CN109081615A - 一种基于工业废渣的道路硅酸盐水泥熟料及其制备方法 - Google Patents

一种基于工业废渣的道路硅酸盐水泥熟料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109081615A
CN109081615A CN201810756738.9A CN201810756738A CN109081615A CN 109081615 A CN109081615 A CN 109081615A CN 201810756738 A CN201810756738 A CN 201810756738A CN 109081615 A CN109081615 A CN 109081615A
Authority
CN
China
Prior art keywords
slag
clinker
silicate cement
industrial residue
parts
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
Application number
CN201810756738.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109081615B (zh
Inventor
吴其胜
吴阳
钱旭阳
顾红霞
黎水平
杨涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harbin Taihang Xinglong Cement Co ltd
Original Assignee
Yangcheng Institute of Technology
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yangcheng Institute of Technology filed Critical Yangcheng Institute of Technology
Priority to CN201810756738.9A priority Critical patent/CN109081615B/zh
Publication of CN109081615A publication Critical patent/CN109081615A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109081615B publication Critical patent/CN109081615B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00Hydraulic cements
    • C04B7/14Cements containing slag
    • C04B7/147Metallurgical slag
    • C04B7/153Mixtures thereof with other inorganic cementitious materials or other activators
    • C04B7/17Mixtures thereof with other inorganic cementitious materials or other activators with calcium oxide containing activators
    • C04B7/19Portland cements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00Hydraulic cements
    • C04B7/36Manufacture of hydraulic cements in general
    • C04B7/38Preparing or treating the raw materials individually or as batches, e.g. mixing with fuel
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00Hydraulic cements
    • C04B7/36Manufacture of hydraulic cements in general
    • C04B7/43Heat treatment, e.g. precalcining, burning, melting; Cooling
    • C04B7/44Burning; Melting
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/10Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding

Abstract

本发明公开了一种基于工业废渣的道路硅酸盐水泥熟料及其制备方法,包括镍渣、电石渣、锆硅渣、铝土矿尾矿、脱硫石膏和矿化剂;制法为将镍渣、电石渣、锆硅渣、铝土矿尾矿、脱硫石膏及矿化剂进行混合、粉磨、均化,制得水泥生料,随后将该水泥熟料预热后,在1280~1350℃条件下煅烧30~35min后,冷却制得水泥熟料。本发明的水泥熟料不仅28d抗压强度可达63.9~75.2MPa,强度等级达到62.5级,28d抗折强度可达9.8~18.2MPa,28d砂浆磨损量小于2.5kg/m2,水泥稳定性强,耐磨性高,工作性能优良;同时制法简单,无需复杂的工序,成本低。

