CN110698089B - 一种白色硅酸盐水泥熟料及其制备工艺 - Google Patents

一种白色硅酸盐水泥熟料及其制备工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种白色硅酸盐水泥熟料以及制备工艺，包括以下重量百分比计原料制成：硅石16‑18%；铝矾土0.5‑0.7%；矿化剂0.8‑1%；石灰石余量。通过采用本发明中的原料配比，提高白色硅酸盐水泥熟料白度和强度的同时，降低了白水泥熟料的KH值，使得熟料从原来的KH：0.98±0.02和n：5.2±0.1，调整为KH：0.95±0.02、n：6.1±0.1，从而使得窑的煅烧变得好控制，便于熟料的制得，以及提高了熟料的质量，合格率大大提高，降低了生产成本。

Description

一种白色硅酸盐水泥熟料及其制备工艺
技术领域
本发明涉及水泥制造的技术领域，尤其是涉及一种白色硅酸盐水泥熟料及其制备工艺。
背景技术
白水泥又称为白色硅酸盐水泥，在建筑行业的应用非常广泛。白水泥是利用含铁量低的黏土、石灰石为主要原料，经过配料、粉磨、成型、煅烧、再粉磨制成。
白水泥一方面具有普通硅酸盐水泥的胶凝特性和优良的物理力学性能，另一方面又有鲜明的洁白光泽、美丽大方。随着国民经济的快速发展，人民对生活环境的要求越来越高，进而也提高了对白水泥的质量要求。
但现有在制备白水泥熟料时，一般会将白水泥熟料的KH值(石灰饱和系数)提高到0.98左右，以提高白水泥熟料的白度。虽然白水泥熟料的KH值越大，C3S含量越高，水泥具有快硬高强的特性，且具有较高的白度；但要求煅烧温度较高，煅烧不充分时，熟料中将含有较多的游离氧化钙，影响熟料的安定性。
发明内容
本发明的目的是提供一种白色硅酸盐水泥熟料及其制备工艺，提高白色硅酸盐水泥熟料白度和强度的同时，降低白水泥熟料的KH值，从而便于熟料的制得，降低了生产成本。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种白色硅酸盐水泥熟料，包括以下重量百分比计原料制成：
Figure BDA0002281049350000021
通过采用上述技术方案，提高了白色硅酸盐水泥熟料白度和强度的同时，降低了白水泥熟料的KH值，使得熟料从原来的KH：0.98±0.02和n：5.2±0.1，调整为KH：0.95±0.02、n：6.1±0.1，从而使得窑的煅烧变得好控制，便于熟料的制得，以及提高了熟料的质量，合格率大大提高，降低了生产成本。
本发明进一步设置为：所述白色硅酸盐水泥熟料中还包括以下重量百分比计原料制成：漂白剂0.6-1％。
通过采用上述技术方案，加入有漂白剂，用以对熟料进行漂白处理，提高白水泥熟料的白度的同时，提高白水泥熟料的强度。
本发明进一步设置为：所述漂白剂包括以下重量百分比计原料：
硫酸钡 30-40％；
焦炭 30-40％；
氯化铵 20-40％。
通过采用上述技术方案，硫酸钡中的钡离子在煅烧时，可以置换出钙离子，从而提高了白水泥熟料的白度和强度，且赋予了白水泥熟料快硬和块凝的效果，提高了白水泥的早期强度。且硫酸钡可以与萤石复配使用，发生协同作用，提高熟料中C3S的形成速度和形成量，从而提高白水泥熟料的强度和白度。
焦炭在煅烧时，会与氧气和二氧化碳发生反应，生成具有还原性能的一氧化碳，从而还原着色金属氧化物(氧化铁)，提高白水泥熟料的白度。
氯化铵可以与熟料中氧化铁反应形成氯化铁被排除，从而提高白水泥熟料的白度。同时，用以调节生料的pH值，使生料呈微碱性，从而降低物料体系的最低共熔温度，增加液相量，降低液相粘度，改善生料易烧性。
本发明进一步设置为：所述矿化剂采用CaF2含量在50％以上的天然萤石。
一种白色硅酸盐水泥熟料的制备工艺，包括以下工艺步骤：
S1：原料破碎：将硅石、铝矾土、矿化剂和石灰石破碎成块；
S2：原料配料：按重量百分比取以下原料：
Figure BDA0002281049350000031
S3：生料粉磨：将步骤S2中的原料混合后进行粉磨，得到粉磨料；
S4：生料均化：将粉磨料进行均化处理，得到均化料；
S5：熟料煅烧：将均化料导入到回转窑中，进行煅烧处理，煅烧处理完成后，得到成品熟料；
S6：熟料储存：将步骤S5中得到的成品熟料入库储存。
