CN110540373A - 一种铝矾土转炉渣制备水泥熟料的工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及建筑材料技术领域，公开一种铝矾土转炉渣制备水泥熟料的工艺，所述的水泥熟料由以下重量份数比的原料组成生料：石灰石87.75～89.75份、砂岩2.9～4.9份、页岩2.75～4.75份、转炉渣2.6～4.6份，经过生料粉磨、料浆脱水、滤饼烘干破碎、熟料烧成及熟料冷却破碎工序制成；本发明提供的利用转炉渣制备水泥熟料的方法，转炉渣代替硫酸渣使用，配料降低了熟料的热耗，转炉渣中含有较高的CaO，降低了石灰石的配比量，使生料中的CaCO3减少，从而减少了预分解的热量供给，生料的易烧性得到改善，降低了烧成温度，又提高了熟料的质量。

Description

一种铝矾土转炉渣制备水泥熟料的工艺
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，一种铝矾土转炉渣制备水泥熟料的工艺。
背景技术
转炉渣是冶炼铝矾土过程为除去铁中的硫、磷等有害元素，加入石灰石、萤石，硅铁粉最后形成的废渣，转炉渣是冶炼过程中的必然副产物，其排出量约为粗钢产量的15％～20％；转炉渣主要由钙、铁、硅、镁和少量铝、锰、磷等的氧化物组成，主要的矿物相为硅酸三钙、硅酸二钙、钙镁橄榄石、钙镁蔷薇辉石、铁铝酸钙以及硅、镁、铁、锰、磷的氧化物形成的固熔体，还含有少量游离氧化钙以及金属铁、氟磷灰石等，有的地区因矿石含钛和钒，转炉渣中也稍含有这些成分。
转炉渣为冶炼工艺过程中必然的副产品，目前，转炉渣回收利用的工艺和能力极其有限，传统的转炉渣处理工艺是在转炉出渣后在额外的设备或场地中进行处理，很难实现在冶炼过程中循环利用，投资和运行成本相对较高，所生产制品的附加值较低，而且转炉渣的物理化学潜力没有得到充分利用。
发明内容
针对上述现有技术中铝矾土转炉渣回收利用的工艺和能力极其有限且利用率不高等问题，本发明涉及一种铝矾土转炉渣制备水泥熟料的工艺。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
利用铝矾土转炉渣制备水泥熟料的工艺，所述的水泥熟料由以下重量份数比的原料组成生料：石灰石87.75～89.75份、砂岩2.9～4.9份、页岩2.75～4.75份、转炉渣2.6～4.6份，经过生料粉磨、料浆脱水、滤饼烘干破碎、熟料烧成及熟料冷却破碎工序制成；
所述的生料由以下配比的原料组成：石灰石88.75份、砂岩3.9份、页岩3.75份、转炉渣3.6份；
所述的水泥熟料率值为KH：0.97±0.02，SM：2.50±0.10，IM：1.40±0.10；
所述的石灰石中SiO2的重量百分比为8.25％，Al2O3的重量百分比为2.87％，Fe2O3的重量百分比为1.35％，CaO的重量百分比为46.83％，MgO的重量百分比为2.21％；
所述的砂岩中SiO2的重量百分比为83.05％，Al2O3的重量百分比为8％，Fe2O3的重量百分比为2.16％，CaO的重量百分比为0.69％，MgO的重量百分比为2.18％；
所述的页岩中SiO2的重量百分比为69.23％，Al2O3的重量百分比为15.1％，Fe2O3的重量百分比为3.86％，CaO的重量百分比为3.67％，MgO的重量百分比为1.9％；
所述的转炉渣中SiO2的重量百分比为16.63％，Al2O3的重量百分比为4.49％，Fe2O3的重量百分比为22.04％，CaO的重量百分比为39.38％，MgO的重量百分比为8.24％。
本发明的有益效果：
本发明提供的利用铝矾土转炉渣制备水泥熟料的工艺，转炉渣代替硫酸渣使用，配料降低了熟料的热耗，转炉渣中含有较高的CaO，降低了石灰石的配比量，使生料中的CaCO3减少，从而减少了预分解的热量供给，生料的易烧性得到改善，降低了烧成温度，又提高了熟料的质量；
本发明提供的利用铝矾土转炉渣制备水泥熟料的工艺，改善了生料的易烧性，提高了熟料的强度，由于转炉渣组分中MgO、TiO2等的作用，有利于降低液相的粘度，促进C2S吸收CaO形成C3S，晶体结构的合理，导致熟料强度发挥快，提高了熟料的质量；由于生料易烧性的提高，通过调整生料率值，提高熟料的KH控制值，降低窑头用煤量，降低窑烧成系统温度，通过降低分解炉出口温度控制入窑分解率达到节能降耗，提高熟料质量，改善环境的社会效益；
本发明提供的利用铝矾土转炉渣制备水泥熟料的工艺，转炉渣中CaO、f-CaO、FeO、MgO的含量相对较高，用于生产水泥可加强水泥强度及耐久性，同时减少资源消耗，减轻环境负荷；
本发明提供的利用铝矾土转炉渣制备水泥熟料的工艺，转炉渣资源广泛，作为水泥原料，既可作矿化剂，也可代替硫酸渣使用，对减少环境污染、提高孰料的产品质量均有利。
附图说明
图1转炉渣成分图；
图2原材料组成及配比图；
图3生料组成图；
图4煤的工业分析数据图；
图5生料的易烧性实验结果图；
图6孰料的化学成分及率值图；
图7孰料的物理性能图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步的阐述。
本发明涉及一种铝矾土转炉渣制备水泥熟料的工艺，所述的水泥熟料由以下重量份数比的原料：
组成生料：石灰石88.75份、砂岩3.9份、页岩3.75份、转炉渣3.6份，经过生料粉磨、料浆脱水、滤饼烘干破碎、熟料烧成及熟料冷却破碎工序制成；
生料粉磨：生料按照以下重量分数比称取，石灰石88.75份、砂岩3.9份、页岩3.75份、转炉渣3.6份，加入水，进行粉磨，搅拌均匀，制成料浆，使料浆中水分的含量为35％；
料浆脱水：将料浆在真空度0.02～0.05KPa条件下脱水，形成水分小于15％的滤饼；
滤饼烘干破碎：将滤饼破碎至粒度为5～30μm，然后烘干成水分小于2％的生料粉；
熟料烧成：将生料粉送入烧成系统，使碳酸盐分解率大于90％，将其煅烧成水泥熟料；
熟料冷却破碎：将烧成的水泥熟料骤冷，使温度从1200℃冷却至小于100℃，破碎至粒度为3～20μm，即得水泥熟料。
本发明将铝矾土转炉渣作为铁质校正原料与其他原料混合，无需对生产工艺进行大的技术改造，能够满足生产需要。
(1)转炉渣的物理、化学性能
转炉渣又称工业废渣，呈黑色，外观象结块的熟料，其中夹带有部分铁粒，硬度大，密度为1800-2000kg/cm3，主要化学成分有Fe2O3及SiO2、Al2O3、CaO、MgO等，本地转炉渣成分如图1所示：
转炉渣的矿物组成与熟料极为相似，主要成分橄榄石，镁蔷薇辉石、硅酸三钙、硅酸二钙、游离钙等。
(2)、配料三率值的设计及对比试验
生料配料设计为两组，I组使用传统的硫酸渣，II组使用转炉渣。其设计值如下：
I组：KH；0.95±0.02SM；2.40±0.10IM：1.50±0.10
II组：KH：0.97±0.02SM：2.50±0.10IM：1.40±0.10
其中，KH为石灰饱和系数；SM为硅率；IM为铝率，是配料的三个主要控制参数。
实验中原材料组成及配比如图2所示；
配得的生料情况如图3所示，其中，KH为石灰饱和比；N为硅酸率；P为铝氧率。
煤的工业分析如图4所示；
把制备好的生料按照GB9965-88《水泥生料易烧性试验工艺》进行生料的易烧性实验，实验结果如图5所示；
两组配料下孰料的化学成分及率值如图6所示；
两组配料下孰料的物理性能如图7所示。

