CN109206027A - 一种水泥熟料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及水泥领域，具体而言，涉及一种水泥熟料及其制备方法。其包括：混合石灰石、铜渣、煤矸石以及油页岩固废渣得到混合料；将混合料输送生料辊压机终粉磨粉磨经均化后再输送至预热器预热，预热器的一级出口温度为310‑320℃；预热后送入分解炉分解，分解炉出口温度低于860℃；将分解炉分解后的物料输送至回转窑煅烧，回转窑二次风温低于1250℃。该方法具有操作简便、生产运转平稳的特点，且熟料中的液相量低，熟料结粒细小，晶体发育良好，质量指标稳定等优点。

Description

一种水泥熟料及其制备方法
技术领域
本发明涉及水泥领域，具体而言，涉及一种水泥熟料及其制备方法。
背景技术
油页岩生产留下的固废渣数量巨大，油页岩固废渣都是有相当的颗粒度、活化性能优良的含有微量残碳的材料。对其妥善利用能够减小工业对环境的破坏。
本发明将其用于制备水泥熟料，成分发挥其价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水泥熟料及其制备方法，其旨在改善现有的油页岩固废渣堆积，不能对其充分利用的问题。
本发明提供一种技术方案：
一种水泥熟料的制备方法，包括：
混合石灰石、铜渣、煤矸石以及油页岩固废渣得到混合料；
将混合料粉磨、均化后再输送至预热器预热，预热器的一级出口温度为310-320℃；
预热后进入分解炉分解，分解炉出口温度低于860℃；
将分解炉分解后的物料进入至回转窑煅烧，回转窑二次风温低于1250℃。
在本发明的其他实施例中，上述石灰石、铜渣、煤矸石以及油页岩固废渣的质量比为77-81：1-3：10-16：2-4。
在本发明的其他实施例中，上述石灰石、铜渣、煤矸石以及油页岩固废渣的质量比为80：2.5：14.5：3。
在本发明的其他实施例中，上述油页岩固废渣含有砷30-35mg/kg、镍35-40mg/kg、铜250-300mg/kg、铅32-36mg/kg以及铬20-30mg/kg。
在本发明的其他实施例中，将所述混合料磨粉至：粉料过0.2mm方孔筛筛余量小于2％，过0.08mm方孔筛筛余量小于16％。在本发明的其他实施例中，上述油页岩固废渣的热值为480-520cal/g。
在本发明的其他实施例中，上述混合石灰石、铜渣、煤矸石以及油页岩固废渣得到混合料具体包括；
对石灰石、铜渣以及煤矸石混合物进行预均化，
对油页岩固废渣预均化；以及
混合预均化后的物料经过粉磨、均化得到混合料。
在本发明的其他实施例中，上述还包括经过回转窑煅烧之后的混合料输送至篦冷机冷却。
在本发明的其他实施例中，上述混合石灰石、铜渣、煤矸石以及油页岩固废渣之前还包括将粉碎石灰石、铜渣、煤矸石以及油页岩固废渣。
本发明还提供一种技术方案：
一种水泥熟料，水泥熟料由上述的水泥熟料的制备方法制得。
本发明实施例提供的水泥熟料及其制备方法的有益效果是：
本实施例提供的方法采用石灰石、铜渣、煤矸石以及油页岩固废渣制备水泥熟料，充分利用油页岩固废渣内的重金属，重金属在配料中作为溶剂矿物，在高温煅烧下，由固相转变成液相，有利于熟料的晶体C3S形成；预热器的一级出口温度为310-320℃，利用油页岩固废渣具有的热值，生产的生料具有一定热值，在预热器系统燃烧充分，减少窑尾分解炉因燃煤燃烧不完全所带来的有害成分氯离子、硫酸根离子的循环富集，减弱管道结皮堵塞的因素，系统清理次数减少，减少了热损失。分解炉出口温度低于860℃；避免管道和预热器的堵塞。