Description

一种基于工业废渣的道路硅酸盐水泥熟料及其制备方法
技术领域
本发明属于水泥熟料制备领域,尤其涉及一种基于工业废渣的道路硅酸盐水泥熟料。
背景技术
随着经济的发展,公路建设也在发展,公路的通行量和负荷也随着公路里程的增加与日俱增,对筑路材料的要求也相应地提高了,目前使用最多的筑路材料是水泥混凝土。由于水泥混凝土路面要承受高速高载车辆反复的冲击、震动和摩擦作用,长期以往会造成路面的损坏,耐久性下降。因此,要求水泥混凝土路面有良好的力学性能,尤其是抗折强度要高,还要有足够的耐磨性,道路水泥能达到一般通用水泥难以达到的这些特性要求。
我国每年要排放大量的各种工业废渣,而此些大量的工业废渣如果得不到有效的利用,将不仅占用大量土地,还会对区域水体、大气、生态等环境因素造成不安全因素,带来环境及安全隐患;废渣的运输及堆场的使用、维护也给企业的发展带来负担。由此看来,如果能够很好地利用工业废渣,不仅可以解决其利用及污染问题,还可以降低自然资源、能源的消耗,减少其带来的生态环境问题,而且可降低生产成本,符合可持续发展的战略要求。
公开号为CN102092971A的发明专利,公开了一种使用脱碱赤泥、粘土、铝矾土、石灰石、石膏、粉煤灰及粒化高炉矿渣制备道路硅酸盐水泥的方法。公开号为CN104496228A的发明专利,公开了一种使用石灰石、钢渣粉、砂岩、粉煤灰、矿渣粉及石膏制备道路硅酸盐水泥熟料以及道路硅酸盐水泥的方法。上述道路硅酸盐水泥的制备均使用了至少一种天然矿物,而我国的石灰石、粘土、石膏等矿物资源储量有限,大量开采不利于可持续发展。公开号CN103145355A的发明专利,公开了一种以镍渣、石灰石、粉煤灰制备复合硅酸盐水泥的生产方法。该技术中石灰石的大量使用,产生了高的能源、资源消耗以及CO2的排放,不符合低碳绿色的发展要求;其镍渣的掺量较低,且强度等级较低。
因此,现亟需一种能够在降低天然矿物的含量的基础上具有良好力学性能的道路硅酸盐水泥熟料。
发明内容
发明目的:本发明的第一目的是提供一种能够在降低自然资源消耗的基础上,依然具有优越的抗压强度、抗折强度等力学性能的道路硅酸盐水泥熟料;
本发明的第二目的是提供该道路硅酸盐水泥熟料的制备方法。
技术方案:本发明基于工业废渣的道路硅酸盐水泥熟料,按重量份数包括:镍渣20~30份、电石渣55~70份、锆硅渣2~4份、铝土矿尾矿1~3份、脱硫石膏5~10份和矿化剂1~2份。
本发明通过将镍渣、电石渣、锆硅渣、铝土矿尾矿、脱硫石膏和矿化剂进行复配,制备的水泥熟料不仅力学性能强,且减少了自然资源的消耗,经济环保;其中,镍渣和脱硫石膏的协同作用,能够降低液相温度,增加液相量,降低液相粘度和表面张力,从而促进C3S(3CaO·SiO2)的形成及晶种的发育成长,同时镍渣的使用降低了铁粉、粘土的消耗,而脱硫石膏和电石渣的协同使用,降低石灰石消耗率的同时减小了CO2排放和环境压力,降低了熟料烧成热耗;锆硅渣和铝土矿尾的协同使用,不仅有助于熟料的煅烧,且降低了水泥熟料生产对粘土等自然资源的消耗,解决了工业废渣堆放对土地的占用问题和对环境的污染问题,产生了经济和社会效益。进一步说,矿化剂按重量分别比可包括铅锌尾矿65~80%和磷渣20~35%,本发明通过采用铅锌尾矿和磷渣复合而成的矿化剂,从而铅锌尾矿中的ZnO固溶在铁铝酸盐矿相中,降低了液相黏度,且其半径较小,具有较强的极化能力,进一步增加了Ca2+的扩散速度,促进C3S的形成,而磷渣中的P2O5不仅起到矿化,且同时能够阻止β-C2S(2CaO·SiO2)向γ-C2S转化,进一步稳定了β-C2S晶格,提高了水泥熟料的力学性能;此外,两者的协同提高了道路硅酸盐水泥的早期强度,降低游离氧化钙含量。其中,优选的,磷渣按重量百分比可包括:P2O5 1.5~5%、CaO 45~55%、SiO2 35~45%、Al2O3 3~8%和Fe2O30~1.5%。铅锌尾矿按质量百分比可包括:ZnO 1.5~3%、SiO2 50~65%、Al2O3 10~15%、Fe2O3 10~15%、CaO 10~15%、PbO 0.5~1.5%和余量杂质。
进一步说,镍渣按重量百分比可包括:SiO2 40~45%、MgO 15~23%、Fe2O3 18~25%、Al2O3 4~8%、CaO 1.5~4%和Cr2O3 1~3%。电石渣按重量百分比可包括:CaO 65~75%、SiO2 1~3%、Al2O3 1~4%、Fe2O3 0~1%、MgO 0~1%和烧失量20~30%。锆硅渣按重量百分比可包括:SiO2 85~95%、ZrOCl2 3~9%、ZrSiO4 1~3%、和余量杂质。铝土矿尾矿按重量百分比可包括:Al2O3 45~55%、SiO2 20~30%、Fe2O3 5~12%、CaO 3~8%、TiO21~3%和K2O 1~3%。
本发明制备基于工业废渣的道路硅酸盐水泥熟料的方法,包括如下步骤:
