑水泥的要求,多数达到PC32.5和PO42.5的要求,少数达到PO52.5的要求,说明用该方法处理并用来制备水泥的效果良好。
Claims (4)
1.一种分步煅烧制备贫钙富硅生态水泥的方法,其特征是包括如下顺序的步骤:
(1)分别准备硫酸钠、硅铝氧化物和单质碳三种原料;其中,硫酸钠指在其1000℃煅烧后的剩余质量中,Na2SO4>85%的原料;硅铝氧化物指主要化学组成必含SiO2和Al2O3的物质,要求其在1000℃煅烧后的剩余质量中,SiO2<85%,Al2O3>10% 且SiO2+Al2O3>80%;
(2)将干燥的硫酸钠、单质碳和硅铝氧化物混匀并磨细至全过100目筛的细度;其中硫酸钠的加量按其所含Na2SO4与硅铝氧化物的质量比为4.0~25.0%确定,单质碳的加量为Na2SO4质量的5.0%~20.0%;
(3)将步骤(2)所得的混合粉体加热至850~950℃保温2~3小时,再迅速升温至1050~1150℃保温2~3小时,然后在空气中速冷至室温得到煅烧料;
(4)在煅烧料中加入石灰和石膏,混合均匀并磨细至达到200目筛余量≤10%的细度即得水泥;其中,石灰的加量按所含等当量Ca(OH)2的质量为煅烧料的15%~40%确定,石膏的加量按等当量CaSO4·2H2O的质量为煅烧料的0~50%确定。
2.如权利要求1所述的一种分步煅烧制备贫钙富硅生态水泥的方法,其特征是,所述的单质碳指木炭、石墨、炭黑或无烟煤及其任意多种的混合物。
3.如权利要求1所述的一种分步煅烧制备贫钙富硅生态水泥的方法,其特征是,所述的石灰泛指含有Ca(OH)2和\或 CaO的物料,包括生石灰、熟石灰和电石渣及其混合物。
4.如权利要求1所述的一种分步煅烧制备贫钙富硅生态水泥的方法,其特征是,所述的石膏指含有CaSO4、CaSO4·0.5H2O和 CaSO4·2H2O中的任一种或多种的混合物,包括天然二水石膏、天然硬石膏、天然混合石膏、建筑石膏、煅烧无水石膏或各种工业废石膏。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810193771.5A CN108178531B (zh) | 2018-03-09 | 2018-03-09 | 一种分步煅烧制备贫钙富硅生态水泥的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810193771.5A CN108178531B (zh) | 2018-03-09 | 2018-03-09 | 一种分步煅烧制备贫钙富硅生态水泥的方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN108178531A true CN108178531A (zh) | 2018-06-19 |
CN108178531B CN108178531B (zh) | 2020-04-24 |
Family
ID=62553314
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201810193771.5A Active CN108178531B (zh) | 2018-03-09 | 2018-03-09 | 一种分步煅烧制备贫钙富硅生态水泥的方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN108178531B (zh) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4522815B2 (ja) * | 2004-10-21 | 2010-08-11 | 電気化学工業株式会社 | 強度補償用高強度セメント混和材およびそれを用いたセメント組成物 |
CN102875041A (zh) * | 2012-10-25 | 2013-01-16 | 湖南科技大学 | 一种低温煅烧制备常温养护单组份碱激发水泥的方法 |
CN103332879A (zh) * | 2013-07-25 | 2013-10-02 | 湖南科技大学 | 一种廉价单组分碱激发水泥的制备与使用方法 |
CN105502973A (zh) * | 2015-12-19 | 2016-04-20 | 湖南科技大学 | 一种贫钙富硅生态水泥及其用途 |
EP3199500A1 (en) * | 2016-01-29 | 2017-08-02 | Cimsa Cimento Sanayi Ve Ticaret Anonim Sirketi | Calcium sulphoaluminate cement with mayenite phase |
-
2018
- 2018-03-09 CN CN201810193771.5A patent/CN108178531B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4522815B2 (ja) * | 2004-10-21 | 2010-08-11 | 電気化学工業株式会社 | 強度補償用高強度セメント混和材およびそれを用いたセメント組成物 |
CN102875041A (zh) * | 2012-10-25 | 2013-01-16 | 湖南科技大学 | 一种低温煅烧制备常温养护单组份碱激发水泥的方法 |
CN103332879A (zh) * | 2013-07-25 | 2013-10-02 | 湖南科技大学 | 一种廉价单组分碱激发水泥的制备与使用方法 |
CN105502973A (zh) * | 2015-12-19 | 2016-04-20 | 湖南科技大学 | 一种贫钙富硅生态水泥及其用途 |
EP3199500A1 (en) * | 2016-01-29 | 2017-08-02 | Cimsa Cimento Sanayi Ve Ticaret Anonim Sirketi | Calcium sulphoaluminate cement with mayenite phase |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN108178531B (zh) | 2020-04-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108358478B (zh) | 一种分步煅烧煤气化渣制备胶凝材料的方法 | |
CN106116189B (zh) | 一种无熟料锂渣复合胶凝材料 | |
CN108298838B (zh) | 一种硅酸盐水泥熟料及其制备方法与应用 | |
CN101386494A (zh) | 一种复合胶凝材料及其制备方法 | |
CN105502974B (zh) | 一种镍矿冶金渣的处理和利用方法 | |
CN105502973B (zh) | 一种贫钙富硅生态水泥及其用途 | |
CN103664035B (zh) | 无熟料矿渣粉煤灰复合水泥激发剂及其制备方法 | |
CN111943535A (zh) | 一种由建筑垃圾和污染土生产通用硅酸盐水泥的方法 | |
CN106866090B (zh) | 一种无水泥脱硫石膏抹灰砂浆及其制备方法 | |
CN105060743B (zh) | 利用废瓷砖粉制备的水泥材料 | |
CN105565693B (zh) | 一种石膏复合胶凝材料的制备方法 | |
CN110194604A (zh) | 硅酸三钙-硫硅酸钙-硫铝酸盐水泥及其低温制备方法 | |
CN110372240A (zh) | 一种常温养护廉价碱激发水泥的制备和使用方法 | |
CN109369044A (zh) | 一种硫铝酸盐水泥及其制备方法 | |
CN108675657A (zh) | 一种利用废渣制备硅酸盐-硫铝酸盐复合体系熟料的方法 | |
CN110128038A (zh) | 硅酸三钙-硅酸二钙-硫铝酸钙水泥及其低温制备方法 | |
CN108178536A (zh) | 一种分步煅烧煤气化渣制备少熟料水泥的方法 | |
CN105130221A (zh) | 综合利用废弃混凝土和污泥制生态熟料的方法 | |
CN114988791A (zh) | 一种掺富硫锂渣的烟道灌浆料及其制备方法和应用 | |
CN109970372B (zh) | 一种机械力化学法低温制备贝利特硫铝酸盐水泥的方法 | |
CN105601134A (zh) | 一种全利用煤矸石制备水泥的方法 | |
CN105621909B (zh) | 一种复掺改性脱硫灰和稻壳灰的水泥 | |
CN104761160B (zh) | 一种改性矿渣粉的制备方法 | |
CN112279532A (zh) | 一种矿物掺合料及其制备方法 | |
CN107188436A (zh) | 一种绿色水泥及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |