CN110436803A - 一种水泥熟料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及建筑材料领域，尤其涉及一种水泥熟料及其制备方法，一种水泥熟料的制备方法，包括如下步骤：将生产高碳铬铁的工业废渣与水泥生料粉混合，得到混合水泥生料；将混合水泥生料进行煅烧，得到水泥熟料，其中，所述工业废渣与所述水泥生料粉的重量份数比为(3～5)：(95～97)，有效利用高碳铬铁废渣生产水泥熟料，不仅可以减少水泥企业对资源的消耗、降低生产成本、减少环境污染，而且，可以提高高碳铬铁废渣的利用率，减少高碳铬铁废渣掩埋带来的环保隐患，无疑会对建材行业的发展起到巨大的推动作用，给企业和社会带来可观的经济效益和社会效益。

Description

一种水泥熟料及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料领域，尤其涉及一种水泥熟料及其制备方法。
背景技术
水泥是土木工程中应用最广的无机胶凝材料，自发明以来的100多年时间，水泥技术得到全面的提高，采用水泥与砂石材料混合搅拌成混凝土，由于通过组成上有针对性地调整和改变，能够表现出不同的性能和特点，适应和满足各种工程的实际需要，成为土木工程领域中最为重要的工程材料。
在水泥的制备过程中，水泥熟料的生产中需要用到大量的能量，这些能量主要由煤炭提供，煤炭经燃烧后产生大量的燃煤炉渣，炉渣的破碎、运输、税收等将产生高昂的运输费，在很大程度上增加了生产成本。
高碳铬铁是生产不锈钢最重要的原料，我国每年冶炼高碳铬铁排出的废渣在500万吨以上，同其他含铬废渣相比较，铬的存在形式是金属铬和铬的氧化物化学性质非常稳定，废渣中70％以上的成分都是制造水泥的优质原料。但是，目前对于高碳铬铁废渣的综合利用只有30％左右，大部分地区处理仍是掩埋为主，既增加了企业生产费用也留下环保隐患。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提高高碳铬铁废渣的利用率，降低水泥生产成本。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种水泥熟料的制备方法，包括如下步骤：
将生产高碳铬铁的工业废渣与水泥生料粉混合，得到混合水泥生料；将混合水泥生料进行煅烧，得到水泥熟料。
进一步，所述工业废渣与所述水泥生料粉的重量份数比为(3～5)：(95～97)。
研究表明，所述工业废渣与所述水泥生料粉的重量份数比为(3～5)：(95～97)时，可有效降低混合水泥生料的熔融温度，进而降低燃煤量。
进一步，所述制备方法具体包括：
(1)将生产高碳铬铁的工业废渣破碎至10～20mm的块料，将所述块料粉磨处理至粒度达30～100μm后与所述水泥生料粉混合，得到混合水泥生料。
(2)将所述混合水泥生料于1050～1250℃下煅烧30～50min，冷却后得到水泥熟料。
研究表明，因生产高碳铬铁的工业废渣硬度很大，将其破碎至10～20mm的块料，再将块料粉磨处理至粒度达30～100μm，有利于其与水泥生料粉的充分混合，并且以该粒度与水泥生料粉混合，可以使高碳铬铁的工业废渣的助熔效果达到最佳。
进一步，所述工业废渣中SiO2的重量百分比为30～35％，Al2O3的重量百分比为25～32％，MgO的重量百分比为22～30％，Fe2O3的重量百分比为8～10％，GaO的重量百分比为1～2％，Gr2O3的重量百分比为5～8％。
将生产高碳铬铁工业废渣混入水泥生料中，因废渣中的含有Al2O3、MgO、Fe2O3和GaO，这些成分可以起到增加晶种、改善水泥生料的易烧结性、缩短熟料形成时间的作用，进而达到降低热耗、降低燃煤量的效果，同时，所制得的水泥具有强度高、抗冻性强、保温性能好的特点。
生产高碳铬铁工业废渣中，其恰当的硅镁配比，可以降低混合水泥生料的熔融温度，因熔融温度的降低，可降低热耗，减少燃煤量的使用，进而降低生产成本。
生产高碳铬铁工业废渣中，铬的存在形式主要以单质铬和铬的氧化物形式存在，而这两种存在形式非常稳定，以掩埋为主的处理方式，不仅增加了企业的处理成本，而且为环保工作留下了潜在隐患，将其用于水泥熟料的制备中，不仅降低了水泥熟料的生产成本，而且提高了工业废渣的利用率。
一种水泥熟料，根据上述制备方法制备所得。
这里需要说明的一点是，水泥生料粉的组成可以根据实际使用需要进行任意调整，本发明是将生产高碳铬铁工业废渣混入水泥生料粉中，进而降低水泥熟料生产成本。
本发明与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明在传统水泥生料的基础上，添加生产高碳铬铁的工业废渣，起到了降低融化温度，提高了废渣的流动性，促进氧化还原反应充分和渣铁分离，提高产量，降低生产成本。因此，利用高碳铬铁废渣生产水泥熟料不仅可以减少水泥企业对资源的消耗、降低生产成本、减少环境污染，同时，可以提高高碳铬铁废渣的利用率，减少高碳铬铁废渣掩埋带来的环保隐患，无疑会对建材行业的发展起到巨大的推动作用，给企业和社会带来可观的经济效益和社会效益。