降低预热器的温度为310-320℃，降低烟气氧含量小于9.5％，使得氮氧化物低于300mg/m3，从而使单位产品能耗降低。回转窑二次风温低于1250℃。防止“堆雪人”产生，降低能耗。
该方法具有操作简便、生产运转平稳的特点，且熟料中的液相量低，熟料结粒细小，晶体发育良好，质量指标稳定等优点。
本实施例提供的方法制得的熟料C3S+C2S之和大于79％，硅酸率控制在3.0±0.10范围内。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的水泥熟料及其制备方法进行具体说明。
一种水泥熟料的制备方法，包括：
混合石灰石、铜渣、煤矸石以及油页岩固废渣得到混合料；
将混合料输送粉磨、均化后再输送至预热器预热，预热器的一级出口温度为310-320℃；
预热后送入分解炉分解，分解炉出口温度低于860℃；
将分解炉分解后的物料输送至回转窑煅烧，回转窑二次风温低于1250℃。
现有技术中也有采用油页岩固废渣、石灰石等材料制备水泥熟料，但是在制备过程中，管道和预热器会被堵塞，分解炉中排除的氯离子、硫酸根离子等循环富集，且最终得到的熟料中硅酸率含量只能达到2.6。
发明人研究后发现，管道和预热器的堵塞是因为预热器的一级出口温度过高(现有技术中的温度为330℃以上)。
本实施例提供的方法采用石灰石、铜渣、煤矸石以及油页岩固废渣制备水泥熟料，预热器的一级出口温度为310-320℃，利用油页岩固废渣具有的热值，生产的生料具有一定热值，在预热器系统燃烧充分，减少窑尾分解炉因燃煤燃烧不完全所带来的有害成分氯离子、硫酸根离子的循环富集，减弱管道结皮堵塞的因素，系统清理次数减少，减少了热损失。分解炉出口温度低于860℃；避免管道和预热器的堵塞。
相应地，降低预热器的一级出口温度为310-320℃，控制系统风速过大带来的不利因素，降低烟气氧含量小于9.5％，使得氮氧化物低于300mg/m3，从而使单位产品能耗降低。回转窑二次风温低于1250℃。防止“堆雪人”产生，降低能耗。
采用石灰石、铜渣、煤矸石以及油页岩固废渣作为原料，充分利用油页岩固废渣内的重金属，重金属在配料中作为溶剂矿物，在高温煅烧下，由固相转变成液相，有利于熟料的晶体C3S形成，熟料全分析中C3S+C2S之和大于79％，提高熟料产品的质量。终得到的熟料中硅酸率含量3.0±0.10范围内。
进一步地，在本发明的实施例中，石灰石、铜渣、煤矸石以及油页岩固废渣的质量比为77-81：1-3：10-16：2-4。
在本实施例中，石灰石、铜渣、煤矸石以及油页岩固废渣的质量比为80：2.5：14.5：3。
以上述配料比，生料中的废渣比例达到19％，降低能耗的同时缓解工业环境压力。
进一步地，上述油页岩固废渣含有砷30-35mg/kg、镍35-40mg/kg、铜250-300mg/kg、铅32-36mg/kg以及铬20-30mg/kg。
在本实施例中，油页岩固废渣的热值为480-520cal/g。需要说明的是，在本发明的其他实施例中，油页岩固废渣的热值也可以为其他范围。
在本实施例中，上述油页岩固废渣重金属含量分别为：砷:32.1mg/kg；镍:38.1mg/kg；铜:294mg/kg；铅:34.6mg/kg；铬：26mg/kg。油页岩固废渣的热值：505.4cal/g。
说明本发明实施例提供的水泥熟料的水泥适应性性能优于常规熟料，能耗小于常规熟料的制备方法。
进一步地，上述混合石灰石、铜渣、煤矸石以及油页岩固废渣得到混合料具体包括；
