CN110482885A - 一种硅酸盐水泥原料配方及硅酸盐水泥制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种硅酸盐水泥原料配方，包括以下重量份配比的：石灰石70‑73份、砂岩10‑12份、电石渣9‑10份、铁质原料2‑3份、滤渣2‑3份、页岩2‑3份；所述电石渣中Ca(OH)2含量≥80％，所述滤渣中含有SiO2 30‑40％、Al2O3 45‑50％、CaO 7‑15％和杂质。采用特定比例的原料混合研磨，制备出生料粉；生料粉煅烧为熟料颗粒后，加入缓凝剂配制出从而制备出具有较高结构强度的硅酸盐水泥。将电石渣作为生料粉的原料来使用，提高了电石渣的消耗量，使电石渣能够被迅速高效地回收利用。本申请还提供一种硅酸盐水泥制备方法。

Description

一种硅酸盐水泥原料配方及硅酸盐水泥制备方法
技术领域
本发明涉及水泥生产领域，具体涉及一种硅酸盐水泥原料配方及硅酸盐水泥制备方法。
背景技术
多晶硅和PVC的生产过程中会产生以电石渣为主的废料渣。电石渣是电石水解后的残渣，主要成分是Ca(OH)2，将其堆放不仅占用了大量土地，并且电石渣浆液中的水分渗透进入地下水中，会造成水资源污染和土地碱化等问题，给周围环境带来危害。
由于电石渣中含有丰富的Ca(OH)2，可作为硅酸盐水泥的制备原料加以利用，既减少了天然石灰石资源的过度开采，也使得电石渣得到有效回收利用，避免长期大量堆放污染环境。此外，石灰石分解温度为850℃，而电石渣中Ca(OH)2分解温度为580℃，因此，采用电石渣替代石灰石制备水泥熟料，能够降低能耗，提高生产效率。
问题在于，目前电石渣在硅酸盐水泥中主要作为钙质矫正剂使用，消耗量不高，电石渣难以被高效迅速地回收处理掉，依然存在电石渣堆放污染环境的问题。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种硅酸盐水泥原料配方，采用特定比例的石灰石、砂岩、电石渣、铁质原料、滤渣和页岩等作为原料混合研磨，制备出生料粉；生料粉煅烧为熟料颗粒后，加入缓凝剂配制出从而制备出具有较高结构强度的硅酸盐水泥。将电石渣作为生料粉的原料来使用，提高了电石渣的消耗量，使电石渣能够被迅速高效地回收利用。本申请还提供一种硅酸盐水泥制备方法。
为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是一种硅酸盐水泥原料配方，包括以下重量份配比的：石灰石70-73份、砂岩10-12份、电石渣9-10份、铁质原料2-3份、滤渣2-3份、页岩2-3份；所述电石渣中Ca(OH)2含量≥80％，所述滤渣中含有SiO2 30-40％、Al2O345-50％、CaO 7-15％和杂质。
优选的，所述石灰石中CaO含量≥50％，MgO含量≤2.5％；所述砂岩中SiO2含量≥82％；所述页岩中SiO2含量≥50％、Al2O3含量≥14％；所述铁质原料为Fe2O3含量≥50％的铜矿渣。
优选的，所述石灰石、砂岩和页岩的粒度均≤60mm。
本发明还提供一种硅酸盐水泥的制备方法，包括以下步骤：
将石灰石70-73份、砂岩10-12份、电石渣9-10份、铁质原料2-3份、滤渣2-3份、页岩2-3按比例混合均匀；电石渣中Ca(OH)2含量≥80％，滤渣中含有SiO2 30-40％、Al2O3 45-50％、CaO 7-15％和杂质；
混合后的原料送入生料磨，磨碎为生料粉；
生料粉加入回转窑中烧制为熟料颗粒；
取出熟料颗粒并冷却；
熟料颗粒加入缓凝剂配制为水泥成品。
优选的，所述混合后的原料送入生料磨，磨碎为生料粉步骤，同时通入回转窑的窑尾热空气将生料粉烘干。
优选的，所述生料粉加入回转窑中烧制为熟料颗粒步骤，具体烧制工艺为：回转窑煅烧温度为1440-1500℃，烧制过程中的进风量与生料粉的重量比为1.3～1.5:1，烧制时间为25-30分钟。
优选的，所述取出熟料颗粒并冷却步骤具体为，采用篦冷机将熟料颗粒的温度冷却至150℃以下。
优选的，所述缓凝剂中含有石灰石、石膏、燃煤炉渣和玄武岩。
优选的，所述水泥成品中包含有53-57％熟料颗粒、4-5％石膏、24-26％石灰石、6-7％燃煤炉渣、8-10％玄武岩；所述水泥成品的45微米细度≤9.0％，80微米细度≤2.0％。
优选的，所述水泥成品中包含有72-78％熟料颗粒、5-6％石膏、5-8％石灰石、4-7％燃煤炉渣、7-8％玄武岩；所述水泥成品的45微米细度≤8％，80微米细度≤1.5％。
本申请与现有技术相比，其有益效果为：
将电石渣作为生料粉的原料来使用，提高了电石渣的消耗量，使电石渣能够被迅速高效地回收利用，减轻了对环境造成的污染和影响。
石灰石、砂岩和页岩原料粒度小，比表面积更大，更容易与其它组分混合均匀；同时较小的粒度使得生料粉在回转窑中能被充分煅烧，制备出的水泥品质更佳。
利用回转窑的窑尾热气对生料粉进行烘干，降低生料粉中的水分含量，使生料粉在回转窑中煅烧时能够更迅速地加热至预设温度，节约燃料消耗，改善烧制出的熟料颗粒品质。
按照物料的添加量进风，一方面确保水泥原料烧制充分，避免熟料中夹杂有残留的生料粉，影响水泥成品质量。另一方面不会因为过量通风带走回转窑中的热量，降低热量散失，提高回转窑中的热源利用率。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
本实施例提供一种硅酸盐水泥原料配方，包括以下重量份配比的：石灰石70-73份、砂岩10-12份、电石渣9-10份、铁质原料2-3份、滤渣2-3份、页岩2-3份；所述电石渣中Ca(OH)2含量≥80％，所述滤渣中含有SiO2 30-40％、Al2O3 45-50％、CaO 7-15％和杂质。所述石灰石中CaO含量≥50％，MgO含量≤2.5％；所述砂岩中SiO2含量≥82％；所述页岩中SiO2含量≥50％、Al2O3含量≥14％；所述铁质原料为Fe2O3含量≥50％的铜矿渣；所述石灰石、砂岩和页岩的粒度均≤60mm。
本发明还提供一种硅酸盐水泥的制备方法，包括以下步骤：
将石灰石70-73份、砂岩10-12份、电石渣9-10份、铁质原料2-3份、滤渣2-3份、页岩2-3按比例混合均匀；电石渣中Ca(OH)2含量≥80％，滤渣中含有SiO2 30-40％、Al2O3 45-50％、CaO 7-15％和杂质；
混合后的原料送入生料磨，磨碎为生料粉；磨碎的同时通入回转窑的窑尾热空气将生料粉烘干
生料粉加入回转窑中烧制为熟料颗粒；回转窑煅烧温度为1440-1500℃，烧制过程中的进风量与生料粉的重量比为1.3～1.5:1，烧制时间为25-30分钟；
取出熟料颗粒并采用篦冷机将熟料颗粒的温度冷却至150℃以下；
熟料颗粒加入含有石灰石、石膏、燃煤炉渣和玄武岩的缓凝剂配制为水泥成品。
水泥成品再经过辊压机、打散机、水泥磨、选粉机处理后，进入水泥库中存放。
实施例一
本实施例提供一种硅酸盐水泥的制备方法，包括以下步骤：
将石灰石70份、砂岩10份、电石渣9份、铁质原料2份、滤渣2份、页岩2按比例混合均匀；电石渣中Ca(OH)2含量≥80％，所述滤渣中含有30-40％的SiO2、45-50％的Al2O3、7-15％的CaO和杂质；
混合后的原料送入生料磨，磨碎为生料粉；磨碎的同时通入回转窑的窑尾热空气将生料粉烘干；
生料粉加入回转窑中烧制为熟料颗粒；回转窑煅烧温度为1440℃，烧制过程中的进风量与生料粉的重量比为1.5:1，烧制时间为30分钟；
取出熟料颗粒，采用篦冷机将熟料颗粒的温度冷却至150℃以下；
将53％熟料颗粒、5％石膏、25％石灰石、7％燃煤炉渣、10％玄武岩混合配制成水泥成品；
水泥成品再经过辊压机、打散机、水泥磨、选粉机处理后，进入水泥库中存放。
实施例二
本实施例提供一种硅酸盐水泥的制备方法，包括以下步骤：
将石灰石71份、砂岩11份、电石渣9份、铁质原料2份、滤渣2份、页岩2按比例混合均匀；电石渣中Ca(OH)2含量≥80％，滤渣中含有SiO2 30-40％、Al2O3 45-50％、CaO 7-15％和杂质；