Claims (7)

1.一种铝矾土转炉渣制备水泥熟料的工艺，其特征在于：所述的水泥熟料由以下重量份数比的原料组成生料：石灰石87.75～89.75份、砂岩2.9～4.9份、页岩2.75～4.75份、转炉渣2.6～4.6份，经过生料粉磨、料浆脱水、滤饼烘干破碎、熟料烧成及熟料冷却破碎工序制成。
2.如权利要求1所述的铝矾土转炉渣制备水泥熟料的工艺，其特征在于：所述的生料由以下配比的原料组成：石灰石88.75份、砂岩3.9份、页岩3.75份、转炉渣3.6份。
3.如权利要求1或2所述的利用铝矾土转炉渣制备水泥熟料的工艺，其特征在于：所述的水泥熟料率值为KH：0.97±0.02，SM：2.50±0.10，IM：1.40±0.10。
4.如权利要求1或2所述的利用铝矾土转炉渣制备水泥熟料的工艺，其特征在于：所述的石灰石中SiO2的重量百分比为8.25％，Al2O3的重量百分比为2.87％，Fe2O3的重量百分比为1.35％，CaO的重量百分比为46.83％，MgO的重量百分比为2.21％。
5.如权利要求1或2所述的利用铝矾土转炉渣制备水泥熟料的工艺，其特征在于：所述的砂岩中SiO2的重量百分比为83.05％，Al2O3的重量百分比为8％，Fe2O3的重量百分比为2.16％，CaO的重量百分比为0.69％，MgO的重量百分比为2.18％。
6.如权利要求1或2所述的利用铝矾土转炉渣制备水泥熟料的工艺，其特征在于：所述的页岩中SiO2的重量百分比为69.23％，Al2O3的重量百分比为15.1％，Fe2O3的重量百分比为3.86％，CaO的重量百分比为3.67％，MgO的重量百分比为1.9％。
7.如权利要求1或2所述的利用铝矾土转炉渣制备水泥熟料的工艺，其特征在于：所述的转炉渣中SiO2的重量百分比为16.63％，Al2O3的重量百分比为4.49％，Fe2O3的重量百分比为22.04％，CaO的重量百分比为39.38％，MgO的重量百分比为8.24％。
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