CN110790525A - 一种含有煤矸石的电石渣水泥及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种含有煤矸石的电石渣水泥，包括如下组分：电石渣干粉70％～80％，煤矸石2％～8％，钢渣3％～12％，硅石粉1％～7％，黄矸石5％～13％；本发明还公开了该含有煤矸石的电石渣水泥的制备方法。本发明公开的一种含有煤矸石的电石渣水泥，解决了现有电石渣制备水泥煅烧温度高造成的煤耗大的问题。

Description

一种含有煤矸石的电石渣水泥及制备方法
技术领域
本发明属于水泥配料技术领域，具体涉及一种含有煤矸石的电石渣水泥，还涉及一种含有煤矸石的电石渣水泥的制备方法。
背景技术
以往，我国绝大多数的企业采用石灰石为主要材料进行制备水泥，而此种制备方法存在挖采石灰石较受地域限制、挖采成本高等问题，目前，出现了以电石渣为主要材料制备水泥的方法，该方法成功规避了石灰石的地域限制问题，并且由于电石渣为工业废渣，制备水泥实现了废物利用，原料成本很低，故以电石渣为主要材料制备水泥越来越成为主流趋势。而现有的以电石渣为主要材料制备水泥中，在电石渣水泥生料煅烧为熟料的过程中，因电石渣需要的煅烧温度较高需要消耗大量的煤，造成大量煤耗，此问题一直成为电石渣制备水泥的困扰。
发明内容
本发明的目的是提供一种含有煤矸石的电石渣水泥，解决了现有电石渣制备水泥煅烧温度高造成的煤耗大的问题。
本发明的另一目的是提供一种含有煤矸石的电石渣水泥的制备方法。
本发明所采用的技术方案是，一种含有煤矸石的电石渣水泥，制备原料按照质量百分比包括如下组分：电石渣干粉70％～80％，煤矸石2％～8％，钢渣3％～12％，硅石粉1％～7％，黄矸石5％～13％；
电石渣干粉水分＜3.0％，煤矸石、钢渣、硅石粉、黄矸石的粒径均≤10mm。
本发明的其他特点还在于，
优选的，电石渣干粉中各组分的质量百分比如下：CaO为56％～78％、SiO2为2％～8％、Al2O3为1％～4％、Fe2O3为0.3％～1.5％、MgO为0.01％～1.0％、K2O为0.05％～0.5％、Na2O为0.05％～0.5％。
优选的，煤矸石中各组分的质量百分比如下：CaO为0.3％～2.0％、SiO2为45％～60％、Al2O3为12％～30％、Fe2O3为2％～7％、MgO为1.0％～3.0％、K2O为0.8％～3.5％、Na2O为0.5％～3.5％。
优选的，钢渣中各组分的质量百分比如下：CaO为30％～42％、SiO2为8％～15％、Al2O3为4％～9％、Fe2O3为19％～32％、MgO为4％～10％、K2O为0.1％～1.5％、Na2O为0.1％～1.5％。
优选的，硅石粉中各组分的质量百分比如下：CaO为0.1％～1％、SiO2为76％～96％、Al2O3为1％～5％、Fe2O3为0.5％～5％、MgO为0.3％～3.0％、K2O为0.1％～1.0％、Na2O为0.1％～1.0％。
优选的，黄矸石中各组分的质量百分比如下：CaO为0.2％～3％、SiO2为55％～65％、Al2O3为12％～20％、Fe2O3为2％～8％、MgO为0.3％～3.0％、K2O为1％～4％、Na2O为0.5％～3.5％。
本发明的另一技术方案是，一种含有煤矸石的电石渣水泥的制备方法，具体操作过程包括如下步骤：
步骤1，按照如下质量百分比称取原料：电石渣干粉70％～80％，煤矸石2％～8％，钢渣3％～12％，硅石粉1％～7％，黄矸石5％～13％，备用；
电石渣干粉水分＜3.0％，煤矸石、钢渣、硅石粉、黄矸石的粒径均≤10mm；
步骤2，将电石渣干粉、煤矸石、钢渣、硅石粉和黄矸石混合输送至球磨机内粉磨得到80μm筛余量≤22.0％，水分≤1.0％的生料；
步骤3，将生料送入均化库进行均化，再对均化后的生料进行化验，确定此时生料中各原料组分的比例，并调节生料中各原料组分的比例使得生料石灰饱和系数KH达到0.84～0.97、硅酸率SM达到1.8～3.0、铝氧率IM达到0.6～2.6。
步骤4，将调节后的生料入窑煅烧成熟料，再将熟料与石膏、混合材按照国标GB175要求的比例混合，并输送至球磨机内进行粉磨，得到含有煤矸石的电石渣水泥。
本发明的有益效果是，一种含有煤矸石的电石渣水泥及其制备方法，存在以下优势：
(1)通过在电石渣水泥中添加煤矸石，能够提高生料燃烧温度，尽快达到煅烧成熟料的温度，节省煤源，降低煤耗；