本发明进一步设置为：所述步骤S5中煅烧完成后熟料还经过以下处理：将煅烧完成后的熟料研磨成粉，然后加入增白剂，并在真空条件下搅拌20-30min后，得到成品熟料。
通过采用上述技术方案，在真空条件下搅拌20-30min，提高增白剂在熟料上附着量和附着效果，从而提高熟料表面的反光能力和熟料的机械强度，增加熟料的白度。
本发明进一步设置为：所述增白剂与煅烧完成后的熟料的重量比为1：(2-3)。
通过采用上述技术方案，加入有增白剂，用以将熟料表面的孔隙堵住，提高熟料表面的光滑程度，从而提高熟料表面反光能力和熟料的白度。
本发明进一步设置为：所述增白剂包括以下重量百分比原料制得：窑灰26-30％、叶腊石20-24％、纤维素纳米晶体16-20％、硅烷偶联剂1-5％，以及余量去离子水。
通过采用上述技术方案，由于熟料煅烧后，熟料的孔隙率增大，导致熟料表面变得粗糙，从而影响熟料对光的反射效果。通过加入有窑灰、叶腊石和纤维素纳米晶体，用以将熟料表面的孔隙堵住，提高熟料表面的光滑程度，从而提高熟料表面反光能力和熟料的白度。且窑灰和叶腊石皆具有良好的机械强度和白度，提高熟料强度的同时，并不会降低熟料的白度。
纤维素纳米晶体所属光伏名词之一，附着在白水泥熟料表面后，熟料表面反光能力增强，从而增加熟料的白度。硅烷偶联剂用以对窑灰、叶腊石和纤维素纳米晶体改性，提高窑灰、叶腊石和纤维素纳米晶体在熟料表面的结合力度和在熟料表面的分散均匀度，从而使得熟料表面变得较为光滑，提高了熟料的白度。
本发明进一步设置为：所述增白剂的粒径为0.1-0.3微米。
通过采用上述技术方案，增白剂的粒径为0.1-0.3微米，便于增白剂附着在熟料表面，用以将熟料表面的孔隙堵住，提高熟料表面的光滑程度，从而提高熟料表面反光能力和熟料的白度。防止增白剂的粒径过小，影响增白剂的分散性，或者防止增白剂的粒径过大，影响增白剂在熟料表面的附着。
本发明进一步设置为：所述成品熟料的45μm筛筛余≤1％。
综上所述，本发明的有益技术效果为：
1、通过采用本发明中的原料配比，提高白色硅酸盐水泥熟料白度和强度的同时，降低了白水泥熟料的KH值，使得熟料从原来的KH：0.98±0.02和n：5.2±0.1，调整为KH：0.95±0.02、n：6.1±0.1，从而使得窑的煅烧变得好控制，便于熟料的制得，以及提高了熟料的质量，合格率大大提高，降低了生产成本；
2、通过加入有漂白剂，用以对熟料进行漂白处理，提高白水泥熟料的白度的同时，提高白水泥熟料的强度；
3、通过加入有增白剂，用以将熟料表面的孔隙堵住，提高熟料表面的光滑程度，从而提高熟料表面反光能力和熟料的白度。
具体实施方式
实施例一：
本发明公开了一种白色硅酸盐水泥熟料的制备工艺，其包括以下制备步骤：
S1：原料破碎：将硅石、铝矾土、矿化剂和石灰石破碎成块；
S2：原料配料：按重量百分比取以下原料：
Figure BDA0002281049350000061
制备漂白剂：将30％的硫酸钡、30％的焦炭和40％的氯化铵混合均匀后，制得漂白剂；
矿化剂采用CaF2含量在50％的天然萤石；
S3：生料粉磨：将步骤S2中原料混合后进行粉磨，得到粉磨料；
S4：生料均化：将粉磨料进行均化处理，得到均化料；
S5：熟料煅烧：将均化料导入到回转窑中，进行煅烧处理，煅烧处理完成后，将煅烧完成后的熟料研磨成粉，然后加入增白剂，并在真空条件下搅拌20min后，得到成品熟料；
增白剂与煅烧完成后的熟料的重量比为1：2；
制备增白剂：按重量百分比计，先将5％的硅烷偶联剂和29％的去离子水混合均匀后，再加入26％的窑灰、24％的叶腊石和16％的纤维素纳米晶体混合均匀，常温下烘干，然后将烘干后的混合物研磨过筛，制得增白剂；
增白剂的粒径为0.1微米；硅烷偶联剂采用广州市中杰化工科技有限公司所生产的硅烷偶联剂A-172；
制得的成品熟料的45μm筛筛余等于1％；
S6：熟料储存：将步骤S5中得到的成品熟料入库储存。
实施例2-5与实施例1的区别在于，白色硅酸盐水泥熟料包括以下重量百分比计原料制得：
Figure BDA0002281049350000071
实施例6-9与实施例1的区别在于，漂白剂包括以下重量百分比计原料：
Figure BDA0002281049350000072
实施例10-13与实施例1的区别在于，增白剂与烧结后的混合料的重量比如下表所示：
