CN110606677A

CN110606677A - 一种生态烧结料及其制备方法与应用

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Publication number: CN110606677A
Application number: CN201911005694.7A
Authority: CN
Inventors: 韩晓光; 赵宏杰; 孙春风; 郭清芳; 郭世强; 刘震; 谢雅岚; 刘志刚; 赵文志; 杨凯; 娄杰
Original assignee: Tianjin Jinyu Revitalizing Environmental Protection & Technology Co Ltd
Current assignee: Tianjin Jinyu Revitalizing Environmental Protection & Technology Co Ltd
Priority date: 2019-10-22
Filing date: 2019-10-22
Publication date: 2019-12-24

Abstract

本发明涉及一种生态烧结料及其制备方法与应用，属于水泥生产技术领域，该生态烧结料包括热解析土和粉煤灰渣，热解析土：粉煤灰渣的体积比为1：(1～3)，热解析土和粉煤灰渣的45μm细度为0，25μm筛余小于1％；采用该生态烧结料制备水泥，水泥包括以下质量百分比的原料：熟料75～80％，脱硫石膏4～6％，矿粉10～16％，石灰石0～3％，生态烧结料0～6％。本发明利用热解析土作为原料制备生态烧结料，实现了资源的有效利用，并将生态烧结料作为水泥生料配料中的铝质校正料进行生产水泥使用，降低水泥制造成本，同时解决了生态烧结料的再利用问题，可广泛应用于砂浆及水泥企业，具有成本低、活性高等优点，社会效益明显。

Description

一种生态烧结料及其制备方法与应用

技术领域

本发明属于水泥生产技术领域，特别是涉及一种生态烧结料及其制备方法与应用。

背景技术

随着国家对土壤修复要求的提高，城市土地开发进程的加快及重污染企业的搬迁等，将会产生大量需要修复和处置的土壤。利用水泥窑窑内高温这一特性，可对污染土进行单独处理，能够实现处置量大，处理后的物料安全、无害。

同时，伴随污染土处置量的加大，积极探索处置后的污染土后续再利用工作，对增大污染土处置能力具有较大的推动作用。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种生态烧结料，该生态烧结料具有与粉煤灰相近的活性，可替代粉煤灰或其它混合材生产水泥，降低生产成本，实现产品高附加值。

本发明的另一目的在于提供一种上述生态烧结料的制备方法。

本发明的又一目的在于提供一种生态烧结料的应用。

本发明是这样实现的，一种生态烧结料，包括热解析土和粉煤灰渣，其中，热解析土：粉煤灰渣的体积比为1：(1～3)。

在上述技术方案中，优选的，热解析土：粉煤灰渣的体积比为1：2。

在上述技术方案中，进一步优选的，所述热解析土和粉煤灰渣的45μm细度为0，25μm 筛余小于1％。

所述热解析土为采用中国专利公开号CN106986566A，专利名称为“一种含氰污染土的处置工艺”制备的热解析土。

上述生态烧结料的制备方法，包括如下步骤：

1)将热解析土和粉煤灰渣按比例混合均匀；

2)利用水泥磨将上述混合料进行磨细处理，控制45μm细度为0，25μm筛余小于1％，制成超高细粉，即得到生态烧结料。

上述生态烧结料在水泥生产中的应用。

在上述技术方案中，优选的，所述水泥包括以下质量百分比的原料：熟料75～80％，脱硫石膏4～6％，矿粉10～16％，石灰石0～3％，生态烧结料0～6％。

在上述技术方案中，进一步优选的，所述水泥包括以下质量百分比的原料：熟料77.5％，脱硫石膏4.5％，矿粉12％，石灰石3％，生态烧结料3％。

与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：

1)本发明利用热解析土作为原料制备生态烧结料，且热解析土为污染土经水泥窑高温煅烧，热脱附、无害化处置后的废土，实现了资源的有效利用，具有价格低廉、有效清理热解析土库存、活性较高等优点；

2)本发明的生态烧结料可作为水泥生料配料中的铝质校正料进行生料生产水泥使用，降低生料配料成本，提高出磨水泥比面积，降低水泥制造成本，同时解决了生态烧结料的再利用问题；

3)本发明的生态烧结料还可替代砂浆中的粉煤灰，降低砂浆生产成本，具有应用范围广、生产成本低、替代率高等优点，市场前景广阔，社会效益明显。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，详细说明如下：