(1)按重量份数将镍渣、电石渣、锆硅渣、铝土矿尾矿、脱硫石膏及矿化剂进行混合、粉磨、均化,制得水泥生料;
(2)将该水泥生料预热后,在1280~1350℃条件下煅烧30~35min,冷却制得水泥熟料。
本发明通过采用快烧和急冷制备水泥熟料,在降低熟料烧成热耗的同时提高了生产效率,不仅高效且降低了成本。更进一步说,预热是在740~800℃条件下反应2~5min。
本发明的反应原理如下:
2CaO+SiO2→2CaO·SiO2 (C2S)
2CaO·SiO2+CaO→3CaO·SiO2 (C3S)
CaO+Al2O3→CaO·Al2O3
7CaO·Al2O3+5CaO→12CaO·7Al2O3
12CaO·7Al2O3+9CaO→7(3CaO·Al2O3) (C3A)
CaO+Fe2O3→CaO·Fe2O3
CaO·Fe2O3+CaO→2CaO·Fe2O3
7(2CaO·Fe2O3)+2CaO+12CaO·7Al2O3→7(4CaO·Al2O3·Fe2O3) (C4AF)
有益效果:与现有技术相比,本发明的显著优点为:该水泥熟料用于制备的道路水泥不仅28d抗压强度可达63.9~75.2MPa,强度等级达到62.5级,28d抗折强度可达9.8~18.2MPa,28d砂浆磨损量小于2.5kg/m2,水泥稳定性强,耐磨性高,工作性能优良,且降低了石灰石、粘土等自然资源消耗的同时,解决了废渣的利用及环境问题,节约了资源,降低了生产成本,安全环保;同时该水泥熟料的制法简单,无需复杂的工序,成本低。
附图说明
图1为本发明水泥熟料制备的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明。
本发明采用的镍渣按重量百分比包括:SiO2 40~45%、MgO 15~23%、Fe2O3 18~25%、Al2O3 4~8%、CaO 1.5~4%和Cr2O3 1~3%。
电石渣按重量百分比包括:CaO 65~75%、SiO2 1~3%、Al2O3 1~4%、Fe2O3 0~1%、MgO 0~1%和烧失量20~30%。
锆硅渣按重量百分比包括:SiO2 85~95%、ZrOCl2 3~9%、ZrSiO4 1~3%、和余量杂质。
铝土矿尾矿按重量百分比包括:Al2O3 45~55%、SiO2 20~30%、Fe2O3 5~12%、CaO 3~8%、TiO2 1~3%和K2O 1~3%。
磷渣按重量百分比包括:P2O5 1.5~5%、CaO 45~55%、SiO2 35~45%、Al2O3 3~8%和Fe2O3 0~1.5%。
铅锌尾矿按质量百分比包括:ZnO 1.5~3%、SiO2 50~65%、Al2O3 10~15%、Fe2O3 10~15%、CaO 10~15%、PbO 0.5~1.5%和余量杂质。
实施例1
组分:镍渣20份、电石渣65份、锆硅渣4份、铝土矿尾矿2份、脱硫石膏7份、矿化剂2份(铅锌尾矿1.3份、磷渣0.7份)。
基于工业废渣的道路硅酸盐水泥熟料的制备方法包括如下步骤,如图1所示:
(1)对电石渣进行干燥,对镍渣进行破碎、粉磨;
(2)将镍渣、电石渣、锆硅渣、铝土矿尾矿、脱硫石膏及矿化剂进行混合、粉磨、均化,制得水泥生料;其中,该水泥生料中生料率值为:石灰饱和系数(KH)为0.87,硅率(SM)为1.87,铝率(IM)为0.77。
(3)将制备的生料在780℃条件下预热4min后采用回转窑进行煅烧,煅烧温度为1280~1350℃,煅烧35min,随后通过篦冷机进行急冷,单位冷却风量2.6Nm3/Kg·cl,制得道路硅酸盐水泥熟料。该熟料中的C4AF含量为18%、C3A为2.4%、C3S为48.3%、C2S为28.7%和余量(无水硫铝酸钙)及其他矿物。
性能检测1
将上述实施例1制备的水泥熟料制备成水泥进行性能检测,获得的结果如下表1所示。其中,水泥的制备方法包括如下步骤:将煅烧所得熟料分别破碎,加入5%的脱硫石膏(熟料95%)粉磨至细度为80μm筛筛余小于5%,制得道路硅酸盐水泥。
表1实施例1道路硅酸盐水泥性能检测结果
实施例2
组分:镍渣25份、电石渣60份、锆硅渣3份、铝土矿尾矿3份、脱硫石膏7.5份、矿化剂1.5份(铅锌尾矿1.05份、磷渣0.45份)。
基于工业废渣的道路硅酸盐水泥熟料的制备方法包括如下步骤:
(1)对电石渣进行干燥,对镍渣进行破碎、粉磨;
(2)将镍渣、电石渣、锆硅渣、铝土矿尾矿、脱硫石膏及矿化剂进行混合、粉磨、均化,制得水泥生料;其中,该水泥生料中生料率值为:石灰饱和系数(KH)为0.88,硅率(SM)为1.89,铝率(IM)为0.66。
(3)将制备的生料在780℃条件下预热4min后采用回转窑进行煅烧,煅烧温度为1280~1350℃,煅烧30min,随后通过篦冷机进行急冷,单位冷却风量2.8Nm3/Kg·cl,制得道路硅酸盐水泥熟料。该熟料中的C4AF含量为21%、C3A为2.1%、C3S为51.2%、C2S为21.8%和余量及其他矿物。