对石灰石、铜渣以及煤矸石混合物进行预均化。
对油页岩固废渣预均化；以及
混合预均化后的物料进行生料辊压终粉磨粉磨均化得到混合料。
换言之，先将石灰石、铜渣以及煤矸石混合，先进行预均化；对油页岩固废渣预均化；将两者混合后再进行粉磨均化。
在本实施例中，将混合料磨粉至：粉料过0.2mm方孔筛筛余量小于2％，过0.08mm方孔筛筛余量小于16％。将混合料磨粉至上述粒径范围内，控制最终熟料游离氧化钙小于1.5％。
进一步地，混合石灰石、铜渣、煤矸石以及油页岩固废渣之前还包括将粉碎石灰石、铜渣、煤矸石以及油页岩固废渣。
上述还包括经述回转窑煅烧之后的混合料输送至篦冷机冷却，输出。
本发明还提供一种技术方案：
一种水泥熟料，水泥熟料由上述的水泥熟料的制备方法制得。
现有技术中得到的水泥熟料，KH饱和比：0.89±0.02，N值：2.6±0.10，P值：1.45±0.10；一吨吨熟料的烧成热耗3075kJ/kg。
本发明提供的方法制备水泥熟料，得到的熟料KH值：0.90±0.02，N值：3.0±0.10，P值：1.25±0.10；一吨熟料的烧成热耗2879kj/kg，CS2：大于22％，熟料中的CA3小于5.5。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供一种水泥熟料，主要通过以下步骤制得：
对石灰石、铜渣以及煤矸石混合物进行预均化，对油页岩固废渣预均化；混合预均化后的物料进行粉磨均化得到混合料。
将混合料输送至预热器预热，预热器的一级出口温度为310℃；
预热后送入分解炉分解，分解炉出口温度850℃；
将分解炉分解后的物料输送至回转窑煅烧，回转窑二次风温1240℃。
经过回转窑煅烧之后的混合料输送至篦冷机冷却。
其中，石灰石、铜渣、煤矸石以及油页岩固废渣的质量比为80：2：14.5：3.5。
油页岩固废渣重金属含量分别是砷:32.1mg/kg；镍:38.1mg/kg；铜:294mg/kg；铅:34.6mg/kg；铬：26mg/kg。油页岩固废渣的热值：505.4cal/g。
实施例2
本实施例提供一种水泥熟料，主要通过以下步骤制得：
对石灰石、铜渣以及煤矸石混合物进行预均化，对油页岩固废渣预均化；混合预均化后的物料进行粉磨均化得到混合料。
将混合料输送至预热器预热，预热器的一级出口温度为320℃；
预热后送入分解炉分解，分解炉出口温度855℃；
将分解炉分解后的物料输送至回转窑煅烧，回转窑二次风温1250℃。
经过回转窑煅烧之后的混合料输送至篦冷机冷却。
其中，石灰石、铜渣、煤矸石以及油页岩固废渣的质量比为77：3：16：4。
油页岩固废渣含有砷30mg/kg、镍35mg/kg、铜250mg/kg、铅32mg/kg以及铬20mg/kg。油页岩固废渣的热值为480cal/g。
实施例3
本实施例提供一种水泥熟料，主要通过以下步骤制得：
对石灰石、铜渣以及煤矸石混合物进行预均化，对油页岩固废渣预均化；混合预均化后的物料进行均化得到混合料。
将混合料输送至预热器预热，预热器的一级出口温度为310℃；
预热后送入分解炉分解，分解炉出口温度860℃；
将分解炉分解后的物料输送至回转窑煅烧，回转窑二次风温1250℃。
经过回转窑煅烧之后的混合料输送至篦冷机冷却。
其中，石灰石、铜渣、煤矸石以及油页岩固废渣的质量比为81：3：13：3。
油页岩固废渣含有砷35mg/kg、镍40mg/kg、铜300mg/kg、铅36mg/kg以及铬30mg/kg。油页岩固废渣的热值为520cal/g。