首先需要说明的是，本发明中的热解析土采用中国专利公开号CN106986566A，专利名称为“一种含氰污染土的处置工艺”制备的热解析土。

含氰污染土的具体制备工艺，包括如下步骤：

1)污染土堆存：氰化物污染土进厂后卸到指定储存场地，储存场地均进行防渗处理，并做好苫盖；

2)污染土筛分破碎：采用挖掘机、铲车、振动筛等设备设施，对污染土进行初步筛分、除铁等处理，控制粒径小于50mm；

3)污染土密闭传输与均化：筛上物经破碎机破碎后，与筛下物一起由皮带输送机输送至密闭的原料预均化堆场；

4)进料计量：经机械化均化后，通过密闭的皮带输送机送入原料计量仓，经仓下定量给料机计量后，再经专用密闭皮带输送机及锁风装置，此锁风装置布置在整个输送管线上，由一线水泥窑窑尾烟室入窑；

5)水泥窑处置：控制水泥窑内焚烧温度在900℃～1000℃，保证火焰燃烧稳定，没有黑火头产生；控制水泥窑窑速为1.5～2.0r/min，保证污染土壤在水泥窑中的停留时间≥20min，确保污染土与高温气体在窑内充分接触，保证土壤中污染物彻底分解脱附；

6)尾气焚烧：热处理过程产生的尾气进入分解炉内进行高温焚烧处置，通过喷煤粉燃烧，分解炉内燃烧温度控制在1000～1200℃，分解炉出口温度控制在900℃，气体在分解炉内的停留时间大于2秒，确保焚烧分解氰化物及其他污染物。

经热解析后的土进入冷却机冷却后送入现有熟料库，并倒运至堆场作为部分原料掺加回用生产水泥。

尾气排放由在线监测系统实现实时监测，并根据排放情况随时调整工艺操作，确保系统尾气满足环保排放要求。

热解析土经冷却经斜拉链入熟料库，一线熟料库为3座，总储量为2.5万吨。

熟料库底采用电磁振动给料机出料，熟料经皮带输送机入水泥粉磨调配站的熟料仓。

水泥粉磨系统采用辊压机联合粉磨系统，主要工艺流程：物料从调配站的配料仓下经定量给料机按配比卸入皮带输送机，喂入辊压机，经辊压机粉碎后的物料一部分喂入磨机粉磨，另一部分回辊压机继续挤压，物料通过磨机粉碎后，经空气输送斜槽、斗提喂入选粉机，粗粉回磨机，细分由袋收尘器收集成品，经空气输送斜槽、斗提入散装仓。

实施例1：

本发明提供一种生态烧结料，包括热解析土和粉煤灰渣，其中，热解析土：粉煤灰渣的体积比1：(1～3)。所述热解析土和粉煤灰渣的45μm细度为0，25μm筛余小于 1％。

生态烧结料的制备方法，包括如下步骤：

1)将热解析土和粉煤灰渣按比例混合均匀；

2)利用水泥磨将上述混合料进行磨细处理，控制45μm细度为0，25μm筛余小于1％，制成超高细粉，即得到生态烧结料，以此提高其活性。

一、对用热解析土采用不同配比生产的生态烧结料检测做进一步的说明如下：

试验一：将热解析土80吨，进至水泥磨堆场熟料仓，利用水泥磨进行粉磨，控制45μm 细度为0，粉磨后入散装仓。开磨先洗磨1个小时取样进行45μm细度检测为0后，取样50Kg，分别进行25μm和45μm细度、比表面积及活性检测。

试验二：将热解析土：粉煤灰渣按照体积比1:1混合80吨，进至水泥磨堆场熟料仓，利用水泥磨进行粉磨，控制45μm细度为0，粉磨后入散装仓。开磨先洗磨1个小时取样进行45μm细度检测为0后，取样50Kg，分别进行25μm和45μm细度、比表面积及活性检测。

试验三：将热解析土：粉煤灰渣按照体积比1:2混合80吨，进至水泥磨堆场熟料仓，使用水泥磨进行粉磨，控制45μm细度为0，出磨样品入散装仓。洗磨1个小时取样进行 45μm细度检测为0后，取样50Kg，分别进行25μm和45μm细度、比表面积及活性检测。

试验四：将热解析土：粉煤灰渣按照体积比1:3混合80吨，进至水泥磨堆场熟料仓，使用水泥磨进行粉磨，控制45μm细度为0，出磨样品入散装仓。洗磨1个小时取样进行 45μm细度检测为0后，取样50Kg，分别进行25μm和45μm细度、比表面积及活性检测。