混合后的原料送入生料磨，磨碎为生料粉；磨碎的同时通入回转窑的窑尾热空气将生料粉烘干
生料粉加入回转窑中烧制为熟料颗粒；回转窑煅烧温度为1455℃，烧制过程中的进风量与生料粉的重量比为1.45:1，烧制时间为29分钟；
取出熟料颗粒并采用篦冷机将熟料颗粒的温度冷却至150℃以下；
将55％熟料颗粒、4％石膏、25％石灰石、7％燃煤炉渣、9％玄武岩混合配制成水泥成品；
水泥成品再经过辊压机、打散机、水泥磨、选粉机处理后，进入水泥库中存放。
实施例三
本实施例提供一种硅酸盐水泥的制备方法，包括以下步骤：
将石灰石72份、砂岩11份、电石渣9份、铁质原料2份、滤渣2份、页岩3按比例混合均匀；电石渣中Ca(OH)2含量≥80％，滤渣中含有SiO2 30-40％、Al2O3 45-50％、CaO 7-15％和杂质；
混合后的原料送入生料磨，磨碎为生料粉；磨碎的同时通入回转窑的窑尾热空气将生料粉烘干
生料粉加入回转窑中烧制为熟料颗粒；回转窑煅烧温度为1470℃，烧制过程中的进风量与生料粉的重量比为1.4:1，烧制时间为28分钟；
取出熟料颗粒并采用篦冷机将熟料颗粒的温度冷却至150℃以下；
将57％熟料颗粒、5％石膏、24％石灰石、6％燃煤炉渣、8％玄武岩混合配制成水泥成品；
水泥成品再经过辊压机、打散机、水泥磨、选粉机处理后，进入水泥库中存放。
实施例四
本实施例提供一种硅酸盐水泥的制备方法，包括以下步骤：
将石灰石73份、砂岩112份、电石渣9份、铁质原料2份、滤渣3份、页岩3按比例混合均匀；电石渣中Ca(OH)2含量≥80％，滤渣中含有SiO2 30-40％、Al2O3 45-50％、CaO 7-15％和杂质；
混合后的原料送入生料磨，磨碎为生料粉；磨碎的同时通入回转窑的窑尾热空气将生料粉烘干。
生料粉加入回转窑中烧制为熟料颗粒；回转窑煅烧温度为1480℃，烧制过程中的进风量与生料粉的重量比为1.35:1，烧制时间为27分钟；
取出熟料颗粒并采用篦冷机将熟料颗粒的温度冷却至150℃以下；
将72％熟料颗粒、5％石膏、8％石灰石、7％燃煤炉渣、8％玄武岩混合配制成水泥成品；
水泥成品再经过辊压机、打散机、水泥磨、选粉机处理后，进入水泥库中存放。
实施例五
本实施例提供一种硅酸盐水泥的制备方法，包括以下步骤：
将石灰石3份、砂岩11份、电石渣9份、铁质原料2份、滤渣2份、页岩3按比例混合均匀；电石渣中Ca(OH)2含量≥80％，滤渣中含有SiO2 30-40％、Al2O3 45-50％、CaO 7-15％和杂质；
混合后的原料送入生料磨，磨碎为生料粉；磨碎的同时通入回转窑的窑尾热空气将生料粉烘干
生料粉加入回转窑中烧制为熟料颗粒；回转窑煅烧温度为1490℃，烧制过程中的进风量与生料粉的重量比为1.3:1，烧制时间为26分钟；
取出熟料颗粒并采用篦冷机将熟料颗粒的温度冷却至150℃以下；
将75％熟料颗粒、5％石膏、6％石灰石、6％燃煤炉渣、8％玄武岩混合配制成水泥成品；
水泥成品再经过辊压机、打散机、水泥磨、选粉机处理后，进入水泥库中存放。
实施例六
本实施例提供一种硅酸盐水泥的制备方法，包括以下步骤：
将石灰石71份、砂岩12份、电石渣9份、铁质原料3份、滤渣2份、页岩2按比例混合均匀；电石渣中Ca(OH)2含量≥80％，滤渣中含有SiO2 30-40％、Al2O3 45-50％、CaO 7-15％和杂质；
混合后的原料送入生料磨，磨碎为生料粉；磨碎的同时通入回转窑的窑尾热空气将生料粉烘干；
生料粉加入回转窑中烧制为熟料颗粒；回转窑煅烧温度为1500℃，烧制过程中的进风量与生料粉的重量比为1.3:1，烧制时间为25分钟；
取出熟料颗粒并采用篦冷机将熟料颗粒的温度冷却至150℃以下；
将78％熟料颗粒、5％石膏、5％石灰石、5％燃煤炉渣、7％玄武岩混合配制成水泥成品；
水泥成品再经过辊压机、打散机、水泥磨、选粉机处理后，进入水泥库中存放。
实施例七
将实施例一至六制得的水泥成品进行性能测试后得到检测结果如下：