(2)本申请水泥在配料中添加煤矸石、钢渣、硅石粉、黄矸石，能够增强水泥强度，优化水泥性能；
(3)本申请水泥原料采用电石渣、煤矸石等固体废弃物，降低了成本，节约资源，符合绿色环保和可持续发展理念，易于工业化和市场化。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明的一种含有煤矸石的电石渣水泥，制备原料按照质量百分比包括如下组分：电石渣干粉70％～80％，煤矸石2％～8％，钢渣3％～12％，硅石粉1％～7％，黄矸石5％～13％；
电石渣干粉水分＜3.0％，煤矸石、钢渣、硅石粉、黄矸石的粒径均≤10mm。
电石渣干粉中各组分的质量百分比如下：CaO为56％～78％、SiO2为2％～8％、Al2O3为1％～4％、Fe2O3为0.3％～1.5％、MgO为0.01％～1.0％、K2O为0.05％～0.5％、Na2O为0.05％～0.5％。
煤矸石中各组分的质量百分比如下：CaO为0.3％～2.0％、SiO2为45％～60％、Al2O3为12％～30％、Fe2O3为2％～7％、MgO为1.0％～3.0％、K2O为0.8％～3.5％、Na2O为0.5％～3.5％。
钢渣中各组分的质量百分比如下：CaO为30％～42％、SiO2为8％～15％、Al2O3为4％～9％、Fe2O3为19％～32％、MgO为4％～10％、K2O为0.1％～1.5％、Na2O为0.1％～1.5％。
硅石粉中各组分的质量百分比如下：CaO为0.1％～1％、SiO2为76％～96％、Al2O3为1％～5％、Fe2O3为0.5％～5％、MgO为0.3％～3.0％、K2O为0.1％～1.0％、Na2O为0.1％～1.0％。
黄矸石中各组分的质量百分比如下：CaO为0.2％～3％、SiO2为55％～65％、Al2O3为12％～20％、Fe2O3为2％～8％、MgO为0.3％～3.0％、K2O为1％～4％、Na2O为0.5％～3.5％。
本发明的一种含有煤矸石的电石渣水泥的制备方法，具体操作过程包括如下步骤：
步骤1，按照如下质量百分比称取原料：电石渣干粉70％～80％，煤矸石2％～8％，钢渣3％～12％，硅石粉1％～7％，黄矸石5％～13％，备用；
电石渣干粉水分＜3.0％，煤矸石、钢渣、硅石粉、黄矸石的粒径均≤10mm；
步骤2，将电石渣干粉、煤矸石、钢渣、硅石粉和黄矸石混合输送至球磨机内粉磨得到80μm筛余量≤22.0％，水分≤1.0％的生料；
步骤3，将生料送入均化库进行均化，再对均化后的生料进行化验，确定此时生料中各原料组分的比例，并调节生料中各原料组分的比例使得生料石灰饱和系数KH达到0.84～0.97、硅酸率SM达到1.8～3.0、铝氧率IM达到0.6～2.6。
步骤4，将调节后的生料入窑煅烧成熟料，再将熟料与石膏、混合材按照国标GB175要求的比例混合，并输送至球磨机内进行粉磨，得到含有煤矸石的电石渣水泥。
实施例1
一种含有煤矸石的电石渣水泥的制备方法，具体操作过程包括如下步骤：
步骤1，按照如下质量百分比称取原料：电石渣干粉(水分为2％)70％，煤矸石(粒径为5mm)5％，钢渣(粒径为5mm)10％，硅石粉(粒径为5mm)6％，黄矸石(粒径为5mm)7％备用；
其中，电石渣干粉的质量百分比如下：CaO为56％、SiO2为6％、Al2O3为1％％、Fe2O3为0.3％％、MgO为0.04％、K2O为0.05％、Na2O为0.05％；
煤矸石中各组分的质量百分比如下：CaO为0.3％、SiO2为45％、Al2O3为16％、Fe2O3为3％、MgO为2.0％、K2O为1.5％、Na2O为0.5％；
钢渣中各组分的质量百分比如下：CaO为30％、SiO2为9％、Al2O3为4％、Fe2O3为20％、MgO为6％、K2O为0.7％、Na2O为0.6％；
硅石粉中各组分的质量百分比如下：CaO为0.5％、SiO2为80％、Al2O3为3％、Fe2O3为2.5％、MgO为1.6％、K2O为0.4％、Na2O为0.8％；
黄矸石中各组分的质量百分比如下：CaO为1％、SiO2为55％、Al2O3为20％、Fe2O3为2％、MgO为2.5％、K2O为3％、Na2O为2.0％；
步骤2，将电石渣干粉、煤矸石、钢渣、硅石粉和黄矸石混合输送至球磨机内粉磨得到80μm筛余量为21.0％，水分为0.8％的生料；