性能检测2
将上述实施例2制备的水泥熟料制备成水泥进行性能检测,获得的结果如下表2所示。其中,水泥的制备方法包括如下步骤:将煅烧所得熟料分别破碎,加入5%的脱硫石膏(熟料95%)粉磨至细度为80μm筛筛余小于5%,制得道路硅酸盐水泥。
表2实施例2道路硅酸盐水泥性能检测结果
实施例3
组分:镍渣30份、电石渣60份、锆硅渣2份、铝土矿尾矿2份、脱硫石膏5份、矿化剂1份(铅锌尾矿0.75份、磷渣0.25份)。
基于工业废渣的道路硅酸盐水泥熟料的制备方法包括如下步骤:
(1)对电石渣进行干燥,对镍渣进行破碎、粉磨;
(2)将镍渣、电石渣、锆硅渣、铝土矿尾矿、脱硫石膏及矿化剂进行混合、粉磨、均化,制得水泥生料;其中,该水泥生料中生料率值为:石灰饱和系数(KH)为0.90,硅率(SM)为1.79,铝率(IM)为0.74。
(3)将制备的生料在780℃条件下预热4min后采用回转窑进行煅烧,煅烧温度为1280~1350℃,煅烧35min,随后通过篦冷机进行急冷,单位冷却风量2.7Nm3/Kg·cl,制得道路硅酸盐水泥熟料。该熟料中的C4AF含量为16%、C3A为2.9%、C3S为50.3%、C2S为27.9%和余量及其他矿物。
性能检测3
将上述实施例3制备的水泥熟料制备成水泥进行性能检测,获得的结果如下表3所示。其中,水泥的制备方法包括如下步骤:将煅烧所得熟料分别破碎,加入5%的脱硫石膏(熟料95%)粉磨至细度为80μm筛筛余小于5%,制得道路硅酸盐水泥。
表3实施例3道路硅酸盐水泥性能检测结果
通过上述表1至表3可知,采用本发明的水泥熟料制备的水泥满足国家标准《道路硅酸盐水泥》GB 13693-2005中规定的道路硅酸盐水泥的各项要求。本发明制备的道路硅酸盐水泥性能优异,配比适宜时其28天抗压强度可达62.5等级,抗折强度也可达52.5等级。
实施例4
组分:镍渣25份、电石渣55份、锆硅渣3份、铝土矿尾矿1份、脱硫石膏10份、矿化剂2份(铅锌尾矿1.6份、磷渣0.4份)。
基于工业废渣的道路硅酸盐水泥熟料的制备方法包括如下步骤:
(1)对电石渣进行干燥,对镍渣进行破碎、粉磨;
(2)将镍渣、电石渣、锆硅渣、铝土矿尾矿、脱硫石膏及矿化剂进行混合、粉磨、均化,制得水泥生料;其中,该水泥生料中生料率值为:石灰饱和系数(KH)为0.89,硅率(SM)为1.91,铝率(IM)为0.74。
(3)将制备的生料在740℃条件下预热5min后采用回转窑进行煅烧,煅烧温度为1280~1350℃,煅烧30min,随后通过篦冷机进行急冷,单位冷却风量2.7Nm3/Kg·cl,制得道路硅酸盐水泥熟料。该熟料中的C4AF含量为22.3%、C3A为1.8%、C3S为50.7%、C2S为21.9%和余量及其他矿物。
性能检测4
将上述实施例4制备的水泥熟料制备成水泥进行性能检测,获得的结果如下表4所示。其中,水泥的制备方法包括如下步骤:将煅烧所得熟料分别破碎,加入5%的脱硫石膏(熟料95%)粉磨至细度为80μm筛筛余小于5%,制得道路硅酸盐水泥。
表4实施例4道路硅酸盐水泥性能检测结果
实施例5
组分:镍渣30份、电石渣70份、锆硅渣3份、铝土矿尾矿1份、脱硫石膏10份、矿化剂2份(铅锌尾矿1.3份、磷渣0.7份)。
基于工业废渣的道路硅酸盐水泥熟料的制备方法包括如下步骤:
(1)对电石渣进行干燥,对镍渣进行破碎、粉磨;
(2)将镍渣、电石渣、锆硅渣、铝土矿尾矿、脱硫石膏及矿化剂进行混合、粉磨、均化,制得水泥生料;其中,该水泥生料中生料率值为:石灰饱和系数(KH)为0.91,硅率(SM)为1.90,铝率(IM)为0.75。
(3)将制备的生料在800℃条件下预热2min后采用回转窑进行煅烧,煅烧温度为1280~1350℃,煅烧35min,通过篦冷机进行急冷,单位冷却风量2.8Nm3/Kg·cl,制得道路硅酸盐水泥熟料。该熟料中的C4AF含量为17.2%、C3A为2.3%、C3S为53.2%、C2S为24.8%和余量及其他矿物。
性能检测5
将上述实施例5制备的水泥熟料制备成水泥进行性能检测,获得的结果如下表5所示。其中,水泥的制备方法包括如下步骤:将煅烧所得熟料分别破碎,加入5%的脱硫石膏(熟料95%)粉磨至细度为80μm筛筛余小于5%,制得道路硅酸盐水泥。
表5实施例5道路硅酸盐水泥性能检测结果
实施例6
设计5组平行试验,基本步骤与实施例1相同,不同之处在于煅烧的时间,具体为25min、30min、32min、35min、45min,煅烧温度为1300℃,分别将制备的水泥熟料进行性能检测。
性能检测6
将上述实施例6制备的水泥熟料制备成水泥进行性能检测,获得的结果如下表6所示。其中,水泥的制备方法包括如下步骤:将煅烧所得熟料分别破碎,加入5%的脱硫石膏(熟料95%)粉磨至细度为80μm筛筛余小于5%,制得道路硅酸盐水泥。
