CN109437617A

CN109437617A - 一种硅酸盐水泥熟料的制备工艺

Info

Publication number: CN109437617A
Application number: CN201811613064.3A
Authority: CN
Inventors: 张凌志; 喻庆华
Original assignee: Jia Hua Special Cement Inc Co
Current assignee: EMEISHAN QIANGHUA SPECIAL CEMENT Co.,Ltd.
Priority date: 2018-12-27
Filing date: 2018-12-27
Publication date: 2019-03-08
Anticipated expiration: 2038-12-27
Also published as: CN109437617B

Abstract

本发明公开了一种硅酸盐水泥熟料的制备工艺，涉及水泥制造技术领域。本发明采用石灰石型砂废弃物有害组分剥离方法最大程度的将石灰石型砂废弃物应用在熟料的煅烧中，石灰石型砂废弃物部分或全部替代石灰石。本发明将石灰石型砂废弃物应用水泥熟料煅烧，能够为企业降低成本，变废为宝，对社会和企业有着巨大的社会效益和经济效益。

Description

一种硅酸盐水泥熟料的制备工艺

技术领域

本发明本发明涉及水泥制造技术领域，更具体地说涉及一种硅酸盐水泥熟料的制备工艺。

背景技术

石灰石型砂是铸造行业中铸件造型的重要模具，由原砂、粘结剂及水等按一定比例混合制成，有时加入煤粉或木屑等辅助材料。资料统计，每生产出一吨合格铸件可产生约1.2吨废旧砂。铸造产生的废旧型砂至少有几千万吨，数量非常大。然而我国铸造行业技术水平低、能耗高、污染排放问题长期存在，石灰石型砂再生性差导致铸造生产排放出的废砂量大幅增加，铸件成本提高，各铸件企业很少投入再生回用收设备，导致每年排放、倾倒废弃的型砂几千万吨，并成逐年上升趋势，不仅占用大量堆砌场地，而且型砂的成分复杂，具有碱性，严重的会造成地下水污染，威胁人类健康并且造成资源严重浪费，因此研究石灰石型砂废弃物的再次利用有着十分重要的社会意义。

国家知识产权局于2013年1月9日，公开了一件公开号为CN102491701B，名称为“一种用油页岩废渣制备水泥熟料的方法”的发明专利，该发明专利①将油页岩废渣、石灰石、铁尾矿砂、型砂按以下配比混合：石灰石：81-84%；页岩废渣：12-15%；铁尾矿砂：1-2%；型砂：2-4%；②将步骤①所得混合物粉磨成80μm方孔筛筛余小于5％的生料，然后将生料在1350-1450℃的温度下煅烧15-20分钟，冷却后即得水泥熟料。其中型砂少量掺入，对于水泥熟料的烧成过程基本无影响，也未对型砂的大量使用进行试验。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的缺陷和不足，本申请提供了一种硅酸盐水熟料的制备工艺，本发明的制备工艺采用石灰石型砂废弃物有害组分剥离方法最大程度的将石灰石型砂废弃物应用在熟料的煅烧中，石灰石型砂废弃物部分或全部替代石灰石。能够为企业降低成本，变废为宝，对社会和企业有着巨大的社会效益和经济效益。

为了解决上述现有技术中存在的问题，本申请是通过下述技术方案实现的：

一种硅酸盐水泥熟料的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：

A、材料预处理步骤，采用反击式破碎机对石灰石型砂废弃物进行一级破碎，破碎颗粒小于25mm；采用球磨机对一级破碎后的石灰石型砂废弃物进行粉磨，在粉磨后增加分选筛网，控制分选筛网的孔径为20目，将粉磨后的石灰石型砂废弃物分开为筛上部分和筛下部分备用；

B、原料破碎步骤：将硅质材料、钙质材料、铁质材料和铁铝质材料采用鄂式破碎进行一级破碎，采用反击式破碎进行二级破碎，控制入磨粒径为小于20mm；

C、原料混合步骤：分析A步骤中筛上部分的石灰石型砂废弃物的化学成分，若筛上部分的石灰石型砂废弃物的化学成分满足氧化钙＞48%，氧化镁＜2.5%，碱含量＜1.0%，三氧化硫＜1.0% 二氧化硅＜4.0%条件；将满足该条件的筛上部分的石灰石型砂废弃物作为钙质组分；

若不满足上述条件，且筛上部分的石灰石型砂废弃物的氧化钙含量45-48%，则将筛上部分的石灰石型砂废弃物与石灰石按照1:2的比例进行混合作为钙质组分；

将步骤A中筛下部分的石灰石型砂废弃物与硅质材料按照1:10的比例混合作为硅质组分；

将钙质组分、硅质组分、铁铝质材料和铁质材料按照生料配比进行配置，将配置的生料进入球磨机进行粉磨，最终粒度为大于80μm的颗粒重量不超过10-20%；

D、分解煅烧步骤：C步骤中球磨后的生料加入生料分解炉中进行分解，分解后的生料入回转窑中进行煅烧，煅烧后冷却得到水泥熟料。

所述的生料配比为：钙质组分71-85%，硅质组分1-20%，铁质材料0-5%；铁铝质材料3-15%。

在材料预处理步骤中，对石灰石型砂废弃物的破碎采用反击式破碎机进行一级破碎，反击式破碎机的喂料槽篦条间隙500mm，通过皮带输送机将原料输送到反击式破碎机，破碎颗粒粒径小于25mm。

