CN110577374A - 一种利用铅锌渣、萤石矿选矿尾渣为原材的水泥生产方法 - Google Patents

一种利用铅锌渣、萤石矿选矿尾渣为原材的水泥生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及水泥生产技术领域，且公开了一种利用铅锌渣、萤石矿选矿尾渣为原材的水泥生产方法，具体生产步骤为：步骤一：选取原料，选取一定量且大小均等的砂岩，并将砂岩放入在研磨机中进行研磨，将研磨过后的砂岩倒入在筛选机中，将大块的砂岩与粉末状的砂岩分离，从而保留了粉末状的砂岩，留有备用；步骤二：称取一定量的石灰石、黏土、铁矿石碎屑、铅锌渣和萤石矿选矿尾渣。该利用铅锌渣、萤石矿选矿尾渣为原材的水泥生产方法，具备实现水泥熟料低温煅烧，降低熟料热耗；提高熟料强度；改善熟料性能；同时将煤炭中的硫以

Description

一种利用铅锌渣、萤石矿选矿尾渣为原材的水泥生产方法
技术领域
本发明涉及水泥生产技术领域，具体为一种利用铅锌渣、萤石矿选矿尾渣为原材的水泥生产方法。
背景技术
水泥是以石灰石和粘土为主要原料，经破碎、配料、磨细制成生料，然后喂入水泥窑中煅烧成熟料，再将熟料加适量石膏、混合材料、外加剂磨细而成。水泥广泛地应用于土木建筑、水利、国防等工程。
其中专利号为CN107324675A，公开了一种水泥的生产方法，它改变了传统制造水泥采用石灰石作为生料原料的配料方法，采用石灰作为生料原料，使得省去了石灰石在回转窑中分解成石灰的过程，使回转窑熟料的台时产量提高了2－3倍。该法具有工艺简单，设备投资小，能耗低，产量高，综合经济效益好的优点，此法特别适合于中、小水泥企业的小型回转窑的水泥生产。
其中专利号为CN106927702A，公开了一种水泥的生产方法，涉及建筑材料领域，该水泥的生产方法是将建筑用的废旧砖瓦片以及废旧的陶瓷制品收集起来，洗干净并且烘干后，将其磨碎，再细磨成砖瓦粉和陶瓷粉，再使用生石灰粉、石膏粉、砖瓦粉、陶瓷粉制造水泥。运用建筑废料制造水泥，可节约成本，变废为宝，保护环境。砖瓦和陶瓷可为水泥提供充足的钙、硅等元素，保障了水泥的质量。
但是上述两个专利中的水泥的主要原料中都没有采用铅锌渣和萤石矿选矿尾渣原料，从而在一定程度上大大降低了生产出水泥的质量。为此，本发明提出了一种利用铅锌渣、萤石矿选矿尾渣为原材的水泥生产方法。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种利用铅锌渣、萤石矿选矿尾渣为原材的水泥生产方法，具备实现水泥熟料低温煅烧，降低熟料热耗；提高熟料强度(尤其是低碱熟料的早期强度)；改善熟料性能；同时将煤炭中的硫以矿物形式固定在熟料中减少硫的循环富集，缓解窑尾系统结皮堵塞，减少窑系统的工艺事故等优点，解决了目前水泥的主要原料中都没有采用铅锌渣和萤石矿选矿尾渣原料，从而在一定程度上大大降低了生产出水泥的质量的问题。
(二)技术方案
为实现上述的目的，本发明提供如下技术方案：一种利用铅锌渣、萤石矿选矿尾渣为原材的水泥生产方法，该水泥的主要原料包括砂岩粉、石灰石、黏土、铁矿石碎屑、铅锌渣和萤石矿选矿尾渣，所述砂岩粉、石灰石、黏土、铁矿石碎屑、铅锌渣和萤石矿选矿尾渣的重量百分比分别为：10-15％、80-85％、5-10％、4-6％、8-14％和12-16％；
具体生产步骤为：
步骤一：选取原料，选取一定量且大小均等的砂岩，并将砂岩放入在研磨机中进行研磨，将研磨过后的砂岩倒入在筛选机中，将大块的砂岩与粉末状的砂岩分离，从而保留了粉末状的砂岩，留有备用；
步骤二：称取一定量的石灰石、黏土、铁矿石碎屑、铅锌渣和萤石矿选矿尾渣，将石灰石、黏土、铁矿石碎屑、铅锌渣和萤石矿选矿尾渣同时倒入在混料罐的内部进行搅拌混合，待混料罐内的物料混合均匀之后，将步骤一中的粉末状的砂岩倒入在混料罐的内部继续进行混合；
步骤三：将步骤二中的生粉料放入在煅烧窑中进行煅烧，待煅烧完成之火将水泥熟料取出进行冷却。
优选的，所述研磨机和筛选机均为多级设备。