表6实施例6道路硅酸盐水泥性能检测结果
通过表6可知,煅烧时间过短,熟料煅烧未完全,熟料结粒较细、矿物晶体细小,发育不完全,熟料强度不高;煅烧时间过长,C3S含量增多而C2S减少,C3A减少而C4AF增多,晶体变大,水泥早期水化热低,早期强度低而后期强度高。
实施例7
设计5组平行试验,基本步骤与实施例1相同,不同之处在于冷却时篦冷机的单位冷却风量,具体为1.6Nm3/Kg·cl、2.0Nm3/Kg·cl、2.4Nm3/Kg·cl、2.6Nm3/Kg·cl、2.8Nm3/Kg·cl,煅烧温度为1320℃,分别将制备的水泥熟料进行性能检测。
性能检测7
将上述实施例7制备的水泥熟料制备成水泥进行性能检测,获得的结果如下表7所示。其中,水泥的制备方法包括如下步骤:将煅烧所得熟料分别破碎,加入5%的脱硫石膏(熟料95%)粉磨至细度为80μm筛筛余小于5%,制得道路硅酸盐水泥。
表7实施例7道路硅酸盐水泥性能检测结果
通过表7可知,急冷可以防止C3S晶体长大而强度降低且难以粉磨,防止C3S分解和C2S的晶型转变使熟料强度降低,减少MgO晶体析出,使其凝结于玻璃体中,避免造成水泥安定性不良,减少C3A晶体析出,不使水泥出现快凝现象,并提高水泥的抗硫酸盐性能,使熟料产生应力,增大熟料的易磨性,急冷还可以收回热量,提高热的利用率。
对比例1
基本步骤与实施例1相同,不同之处在于矿化剂只采用铅锌尾矿。具体如下所示。
组分:镍渣20份、电石渣65份、锆硅渣4份、铝土矿尾矿2份、脱硫石膏7份、铅锌尾矿2份。
基于工业废渣的道路硅酸盐水泥熟料的制备方法包括如下步骤:
(1)对电石渣进行干燥,对镍渣进行破碎、粉磨;
(2)将镍渣、电石渣、锆硅渣、铝土矿尾矿、脱硫石膏及矿化剂进行混合、粉磨、均化,制得水泥生料;其中,该水泥生料中生料率值为:石灰饱和系数(KH)为0.865,硅率(SM)为1.88,铝率(IM)为0.76。
(3)将制备的生料在780℃条件下预热4min后采用回转窑进行煅烧,煅烧温度为1280~1350℃,煅烧35min,随后通过篦冷机进行急冷,单位冷却风量2.5Nm3/Kg·cl,制得道路硅酸盐水泥熟料。该熟料中的C4AF含量为17.6%,C3A为2.1%、C3S为47.8%、C2S为24.6%和余量及其他矿物。
将上述对比例1制备的水泥熟料制备成水泥进行性能检测,获得的结果如下表8所示。其中,水泥的制备方法包括如下步骤:将煅烧所得熟料分别破碎,加入5%的脱硫石膏(熟料95%)粉磨至细度为80μm筛筛余小于5%,制得道路硅酸盐水泥。
表8对比例1道路硅酸盐水泥性能检测结果
结合表8和表1可知,矿化剂只采用铅锌尾矿制备的水泥熟料的抗压强度和抗折强度相较于实施例1采用复合矿化剂而言较差,这是由于通过采用铅锌尾矿和磷渣复合而成的矿化剂,从而铅锌尾矿中的ZnO固溶在铁铝酸盐矿相中,降低了液相黏度,且其半径较小,具有较强的极化能力,进一步增加了Ca2+的扩散速度,促进C3S的形成,而磷渣中的P2O5不仅起到矿化,且同时能够阻止β-C2S(2CaO·SiO2)向γ-C2S转化,进一步稳定了β-C2S晶格,提高了水泥熟料的力学性能;此外,两者的协同提高了道路硅酸盐水泥的早期强度,降低游离氧化钙含量。
对比例2
基本步骤与实施例1相同,不同之处在于原料中不加入锆硅渣,具体组分及其含量如下所示。
组分:镍渣22份、电石渣66份、铝土矿尾矿3份、脱硫石膏7份、矿化剂2份(铅锌尾矿1.3份,磷渣0.7份)。
基于工业废渣的道路硅酸盐水泥熟料的制备方法包括如下步骤:
(1)对电石渣进行干燥,对镍渣进行破碎、粉磨;
(2)将镍渣、电石渣、铝土矿尾矿、脱硫石膏及矿化剂进行混合、粉磨、均化,制得水泥生料;其中,该水泥生料中生料率值为:石灰饱和系数(KH)为0.90,硅率(SM)为1.78,铝率(IM)为0.78。
(3)将制备的生料在780℃条件下预热4min后采用回转窑进行煅烧,煅烧温度为1280~1350℃,煅烧35min,随后通过篦冷机进行急冷,单位冷却风量2.6Nm3/Kg·cl,制得道路硅酸盐水泥熟料。该熟料中的C4AF含量为19.6%、C3A为3.5%、C3S为46.8%、C2S为15.4%和余量及其他矿物。
将上述对比例2制备的水泥熟料制备成水泥进行性能检测,获得的结果如下表9所示。其中,水泥的制备方法包括如下步骤:将煅烧所得熟料分别破碎,加入5%的脱硫石膏(熟料95%)粉磨至细度为80μm筛筛余小于5%,制得道路硅酸盐水泥。
表9对比例2道路硅酸盐水泥性能检测结果
结合表9和表1可知,原料中不加入锆硅渣制备的水泥熟料的抗压强度和抗折强度较差,这是由于锆硅渣的加入,其同铝土矿尾的协同使用,能够促进熟料的煅烧,避免C2S减少,从而影响水泥熟料的综合力学性能。