在步骤D中,C步骤中球磨后的生料加入预热器中进行预热，预热之后再加入到分解炉中进行分解反应。

与现有技术相比，本申请所带来的有益的技术效果表现在：

1、在本发明中采用型砂废弃物替代部分石灰石，石灰石型砂废弃物中微量元素作为水泥煅烧过程中的矿化剂，降低熟料出现液相的温度，节约熟料的烧成能耗；又因型砂废弃物价格远远低于石灰石价格，有些只需付运输费用，更增加部分替代天然石灰石的可能。因此将石灰石型砂废弃物应用水泥熟料煅烧，能够为企业降低成本，变废为宝。

2、在本发明中，本发明的硅酸盐水泥熟料采用石灰石型砂废弃物替代部分石灰石，可解决型砂废弃物的再次利用问题，也可以降低硅酸盐水泥的生产成本，将石灰石型砂废弃物应用水泥熟料，能够为企业降低成本，变废为宝，对社会和企业有着巨大的社会效益和经济效益。

3、本发明的制备方法中A步骤是型砂的预处理步骤，通过对型砂的预处理，清除石灰石型砂废弃物粘结剂薄膜，由于粘结剂中有些有较高含量的碱含量，大量使用石灰石型砂废弃物，会造成熟料的碱含量超标，这个在硅酸盐水泥的生产中控制指标有要求，会加大水泥在混凝土中与骨料发生碱骨料反应的可能，引起混凝土的劣化。同时可以有效克服石灰石型砂废弃物中因原砂、粘结剂掺入造成碱含量和二氧化硅的增加，而可能不利于水泥熟料煅烧的状况，通过对石灰石型砂的预处理，将筛下部分与硅质材料混合可以有效避免这一问题，使得石灰石型砂废弃物可以有效地应用在硅酸盐水泥熟料的制备中，全部或部分替代石灰石。石灰石型砂废弃物的预处理过程的化学分析表如下表1所示：

名称	烧失量	二氧化硅	三氧化二铁	三氧化二铝	氧化钙	氧化镁	氧化钾	氧化钠	三氧化硫
										处理前	40.29	4.29	0.32	3.26	48.53	3.04	0.32	1.20	0.18
筛上	41.16	1.26	0.35	1.12	50.23	3.56	0.15	0.65	0.05
										筛下	39.21	24.12	0.21	4.25	27.45	1.23	0.52	2.10	0.30

表1

4、将本发明制备的硅酸盐水泥熟料与二水石膏按照95:5的比例混合粉磨成水泥，及将现有的普通硅酸盐水泥与二水石膏按照相同的比例混合粉磨成水泥，进行物理性能检测。本发明硅酸盐水泥熟料的原料配方及物理性能与普通硅酸盐水泥熟料的原料配方及物理性能对照表如下表2所示：

表2

由上表可知，本发明采用石灰石型砂废弃物替代27.4%石灰石、1.1%的红砂，最终制备得到的水泥的物理性能与通用的硅酸盐水泥相比，凝结时间相近、胶砂强度增加，即本发明中采用成本更低的型砂替换部分石灰石之后，制备得到的水泥的物理性能不但没有降低，反而略有增加。

5、本申请的制备工艺，可以将石灰石型砂废弃物部分替代石灰石或全部替代石灰石，分析A步骤中筛上部分的石灰石型砂废弃物的化学成分，若筛上部分的石灰石型砂废弃物的化学成分满足氧化钙＞48%，氧化镁＜2.5%，碱含量＜1.0%，三氧化硫＜1.0% 二氧化硅＜4.0%条件；将满足该条件的筛上部分的石灰石型砂废弃物可以全部替代石灰石作为钙质材料进行使用；若不满足该条件，但是满足氧化钙介于45-48%之间，可以作为部分替代石灰石使用，与石灰石按照型砂废弃物筛上部分：石灰石=1:2的比例进行混合，作为钙质材料。

6、本申请的制备工艺可以减轻铸造厂的废弃物的处理压力，减少有害废弃物占地和改善环境，对社会可持续发展有着现实意义。对于废渣有害元素cr,Ni,Zn,cu,cd,Pb,Mg,Na,K,P的对水泥熟料的生产不利影响，使得石灰石型砂废弃物难以大量应用，更不用说完全替代，节约资源及对企业可持续发展都具有现实意义。将石灰石型砂废弃物应用水泥熟料煅烧，能够为企业降低成本，变废为宝，对社会和企业有着巨大的社会效益和经济效益。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

实施例1

作为本发明一较佳实施例，参照说明书附图1，本实施例公开了：

一种硅酸盐水泥熟料的制备工艺，包括以下步骤：

实施例2

进一步作为优选的实施例，一种硅酸盐水泥熟料的制备工艺，包括以下步骤：

钙质材料：石灰石；补充硅钙质材料：石灰石型砂废弃物，补充硅钙质材料为水玻璃石灰石型砂废弃物、水玻璃粘土石灰石型砂废弃物、粘土干型石灰石型砂废弃物；硅质材料包含:石英砂；铁铝质材料：硫酸渣和铝矿废石。