以上四个试验的检测结果，见表1所示。

表1不同配比生产的生态烧结料检测数据

测试结论：从表1可以看出，综合考虑检测数据和成本问题，样品编号3的配比方案生产的生态烧结料性能最好，故采用样品编号3的配比进行生产生态烧结料；且从上表可以看出，样品编号3的配比方案生产的生态烧结料的活性与粉煤灰(粉煤灰7天活性指数为67％左右，28天活性指数为76％左右)相差不多，比较适合砂浆企业及水泥生产替代部分混合材使用；由于生态烧结料Cl^-较高，在进行水泥生产时，需控制其他原料中 Cl^-含量。

实施例2：

上述生态烧结料在水泥生产中的应用。所述水泥包括以下质量百分比的原料：熟料 75～80％，脱硫石膏4～6％，矿粉10～16％，石灰石0～3％，生态烧结料0～6％。

二、对生态烧结料替代部分混合材进行水泥生产做进一步的说明如下：

以下所述生态烧结料为热解析土：粉煤灰渣体积比为1：2生产的生态烧结料。

对各个混合材化学成分检测如下，见表2所示。

表2混合材主要成分检测数据

测试结论：从表2可以看出，生态烧结料氯离子含量偏高，均值为0.513％。进行水泥生产时，需控制其它原材料中Cl-含量(保证出厂水泥中Cl-含量不高于0.060％)。

对各个混合材活性指标检测如下，见表3所示。

表3混合材活性指标检测数据

测试结论：对各个混合材进行28天活性检测，从表3可以看出，生态烧结料活性低于矿粉活性，与石灰石、粉煤灰渣活性相近，可替代石灰石、粉煤灰渣进行水泥生产。

对生态烧结料替代不同混合材参与水泥生产，具体配比见表4所示。

表4生产水泥的各原料配比数据

对表4不同配比生产水泥化学指标变化情况进行检测，见表5所示。

表5不同配比生产的水泥主要成分检测数据

测试结论：从表5可以看出，不同配比生产的水泥的Cl-含量均低于0.060％，其他各项指标也符合要求。

对表4不同配比生产水泥的物理指标变化情况进行检测，见表6所示。

表6不同配比生产的水泥物理性能检测数据

测试结论：从表6可以看出，水泥中掺入生态烧结料后，比表面积相应增大，稠度基本不变，凝结时间略有延长。生态烧结料完全替代石灰石后，生态烧结料6％，矿粉12％， 3天抗压强度降低0.6MPa，28天抗压强度降低0.5MPa；当增加矿粉量至14％，生态烧结料6％掺量不变时，3天强度降低1.5MPa，28天强度基本持平。

对表4不同配料方案的水泥成本变化情况进行计算，见表7所示。

表7不同配比生产的水泥成本计算数据(单位：元/吨)

样品编号	生态烧结料	石灰石	矿粉	粉煤灰渣	熟料	脱硫石膏	原料成本
								对照组	0	2.64	31.34	1.73	237.38	2.25	275.35
1	0.58	2.64	31.34	0.00	237.38	2.25	274.19
								2	1.15	0.00	31.34	0.00	237.38	2.25	272.12
3	1.15	0.00	36.57	0.00	231.26	2.25	271.22

注：表中单价为2019年各种原材料单价。

从上表可以看出，使用生态烧结料替代3％的粉煤灰渣，水泥配料成本降低1.16元/ 吨。生态烧结料完全替代石灰石和粉煤灰渣进行水泥生产，水泥配料成本降低3.23元/吨，经济效益明显。

综上，通过试验数据对比并结合水泥质量情况，优先选择样品编号1的配料方案进行水泥生产，在确保水泥质量的前提下，最大限度替代粉煤灰渣进行水泥生产。

以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种生态烧结料，其特征在于，包括热解析土和粉煤灰渣，其中，热解析土与粉煤灰渣的体积比为1：(1～3)。

2.根据权利要求1所述的生态烧结料，其特征在于：所述热解析土与粉煤灰渣的体积比为1：2。

3.根据权利要求1或2所述的生态烧结料，其特征在于：所述热解析土和粉煤灰渣的45μm细度为0，25μm筛余小于1％。

4.根据权利要求1所述的生态烧结料的制备方法，包括如下步骤：

1)将热解析土和粉煤灰渣按比例混合均匀；

5.根据权利要求1所述的生态烧结料在水泥生产中的应用。

6.根据权利要求5所述的生态烧结料在水泥生产中的应用，其特征在于，所述水泥包括以下质量百分比的原料：熟料75～80％，脱硫石膏4～6％，矿粉10～16％，石灰石0～3％，生态烧结料0～6％。

7.根据权利要求6所述的生态烧结料在水泥生产中的应用，其特征在于，所述水泥包括以下质量百分比的原料：熟料77.5％，脱硫石膏4.5％，矿粉12％，石灰石3％，生态烧结料3％。