Claims (10)

1.一种基于工业废渣的道路硅酸盐水泥熟料,其特征在于按重量份数包括:镍渣20~30份、电石渣55~70份、锆硅渣2~4份、铝土矿尾矿1~3份、脱硫石膏5~10份和矿化剂1~2份。
2.根据权利要求1所述的基于工业废渣的道路硅酸盐水泥熟料,其特征在于:所述镍渣按重量百分比包括:SiO2 40~45%、MgO 15~23%、Fe2O3 18~25%、Al2O3 4~8%、CaO 1.5~4%和Cr2O3 1~3%。
3.根据权利要求1所述的基于工业废渣的道路硅酸盐水泥熟料,其特征在于:所述电石渣按重量百分比包括:CaO 65~75%、SiO2 1~3%、Al2O3 1~4%、Fe2O3 0~1%、MgO 0~1%和烧失量20~30%。
4.根据权利要求1所述的基于工业废渣的道路硅酸盐水泥熟料,其特征在于:所述锆硅渣按重量百分比包括:SiO2 85~95%、ZrOCl2 3~9%、ZrSiO4 1~3%、和余量杂质。
5.根据权利要求1所述的基于工业废渣的道路硅酸盐水泥熟料,其特征在于:所述铝土矿尾矿按重量百分比包括:Al2O3 45~55%、SiO2 20~30%、Fe2O3 5~12%、CaO 3~8%、TiO2 1~3%和K2O 1~3%。
6.根据权利要求1所述的基于工业废渣的道路硅酸盐水泥熟料,其特征在于:所述矿化剂按重量分别比包括铅锌尾矿65~80%和磷渣20~35%。
7.根据权利要求6所述的基于工业废渣的道路硅酸盐水泥熟料,其特征在于:所述磷渣按重量百分比包括:P2O5 1.5~5%、CaO 45~55%、SiO2 35~45%、Al2O3 3~8%和Fe2O3 0~1.5%。
8.根据权利要求6所述的基于工业废渣的道路硅酸盐水泥熟料,其特征在于:所述铅锌尾矿按重量百分比包括:ZnO 1.5~3%、SiO2 50~65%、Al2O3 10~15%、Fe2O3 10~15%、CaO 10~15%、PbO 0.5~1.5%和余量杂质。
9.一种制备权利要求1所述的基于工业废渣的道路硅酸盐水泥熟料的方法,其特征在于包括如下步骤:
(1)按重量份数将镍渣、电石渣、锆硅渣、铝土矿尾矿、脱硫石膏及矿化剂进行混合、粉磨、均化,制得水泥生料;
(2)将该水泥生料预热后,在1280~1350℃条件下煅烧30~35min,冷却制得水泥熟料。
10.根据权利要求9所述的制备基于工业废渣的道路硅酸盐水泥熟料的方法,其特征在于:步骤(2)中,所述冷却时的单位风量为2.4~2.8Nm3/Kg·cl。
CN201810756738.9A 2018-07-11 2018-07-11 一种基于工业废渣的道路硅酸盐水泥熟料及其制备方法 Active CN109081615B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810756738.9A CN109081615B (zh) 2018-07-11 2018-07-11 一种基于工业废渣的道路硅酸盐水泥熟料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810756738.9A CN109081615B (zh) 2018-07-11 2018-07-11 一种基于工业废渣的道路硅酸盐水泥熟料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109081615A true CN109081615A (zh) 2018-12-25
CN109081615B CN109081615B (zh) 2021-02-09