优选的，所述步骤二中的铅锌渣主要是从大型铅锌提炼厂选用产生的铅锌渣，铅锌渣含有较高的Fe2O3，可以作为水泥熟料铁质校正材料。
优选的，所述步骤二中的萤石矿选矿尾渣主要是从萤石矿开采企业，萤石矿开采后的尾矿经反复选矿后的废渣主要是脉石矿物粉，多以石英为主，同时含有少量的氟化钙。
优选的，所述步骤三中的冷却方式采用快速冷却方式。
优选的，所述石灰石的分解率为90％以上。
优选的，所述砂岩采用硬砂岩。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种利用铅锌渣、萤石矿选矿尾渣为原材的水泥生产方法，具备以下有益效果：
1、该利用铅锌渣、萤石矿选矿尾渣为原材的水泥生产方法，通过在水泥的主要原料包括砂岩粉、石灰石、黏土、铁矿石碎屑、铅锌渣和萤石矿选矿尾渣，利用铅锌渣，铅锌渣中含有较高的Fe2O3，可以作为水泥熟料铁质校正材料，同时能够避免残留的重金属铅对环境造成极大的污染的问题；利用萤石矿反复选矿后的废渣中的CaF2和高硫煤在水泥熟料煅烧过程中生成的SO3，组成复合矿化剂，实现水泥熟料低温煅烧，降低熟料热耗；提高熟料强度(尤其是低碱熟料的早期强度)；改善熟料性能；同时将煤炭中的硫以矿物形式固定在熟料中减少硫的循环富集，缓解窑尾系统结皮堵塞，减少窑系统的工艺事故，实现了高硫煤作为燃料在新型干法水泥煅烧过程使用。
具体实施方式
本发明公开了一种利用铅锌渣、萤石矿选矿尾渣为原材的水泥生产方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。需要特别指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的生产方法已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的生产方法进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合实施例，进一步阐述本发明。
一种利用铅锌渣、萤石矿选矿尾渣为原材的水泥生产方法，该水泥的主要原料包括砂岩粉、石灰石、黏土、铁矿石碎屑、铅锌渣和萤石矿选矿尾渣，所述砂岩粉、石灰石、黏土、铁矿石碎屑、铅锌渣和萤石矿选矿尾渣的重量百分比分别为：10-15％、80-85％、5-10％、4-6％、8-14％和12-16％。
在高温下，CaF2与水蒸气发生化学反应生成HF，HF与CaCO3化学反应CaF2，起到催化反应作用，在分解炉及预热器系统中CO2分压一定、温度一定的情况下，使CaCO3分解可逆反应向有益于分解的方向进行，从而加速了碳酸盐的分解，降低了分解反应所需的温度；试验表明，可以降低100℃的CaCO3分解温度，由于HF极易于与SiO2发生化学反应，生成SiF4,破坏石英中SiO2的Si-O键，破坏晶体SiO2的晶格，成为无定型的SiO2，有益于水泥熟料的固相反应，SiF4在潮湿的气体中水解又放出HF和硅酸，化学反应式如下：
2HF+CaCO3＝CaF2+H2O+CO2
4HF+SiO2＝Si F4+2H2O
熟料在烧成过程中由于CaF2、SO3、ZnO、PbO的存在，降低烧成温度及液相粘度，促进C3S的形成，CaF2在生料固相反应会生成2C2S·CaF2和3C3S·CaF2，2C2S·CaF2和3C3S·CaF2为中间过渡相，可促进C2S和C3S的形成，在水泥熟料煅烧过程中SO3可形成2C2S·CaSO4及4CaO·3Al2O3·SO3(硫铝酸钙简写为)的中间过渡相，2C2S·CaF2、3C3S·CaF2、2C2S·CaSO4、这些中间过度相的形成温度和分解温度较低，使C3S在1200℃左右开始形成，降低了液相形成温度，提高了液相量，降低了液相粘度，有利于液相中的质点扩散，熟料可以在1350℃左右烧成，降低熟料烧成温度约150℃。约在950℃左右开始形成，在1200℃时达到最大生成量,当煅烧温度超过1300℃时开始急速分解为C3A、CaO和SO3。但由于CaF2、SO3、ZnO、PbO的存在，提高分解温度至1360℃，使和阿利特在熟料烧成后得以共存，从而将高硫煤中的硫固定在熟料中带出窑系统。