A、材料预处理步骤，采用反击式破碎机对石灰石型砂废弃物进行一级破碎，反击式破碎机的喂料槽篦条间隙500mm，通过皮带输送机将原料输送到反击式破碎机，破碎颗粒粒径小于25mm；采用球磨机预粉磨石灰石型砂废弃物，在粉磨后增加分选筛网，控制分选筛网的孔径为20目（这个概念为0.3mm左右），分开筛上部分和筛下部分备用（筛上：筛下=8：1—9:1这个比例根据石灰石型砂废弃物的种类有区别此比例不确定）；

B、原料破碎步骤：硅质材料、钙质材料、铁质材料、铁铝质材料分别进行反击式破碎，控制入磨粒径为小于20mm；

C、原料混合步骤：根据化学成分分析氧化钙＞48%，氧化镁＜2.5%，碱含量＜1.0%，三氧化硫＜1.0% 二氧化硅＜4.0%，筛上部分即可以作为石灰石直接进入钙质组分；若筛上部分不满足以上条件，但氧化钙含量45-48%采取部分替代石灰石的方式以固定配比（筛上：石灰石=1:2）与破碎后的石灰石均匀混合进入石灰石作为钙质组分；

筛下部分进入硅质材料库作为第二组分，筛下部分与破碎后的硅质材料按一定比例（筛下：硅质材料=1:10筛下部分钙含量较普通的硅质材料高，高比例配比能够较强稀释筛下部分的化学组分，使得废弃物得到完全的应用）混合均匀；

第一组分、第二组分、铁铝质材料按照生料配比入生料磨，进行粉磨，最终粒度为大于80μm的颗粒重量不超过10-20%；在本申请中，生料配比按照常规的生产硅酸盐水泥熟料的生料配比即可，本申请最主要的发明点是将石灰石型砂废弃物作为钙质材料进行使用，同时可以部分替代硅质材料，生料的配比可以采用常规通用配比。大致可以选用，所述的生料配比为：钙质组分71-85%，硅质组分1-20%，铁质材料0-5%；铁铝质材料3-15%。

D、分解煅烧步骤：C步骤中球磨后的生料加入生料分解炉中进行分解，分解后的生料入回转窑中进行煅烧，煅烧后冷却得到水泥熟料。在步骤D中,C步骤中球磨后的生料加入预热器中进行预热，预热之后再加入到分解炉中进行分解反应。

实施例3

进一步作为优选的实施例，按照上述实施例1和实施例2的工艺进行制备，取石灰石型砂废弃物进行初步筛分，筛上部分：筛下部分=9:1，筛上组分化学成分氧化钙=53.61%，氧化镁=0.50%，碱含量=0.11%，三氧化硫=0.1% 二氧化硅=2.95%，因此直接作为石灰石的替代物，筛下部分：石英砂=1:10进行混合，再以配比进行生料配料。如下表3所示：

表3。

实施例4

进一步作为优选的实施例，按照上述实施例1和实施例2的工艺进行制备，取石灰石型砂废弃物进行初步筛分，筛上部分：筛下部分=9:1，筛上组分化学成分氧化钙=47.63%，氧化镁=2.6%，碱含量=0.5%，三氧化硫=0.1% 二氧化硅=4.10%，此时可部分取代石灰石，筛上部分：石灰石=1:2,组成第一组分，筛下部分：石英砂=1:10进行混合，再以配比进行生料配料。如下表4所示：

表4。

本申请的制备工艺可以减轻铸造厂的废弃物的处理压力，减少有害废弃物占地和改善环境，对社会可持续发展有着现实意义。对于废渣有害元素cr,Ni,Zn,cu,cd,Pb,Mg,Na,K,P的对水泥熟料的生产不利影响，使得石灰石型砂废弃物难以大量应用，更不用说完全替代，节约资源及对企业可持续发展都具有现实意义。将石灰石型砂废弃物应用水泥熟料煅烧，能够为企业降低成本，变废为宝，对社会和企业有着巨大的社会效益和经济效益。

Claims

1.一种硅酸盐水泥熟料的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种硅酸盐水泥熟料的制备工艺，其特征在于：所述的生料配比为：钙质组分71-85%，硅质组分1-20%，铁质材料0-5%；铁铝质材料3-15%。

3.如权利要求1所述的一种硅酸盐水泥熟料的制备工艺，其特征在于：在材料预处理步骤中，对石灰石型砂废弃物的破碎采用反击式破碎机进行一级破碎，反击式破碎机的喂料槽篦条间隙500mm，通过皮带输送机将原料输送到反击式破碎机，破碎颗粒粒径小于25mm。

4.如权利要求1所述的一种硅酸盐水泥熟料的制备工艺，其特征在于：在步骤D中,C步骤中球磨后的生料加入预热器中进行预热，预热之后再加入到分解炉中进行分解反应。