Family

ID=64837417

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810756738.9A Active CN109081615B (zh) 2018-07-11 2018-07-11 一种基于工业废渣的道路硅酸盐水泥熟料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109081615B (zh)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110803875A (zh) * 2019-09-19 2020-02-18 喀什天山水泥有限责任公司 一种应用于机场特殊需求的pii42.5水泥
CN111548030A (zh) * 2020-05-14 2020-08-18 江苏启坤循环经济产业技术开发有限公司 用于建材中的中和渣的处理方法
CN111622041A (zh) * 2020-06-05 2020-09-04 交通运输部科学研究院 一种用于强氯盐渍土地区的道路基层稳定材料及施工方法
CN111792856A (zh) * 2020-07-17 2020-10-20 广西大学 一种利用广西铅锌尾矿渣制备水泥熟料的方法及其应用
CN112159131A (zh) * 2020-09-10 2021-01-01 内蒙古亿利冀东水泥有限责任公司 以电石渣为原料的道路硅酸盐水泥熟料及其制备方法
CN112551986A (zh) * 2020-12-18 2021-03-26 张建华 一种金属尾矿和有色金属类废渣胶凝材料及其制备方法和应用
CN113136213A (zh) * 2021-04-22 2021-07-20 河南省交通规划设计研究院股份有限公司 利用铝土矿选尾矿制备的土壤固化剂
CN113526885A (zh) * 2020-04-13 2021-10-22 内蒙古亿利冀东水泥有限责任公司 一种道路硅酸盐水泥及其制备方法
CN113880466A (zh) * 2021-11-04 2022-01-04 山东汉博昱洲新材料有限公司 一种利用工业废渣制备高碳化活性胶凝材料的方法
CN114933427A (zh) * 2022-05-07 2022-08-23 武汉理工大学 一种全工业固废基低碳水泥的制备方法
CN115849738A (zh) * 2022-12-22 2023-03-28 桐庐红狮水泥有限公司 一种利用脱硫石膏渣制备硅酸盐水泥的方法
CN116023048A (zh) * 2023-03-28 2023-04-28 湖南创速新材料有限公司 一种水泥熟料及利用其制备水泥的方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU536138A1 (ru) * 1974-11-15 1976-11-25 Государственный Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Цементной Промышленности Сырьева смесь дл получени портландцементного клинкера
CN1603268A (zh) * 2004-09-27 2005-04-06 武汉理工大学 一种磷渣硅酸盐水泥熟料的制备方法
CN1803688A (zh) * 2005-12-30 2006-07-19 绵竹市齐福水泥厂 充分利用工业废渣生产的复合硅酸盐水泥
CN101698577A (zh) * 2009-11-10 2010-04-28 宁夏建筑材料研究院 利用多种工业废渣生产的水泥熟料
CN104692680A (zh) * 2013-12-09 2015-06-10 青岛昊河水泥制品有限责任公司 一种磷渣硅酸盐水泥熟料的制备方法
CN105060745A (zh) * 2015-08-14 2015-11-18 盐城工学院 贝利特-硫铝酸盐-铁铝酸盐水泥及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU536138A1 (ru) * 1974-11-15 1976-11-25 Государственный Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Цементной Промышленности Сырьева смесь дл получени портландцементного клинкера
CN1603268A (zh) * 2004-09-27 2005-04-06 武汉理工大学 一种磷渣硅酸盐水泥熟料的制备方法
CN1803688A (zh) * 2005-12-30 2006-07-19 绵竹市齐福水泥厂 充分利用工业废渣生产的复合硅酸盐水泥
CN101698577A (zh) * 2009-11-10 2010-04-28 宁夏建筑材料研究院 利用多种工业废渣生产的水泥熟料
CN104692680A (zh) * 2013-12-09 2015-06-10 青岛昊河水泥制品有限责任公司 一种磷渣硅酸盐水泥熟料的制备方法
CN105060745A (zh) * 2015-08-14 2015-11-18 盐城工学院 贝利特-硫铝酸盐-铁铝酸盐水泥及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
周沛: "《现代化立窑》", 31 March 2001 *
宋海燕: ""工业废弃物在水泥中的应用研究"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库》 *