实施例 实施例10 实施例11 实施例12 实施例13
重量比 1：2.2 1：2.5 1：2.7 1：3
实施例14-17与实施例1的区别在于，增白剂包括以下重量百分比原料制得：
Figure BDA0002281049350000081
实施例18-21与实施例1的区别在于，增白剂的粒径如下表所示：
实施例 实施例18 实施例19 实施例20 实施例21
粒径/微米 0.15 0.2 0.25 0.3
实施例22-25与实施例1的区别在于，步骤S5中加入增白剂后，搅拌时间如下表所示：
实施例 实施例22 实施例23 实施例24 实施例25
时间/min 23 25 27 30
检测并计算实施例1-5中白水泥熟料的KH值、n值和白度。
Figure BDA0002281049350000082
Figure BDA0002281049350000091
对比例：
对比例1与实施例1的区别在于，白色硅酸盐水泥熟料中不包括以下原料制得：漂白剂；
对比例2与实施例1的区别在于，在步骤S5：熟料煅烧中，不加入增白剂；
将实施例1-5和对比例1-2中制得的白色硅酸盐水泥熟料进行白度检测，并按照以下配比：白色硅酸盐水泥熟料：68％、石灰石粉：28％、石膏4％，配置得到白水泥，将制得的白水泥按照《GB/T 2015-2017白色硅酸盐水泥》进行强度检测。
Figure BDA0002281049350000092
由上表可知，通过实施例1与对比例1-2比较可知，在相同的KH值和n值下，加入有漂白剂和增白剂，可提高白色硅酸盐水泥熟料的白度和强度。因此，通过采用本发明中的原料配比，可以提高白色硅酸盐水泥熟料白度和强度的同时，降低白水泥熟料的KH值，使得熟料从原来的KH：0.98±0.02和n：5.2±0.1，调整为KH：0.95±0.02、n：6.1±0.1，从而使得窑的煅烧变得好控制，便于熟料的制得，以及提高了熟料的质量，合格率大大提高，降低了生产成本。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种白色硅酸盐水泥熟料，其特征在于：包括以下重量百分比 计原料制成：
硅石 16-18%；
铝矾土 0.5-0.7%；
矿化剂 0.8-1%；
漂白剂 0.2-0.4%；
石灰石 余量；
所述漂白剂包括以下重量百分比计原料：
硫酸钡 30-40%；
焦炭 30-40%；
氯化铵 20-40%。
2.根据权利要求1所述的一种白色硅酸盐水泥熟料，其特征在于：所述矿化剂采用CaF2 含量在 50%以上的天然萤石。
3.根据权利要求1或2所述的一种白色硅酸盐水泥熟料的制备工艺，其特征在于：包括以下工艺步骤：
S1：原料破碎：将硅石、铝矾土、矿化剂和石灰石破碎成块；
S2：原料配料：按重量百分比取以下原料：
硅石 16-18%；
铝矾土 0.5-0.7%；
矿化剂 0.8-1%；
漂白剂 0.2-0.4%；
石灰石 余量；
S3：生料粉磨：将步骤 S2 中的各原料混合后进行粉磨，得到粉磨料；
S4：生料均化：将粉磨料进行均化处理，得到均化料；
S5：熟料煅烧：将均化料导入到回转窑中，进行煅烧处理，煅烧处理完成后，得到成品熟料；
S6：熟料储存：将步骤 S5 中得到的成品熟料入库储存。
4.根据权利要求 3 所述的一种白色硅酸盐水泥熟料的制备工艺，其特征在于：所述步骤 S5 中煅烧完成后熟料还经过以下处理：将煅 烧完成后的熟料研磨成粉，然后加入增白剂，并在真空条件下搅拌 20-30 min 后，得到成品熟料。
5.根据权利要求4所述的一种白色硅酸盐水泥熟料，其特征在于：所述增白剂与煅烧完成后的熟料的重量比为1：（2-3）。
6.根据权利要求5所述的一种白色硅酸盐水泥熟料，其特征在于：所述增白剂包括以下重量百分比原料制得：窑灰 26-30%、叶腊 石 20-24%、纤维素纳米晶体 16-20%、硅烷偶联剂 1-5%，以及余量去离子水。
7.根据权利要求6所述的一种白色硅酸盐水泥熟料的制备工艺，其特征在于：所述增白剂的粒径为 0.1-0.3 微米。
8.根据权利要求7所述的一种白色硅酸盐水泥熟料的制备工艺，其特征在于：所述成品熟料的 45μm 筛筛余≤1%。
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