水泥标准(GB175-2007)中关于细度的规定为：水泥成品的比表面积大于300m2/kg；且经过80μm方孔筛余小于10％……同时，本水泥标准中关于硅酸盐水泥的强度指标记载有，P.C32.5R强度等级的硅酸盐水泥，抗压强度(MPa)3天后不低于15.0，28天后不低于32.5；抗折强度(MPa)3天后不低于3.5，28天后不低于5.5；P.O42.5R强度等级的硅酸盐水泥，抗压强度(MPa)3天后不低于22.0，28天后不低于42.5；抗折强度(MPa)3天后不低于4.0，28天后不低于6.5。
根据上述水泥成品的性能测试结果可知，本申请实施例一、二、三提供的硅酸盐水泥制备方法制得的水泥，在细度、比表面积、抗压强度和抗折强度上均符合水泥标准的规定，至少具有P.C32.5R强度等级；实施例四、五、六提供的硅酸盐水泥制备方法制得的水泥，在细度、比表面积、抗压强度和抗折强度上均符合水泥标准的规定，至少具有P.O42.5R强度等级。通过改变电石渣的添加工序，改进了硅酸盐水泥的制备方法，从而确保水泥成品强度符合要求的同时，更为高效地利用电石渣废料，降低对环境的污染。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种硅酸盐水泥原料配方，其特征在于，包括以下重量份配比的：石灰石70-73份、砂岩10-12份、电石渣9-10份、铁质原料2-3份、滤渣2-3份、页岩2-3份；所述电石渣中Ca(OH)2含量≥80％，所述滤渣中含有SiO2 30-40％、Al2O3 45-50％、CaO 7-15％和杂质。
2.如权利要求1所述的硅酸盐水泥原料配方，其特征在于，所述石灰石中CaO含量≥50％，MgO含量≤2.5％；所述砂岩中SiO2含量≥82％；所述页岩中SiO2含量≥50％、Al2O3含量≥14％；所述铁质原料为Fe2O3含量≥50％的铜矿渣。
3.如权利要求1所述的硅酸盐水泥原料配方，其特征在于，所述石灰石、砂岩和页岩的粒度均≤60mm。
4.一种硅酸盐水泥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将石灰石70-73份、砂岩10-12份、电石渣9-10份、铁质原料2-3份、滤渣2-3份、页岩2-3按比例混合均匀；电石渣中Ca(OH)2含量≥80％，滤渣中含有SiO230-40％、Al2O3 45-50％、CaO 7-15％和杂质；
混合后的原料送入生料磨，磨碎为生料粉；
生料粉加入回转窑中烧制为熟料颗粒；
取出熟料颗粒并冷却；
熟料颗粒加入缓凝剂配制为水泥成品。
5.如权利要求4所述的硅酸盐水泥的制备方法，其特征在于，所述混合后的原料送入生料磨，磨碎为生料粉步骤，同时通入回转窑的窑尾热空气将生料粉烘干。
6.如权利要求4所述的硅酸盐水泥的制备方法，其特征在于，所述生料粉加入回转窑中烧制为熟料颗粒步骤，具体烧制工艺为：回转窑煅烧温度为1440-1500℃，烧制过程中的进风量与生料粉的重量比为1.3～1.5:1，烧制时间为25-30分钟。
7.如权利要求4所述的硅酸盐水泥的制备方法，其特征在于，所述取出熟料颗粒并冷却步骤具体为，采用篦冷机将熟料颗粒的温度冷却至150℃以下。
8.如权利要求4所述的硅酸盐水泥的制备方法，其特征在于，所述缓凝剂中含有石灰石、石膏、燃煤炉渣和玄武岩。
9.如权利要求8所述的硅酸盐水泥的制备方法，其特征在于，所述水泥成品中包含有53-57％熟料颗粒、4-5％石膏、24-26％石灰石、6-7％燃煤炉渣、8-10％玄武岩；所述水泥成品的45微米细度≤9.0％，80微米细度≤2.0％。
10.如权利要求8所述的硅酸盐水泥的制备方法，其特征在于，所述水泥成品中包含有72-78％熟料颗粒、5-6％石膏、5-8％石灰石、4-7％燃煤炉渣、7-8％玄武岩；所述水泥成品的45微米细度≤8％，80微米细度≤1.5％。
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