实施例4
本实施例提供一种水泥熟料，主要通过以下步骤制得：
混合石灰石、铜渣以及煤矸石混合得到混合料，将混合料均化输送至预热器预热，预热器的温度为310℃；
预热后送入分解炉分解，分解炉出口温度860℃；
将分解炉分解后的物料输送至回转窑煅烧，回转窑二次风温1250℃。
经过回转窑煅烧之后的混合料输送至篦冷机冷却。
其中，石灰石、铜渣、煤矸石以及油页岩固废渣的质量比为80：2.5：14.5：3。
油页岩固废渣含有砷35mg/kg、镍40mg/kg、铜300mg/kg、铅36mg/kg以及铬30mg/kg。油页岩固废渣的热值为520cal/g。
对实施例1-4提供的水泥熟料进行检测，得到的熟料KH值：0.90±0.02，N值：3.0±0.10，P值：1.25±0.10。
一吨熟料的烧成热耗2860-2870kj/kg，CS2：大于22％，熟料中的CA3小于5.5。
说明本发明实施例提供的水泥熟料的制备方法，能够降低煅烧热耗，增加硅酸二钙的含量。
该方法具有操作简便、生产运转平稳的特点，且熟料中的液相量低，熟料结粒细小，晶体发育良好，质量指标稳定等优点。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水泥熟料的制备方法，其特征在于，包括：
混合石灰石、铜渣、煤矸石以及油页岩固废渣得到混合料；
将所述混合料粉磨、均化后再输送至预热器预热，所述预热器的一级出口温度为310-320℃；
预热后进入分解炉分解，所述分解炉出口温度低于860℃；
将所述分解炉分解后的物料进入至回转窑煅烧，所述回转窑二次风温低于1250℃。
2.根据权利要求1所述的水泥熟料的制备方法，其特征在于，所述石灰石、所述铜渣、所述煤矸石以及所述油页岩固废渣的质量比为77-81：1-3：10-16：2-4。
3.根据权利要求1所述的水泥熟料的制备方法，其特征在于，所述石灰石、所述铜渣、所述煤矸石以及所述油页岩固废渣的质量比为80：2.5：14.5：3。
4.根据权利要求2或3所述的水泥熟料的制备方法，其特征在于，
所述油页岩固废渣含有砷30-35mg/kg、镍35-40mg/kg、铜250-300mg/kg、铅32-36mg/kg以及铬20-30mg/kg。
5.根据权利要求1所述的水泥熟料的制备方法，其特征在于，所述油页岩固废渣的热值为480-520cal/g。
6.根据权利要求1所述的水泥熟料的制备方法，其特征在于，
将所述混合料粉磨至：粉料过0.2mm方孔筛筛余量小于2％，过0.08mm方孔筛筛余量小于16％。
7.根据权利要求1所述的水泥熟料的制备方法，其特征在于，
混合所述石灰石、所述铜渣、所述煤矸石以及所述油页岩固废渣得到所述混合料具体包括；
对所述石灰石、所述铜渣以及所述煤矸石混合物进行预均化，
对所述油页岩固废渣预均化；以及
混合预均化后的物料进行粉磨、均化得到所述混合料。
8.根据权利要求1所述的水泥熟料的制备方法，其特征在于，还包括经所述回转窑煅烧之后的所述混合料输送至篦冷机冷却。
9.根据权利要求1所述的水泥熟料的制备方法，其特征在于，
混合所述石灰石、所述铜渣、所述煤矸石以及所述油页岩固废渣之前还包括将粉碎所述石灰石、所述铜渣、所述煤矸石以及所述油页岩固废渣。
10.一种水泥熟料，其特征在于，所述水泥熟料由权利要求1-9任一项所述的水泥熟料的制备方法制得。
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