实践证明，高碳铬铁废渣与水泥生料粉的重量份数比为4:96时，可以使生产水泥的温度降低80-100℃，煤用量降低6％以上，日产量增加8％以上，生产出的水泥熟料28天强度增加1.5MPa以上，经济效益十分可观。以一个日产2500吨水泥的装置为例，日产量可提到2700吨，按如下成本和用量计算，煤用量140kg/T，煤价500元/T，炉渣破碎、运输、税收等费用150元/T(烧失量为0)，水泥熟料280元/T，常规水泥厂生产1吨水泥熟料的利润按100元/T计算，则加入废渣作助溶剂后每吨水泥熟料成本可以降低13.83元。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
下面将对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
以80重量份的石灰石和20重量份的粘土制成的水泥生料粉为例，进行如下实验。
实施例1
将3重量份生产高碳铬铁的工业废渣破碎至10mm的块料，然后将块料粉磨处理至粒度达100μm后与97重量份的水泥生料粉混合，得到混合水泥生料；将混合水泥生料于1250℃下煅烧30min，冷却后得到水泥熟料。其中，生产高碳铬铁的工业废渣中SiO2的重量百分比为35％，Al2O3的重量百分比为32％，MgO的重量百分比为30％，Fe2O3的重量百分比为8％，GaO的重量百分比为1％，Gr2O3的重量百分比为5％。按如下成本和用量计算，煤用量140kg/T，煤价500元/T，炉渣破碎、运输、税收等费用150元/T(烧失量为0)，水泥熟料280元/T，常规水泥厂生产1吨水泥熟料的利润按100元/T计算，则加入废渣作助溶剂后每吨水泥熟料成本可以降低12.84元。
实施例2
将4重量份生产高碳铬铁的工业废渣破碎至15mm的块料，然后将块料粉磨处理至粒度达80μm后与96重量份的水泥生料粉混合，得到混合水泥生料；将混合水泥生料于1180℃下煅烧40min，冷却后得到水泥熟料。其中，生产高碳铬铁的工业废渣中SiO2的重量百分比为33％，Al2O3的重量百分比为30％，MgO的重量百分比为28％，Fe2O3的重量百分比为9％，GaO的重量百分比为1.5％，Gr2O3的重量百分比为7％。按如下成本和用量计算，煤用量140kg/T，煤价500元/T，炉渣破碎、运输、税收等费用150元/T(烧失量为0)，水泥熟料280元/T，常规水泥厂生产1吨水泥熟料的利润按100元/T计算，则加入废渣作助溶剂后每吨水泥熟料成本可以降低13.46元。
实施例3
将5重量份生产高碳铬铁的工业废渣破碎至20mm的块料，然后将块料粉磨处理至粒度达80μm后与95重量份的水泥生料粉混合，得到混合水泥生料；将混合水泥生料于1050℃下煅烧50min，冷却后得到水泥熟料。其中，生产高碳铬铁的工业废渣中SiO2的重量百分比为33％，Al2O3的重量百分比为30％，MgO的重量百分比为28％，Fe2O3的重量百分比为9％，GaO的重量百分比为1.5％，Gr2O3的重量百分比为7％。按如下成本和用量计算，煤用量140kg/T，煤价500元/T，炉渣破碎、运输、税收等费用150元/T(烧失量为0)，水泥熟料280元/T，常规水泥厂生产1吨水泥熟料的利润按100元/T计算，则加入废渣作助溶剂后每吨水泥熟料成本可以降低12.72元。
对照例
将100重量份的水泥生料粉于1350℃下煅烧40min，冷却后得到水泥熟料。按如下成本和用量计算，煤用量140kg/T，煤价500元/T，炉渣破碎、运输、税收等费用150元/T(烧失量为0)，水泥熟料280元/T，常规水泥厂生产1吨水泥熟料的利润按100元/T计算，则生产每吨水泥熟料的成本为180元。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (5)

1.一种水泥熟料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
将生产高碳铬铁的工业废渣与水泥生料粉混合，得到混合水泥生料；将混合水泥生料进行煅烧，得到水泥熟料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述工业废渣与所述水泥生料粉的重量份数比为(3～5)：(95～97)。
3.根据权利要求1-2任意一项所述的制备方法，其特征在于：所述制备方法具体包括：
(1)将生产高碳铬铁的工业废渣破碎至10～20mm的块料，将所述块料粉磨处理至粒度达30～100μm后与所述水泥生料粉混合，得到混合水泥生料。
(2)将所述混合水泥生料于1050～1250℃下煅烧30～50min，冷却后得到水泥熟料。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述工业废渣中SiO2的重量百分比为30～35％，Al2O3的重量百分比为25～32％，MgO的重量百分比为22～30％，Fe2O3的重量百分比为8～10％，GaO的重量百分比为1～2％，Gr2O3的重量百分比为5～8％。
5.一种水泥熟料，其特征在于：所述水泥熟料根据权利要求1-4任意一项所述的制备方法制备所得。
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