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110803875A (zh) * 2019-09-19 2020-02-18 喀什天山水泥有限责任公司 一种应用于机场特殊需求的pii42.5水泥
CN113526885B (zh) * 2020-04-13 2022-11-11 内蒙古亿利冀东水泥有限责任公司 一种道路硅酸盐水泥及其制备方法
CN113526885A (zh) * 2020-04-13 2021-10-22 内蒙古亿利冀东水泥有限责任公司 一种道路硅酸盐水泥及其制备方法
CN111548030A (zh) * 2020-05-14 2020-08-18 江苏启坤循环经济产业技术开发有限公司 用于建材中的中和渣的处理方法
CN111622041A (zh) * 2020-06-05 2020-09-04 交通运输部科学研究院 一种用于强氯盐渍土地区的道路基层稳定材料及施工方法
CN111622041B (zh) * 2020-06-05 2021-12-14 交通运输部科学研究院 一种用于强氯盐渍土地区的道路基层稳定材料及施工方法
CN111792856A (zh) * 2020-07-17 2020-10-20 广西大学 一种利用广西铅锌尾矿渣制备水泥熟料的方法及其应用
CN112159131A (zh) * 2020-09-10 2021-01-01 内蒙古亿利冀东水泥有限责任公司 以电石渣为原料的道路硅酸盐水泥熟料及其制备方法
CN112551986A (zh) * 2020-12-18 2021-03-26 张建华 一种金属尾矿和有色金属类废渣胶凝材料及其制备方法和应用
CN113136213A (zh) * 2021-04-22 2021-07-20 河南省交通规划设计研究院股份有限公司 利用铝土矿选尾矿制备的土壤固化剂
CN113880466A (zh) * 2021-11-04 2022-01-04 山东汉博昱洲新材料有限公司 一种利用工业废渣制备高碳化活性胶凝材料的方法
CN114933427A (zh) * 2022-05-07 2022-08-23 武汉理工大学 一种全工业固废基低碳水泥的制备方法
CN115849738A (zh) * 2022-12-22 2023-03-28 桐庐红狮水泥有限公司 一种利用脱硫石膏渣制备硅酸盐水泥的方法
CN115849738B (zh) * 2022-12-22 2023-10-03 桐庐红狮水泥有限公司 一种利用脱硫石膏渣制备硅酸盐水泥的方法
CN116023048A (zh) * 2023-03-28 2023-04-28 湖南创速新材料有限公司 一种水泥熟料及利用其制备水泥的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109081615B (zh) 2021-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109081615A (zh) 一种基于工业废渣的道路硅酸盐水泥熟料及其制备方法
CN102643060B (zh) 一种掺有低温稻壳灰的高强混凝土
CN105060745B (zh) 贝利特‑硫铝酸盐‑铁铝酸盐水泥及其制备方法
JP4700348B2 (ja) 2成分系湿式セメント、その製造方法および使用方法
CN101891406B (zh) 一种利用赤泥和脱硫石膏制备水泥的方法
CN102659326A (zh) 低碱抗硫型道路硅酸盐水泥及其生产方法
CN105130220B (zh) 用废弃混凝土和污泥制生态水泥和活性砂的方法
CN105669056A (zh) 一种低碳水泥熟料及其制备方法和应用
CN103435281A (zh) 一种水泥熟料及其制备工艺
CN101439938A (zh) 一种赤泥制造快硬型铁铝酸盐水泥加工方法
CN106698986A (zh) 一种硫铝酸盐水泥熟料的制备方法
CN104402270A (zh) 一种高钙粉煤灰水泥及其制备方法
CN105669072A (zh) 用高硅铁尾矿生产的高性能混凝土复合掺合料
CN114315184A (zh) 一种固废基复合锂渣超微细掺合料及其制备方法与应用
CN104860554A (zh) 钢渣常温重构制备地基加固的新型复合基材
CN108863245A (zh) 一种锂渣混凝土
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
CN113354311A (zh) 一种资源节约型低碳水泥熟料及其制备方法
CN107010855A (zh) 采用搅拌站固体废弃物制得水泥熟料的配方及制备方法
CN112341107A (zh) 利用多种工业废料节能生产复合高强水泥的方法
CN104944813A (zh) 一种小颗粒硅酸盐水泥熟料及其制备方法
CN105000814A (zh) 一种工业废渣制备快硬早强油井水泥的加工方法
CN102320761B (zh) 一种水泥活性混合材与混凝土活性掺合料的制备方法
CN110282898A (zh) 高性能矿物掺合料及其在混凝土中的应用
CN101857384A (zh) 一种利用工业废渣生产的中热硅酸盐水泥

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
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20221220

Address after: 230000 B-2704, wo Yuan Garden, 81 Ganquan Road, Shushan District, Hefei, Anhui.

Patentee after: HEFEI LONGZHI ELECTROMECHANICAL TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Address before: 224051 middle road of hope Avenue, Yancheng City, Jiangsu Province, No. 1

Patentee before: YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20230105

Address after: No. 138, Tiedong Street, Xinglong Town, Bayan County, Harbin City, Heilongjiang Province, 150000

Patentee after: HARBIN TAIHANG XINGLONG CEMENT Co.,Ltd.

Address before: 230000 B-2704, wo Yuan Garden, 81 Ganquan Road, Shushan District, Hefei, Anhui.

Patentee before: HEFEI LONGZHI ELECTROMECHANICAL TECHNOLOGY Co.,Ltd.