具体生产步骤为：
步骤一：选取原料，选取一定量且大小均等的砂岩，并将砂岩放入在研磨机中进行研磨，将研磨过后的砂岩倒入在筛选机中，将大块的砂岩与粉末状的砂岩分离，从而保留了粉末状的砂岩，留有备用；
步骤二：称取一定量的石灰石、黏土、铁矿石碎屑、铅锌渣和萤石矿选矿尾渣，将石灰石、黏土、铁矿石碎屑、铅锌渣和萤石矿选矿尾渣同时倒入在混料罐的内部进行搅拌混合，待混料罐内的物料混合均匀之后，将步骤一中的粉末状的砂岩倒入在混料罐的内部继续进行混合；
步骤三：将步骤二中的生粉料放入在煅烧窑中进行煅烧，待煅烧完成之火将水泥熟料取出进行冷却。
所述研磨机和筛选机均为多级设备。
所述步骤二中的铅锌渣主要是从大型铅锌提炼厂选用产生的铅锌渣，铅锌渣含有较高的Fe2O3，可以作为水泥熟料铁质校正材料。
所述步骤二中的萤石矿选矿尾渣主要是从萤石矿开采企业，萤石矿开采后的尾矿经反复选矿后的废渣主要是脉石矿物粉，多以石英为主，同时含有少量的氟化钙。
所述步骤三中的冷却方式采用快速冷却方式。
所述石灰石的分解率为90％。
所述砂岩采用硬砂岩。
综上所述，利用铅锌渣，铅锌渣中含有较高的Fe2O3，可以作为水泥熟料铁质校正材料，同时能够避免残留的重金属铅对环境造成极大的污染的问题；利用萤石矿反复选矿后的废渣中的CaF2和高硫煤在水泥熟料煅烧过程中生成的SO3，组成复合矿化剂，实现水泥熟料低温煅烧，降低熟料热耗；提高熟料强度(尤其是低碱熟料的早期强度)；改善熟料性能；同时将煤炭中的硫以矿物形式固定在熟料中减少硫的循环富集，缓解窑尾系统结皮堵塞，减少窑系统的工艺事故，实现了高硫煤作为燃料在新型干法水泥煅烧过程使用。
需要说明的是，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种利用铅锌渣、萤石矿选矿尾渣为原材的水泥生产方法，其特征在于：该水泥的主要原料包括砂岩粉、石灰石、黏土、铁矿石碎屑、铅锌渣和萤石矿选矿尾渣，所述砂岩粉、石灰石、黏土、铁矿石碎屑、铅锌渣和萤石矿选矿尾渣的重量百分比分别为：10-15％、80-85％、5-10％、4-6％、8-14％和12-16％；
具体生产步骤为：
步骤一：选取原料，选取一定量且大小均等的砂岩，并将砂岩放入在研磨机中进行研磨，将研磨过后的砂岩倒入在筛选机中，将大块的砂岩与粉末状的砂岩分离，从而保留了粉末状的砂岩，留有备用；
步骤二：称取一定量的石灰石、黏土、铁矿石碎屑、铅锌渣和萤石矿选矿尾渣，将石灰石、黏土、铁矿石碎屑、铅锌渣和萤石矿选矿尾渣同时倒入在混料罐的内部进行搅拌混合，待混料罐内的物料混合均匀之后，将步骤一中的粉末状的砂岩倒入在混料罐的内部继续进行混合；
步骤三：将步骤二中的生粉料放入在煅烧窑中进行煅烧，待煅烧完成之火将水泥熟料取出进行冷却。
2.根据权利要求1所述的一种利用铅锌渣、萤石矿选矿尾渣为原材的水泥生产方法，其特征在于：所述研磨机和筛选机均为多级设备。
3.根据权利要求1所述的一种利用铅锌渣、萤石矿选矿尾渣为原材的水泥生产方法，其特征在于：所述步骤二中的铅锌渣主要是从大型铅锌提炼厂选用产生的铅锌渣，铅锌渣含有较高的Fe2O3，可以作为水泥熟料铁质校正材料。
4.根据权利要求1所述的一种利用铅锌渣、萤石矿选矿尾渣为原材的水泥生产方法，其特征在于：所述步骤二中的萤石矿选矿尾渣主要是从萤石矿开采企业，萤石矿开采后的尾矿经反复选矿后的废渣主要是脉石矿物粉，多以石英为主，同时含有少量的氟化钙。
5.根据权利要求1所述的一种利用铅锌渣、萤石矿选矿尾渣为原材的水泥生产方法，其特征在于：所述步骤三中的冷却方式采用快速冷却方式。
6.根据权利要求1所述的一种利用铅锌渣、萤石矿选矿尾渣为原材的水泥生产方法，其特征在于：所述石灰石的分解率为90％以上。
7.根据权利要求1所述的一种利用铅锌渣、萤石矿选矿尾渣为原材的水泥生产方法，其特征在于：所述砂岩采用硬砂岩。
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