步骤3，将生料送入均化库进行均化，再对均化后的生料进行化验，确定此时生料中各原料组分的比例，并调节生料中各原料组分的比例使得生料石灰饱和系数KH达到0.87、硅酸率SM达到1.8、铝氧率IM达到0.8；
步骤4，采用预热器对水泥窑进行加热，将调节后的生料入窑煅烧成熟料，再将熟料与石膏、混合材按照国标GB175要求的比例混合，并输送至球磨机内进行粉磨，得到含有煤矸石的电石渣水泥。
实施例2
一种含有煤矸石的电石渣水泥的制备方法，具体操作过程包括如下步骤：
步骤1，按照如下质量百分比称取原料：电石渣干粉(水分为1％)75％，煤矸石(粒径为3mm)2％，钢渣(粒径为4mm)12％，硅石粉(粒径为3mm)7％，黄矸石(粒径为7mm)5％备用；
其中，电石渣干粉的质量百分比如下：CaO为78％、SiO2为2％、Al2O3为3％、Fe2O3为0.8％、MgO为0.06％、K2O为0.35％、Na2O为0.5％；
煤矸石中各组分的质量百分比如下：CaO为0.8％、SiO2为54％、Al2O3为30％、Fe2O3为7％、MgO为1.0％、K2O为0.8％、Na2O为3.5％；
钢渣中各组分的质量百分比如下：CaO为37％、SiO2为15％、Al2O3为9％、Fe2O3为19％、MgO为10％、K2O为1.5％、Na2O为0.1％；
硅石粉中各组分的质量百分比如下：CaO为0.1％、SiO2为96％、Al2O3为5％、Fe2O3为5％、MgO为0.3％、K2O为0.1％、Na2O为1.0％；
黄矸石中各组分的质量百分比如下：CaO为3％、SiO2为65％、Al2O3为12％、Fe2O3为4％、MgO为0.3％、K2O为1％、Na2O为3.5％；
步骤2，将电石渣干粉、煤矸石、钢渣、硅石粉和黄矸石混合输送至球磨机内粉磨得到80μm筛余量为15.0％，水分为0.9％的生料；
步骤3，将生料送入均化库进行均化，再对均化后的生料进行化验，确定此时生料中各原料组分的比例，并调节生料中各原料组分的比例使得生料石灰饱和系数KH达到0.85、硅酸率SM达到2.3、铝氧率IM达到0.9；
步骤4，采用预热器对水泥窑进行加热，将调节后的生料入窑煅烧成熟料，再将熟料与石膏、混合材按照国标GB175要求的比例混合，并输送至球磨机内进行粉磨，得到含有煤矸石的电石渣水泥。
实施例3
一种含有煤矸石的电石渣水泥的制备方法，具体操作过程包括如下步骤：
步骤1，按照如下质量百分比称取原料：电石渣干粉(水分为2.4％)70％，煤矸石(粒径为8mm)8％，钢渣(粒径为8mm)12％，硅石粉(粒径为3mm)1％，黄矸石(粒径为8mm)13％备用；
其中，电石渣干粉的质量百分比如下：CaO为71％、SiO2为2％、Al2O3为3％％、Fe2O3为0.9％％、MgO为1％、K2O为0.45％、Na2O为0.35％；
煤矸石中各组分的质量百分比如下：CaO为1.7％、SiO2为53％、Al2O3为28％、Fe2O3为2％、MgO为3.0％、K2O为3.5％、Na2O为2.5％；
钢渣中各组分的质量百分比如下：CaO为37％、SiO2为15％、Al2O3为9％、Fe2O3为32％、MgO为10％、K2O为1.5％、Na2O为0.9％；
硅石粉中各组分的质量百分比如下：CaO为1％、SiO2为96％、Al2O3为5％、Fe2O3为5％、MgO为2.8％、K2O为1.0％、Na2O为0.1％；
黄矸石中各组分的质量百分比如下：CaO为3％、SiO2为62％、Al2O3为12％、Fe2O3为8％、MgO为0.3％、K2O为4％、Na2O为3.5％；
步骤2，将电石渣干粉、煤矸石、钢渣、硅石粉和黄矸石混合输送至球磨机内粉磨得到80μm筛余量为19.0％，水分为0.5％的生料；
步骤3，将生料送入均化库进行均化，再对均化后的生料进行化验，确定此时生料中各原料组分的比例，并调节生料中各原料组分的比例使得生料石灰饱和系数KH达到0.95、硅酸率SM达到2.7、铝氧率IM达到1.8；
步骤4，采用预热器对水泥窑进行加热，将调节后的生料入窑煅烧成熟料，再将熟料与石膏、混合材按照国标GB175要求的比例混合，并输送至球磨机内进行粉磨，得到含有煤矸石的电石渣水泥。
将上述实施例1、实施例2、实施例3制备得到的含有煤矸石的电石渣水泥与不含有煤矸石的电石渣水泥(配比成分为电石渣71％、硅石粉4％、钢渣10％、黄矸石15％)进行性能检测对比：
(1)检测流动性：对实施例1、实施例2、实施例3制备得到的含有煤矸石的电石渣水泥和不含有煤矸石的电石渣水泥按照国家标准GB/T 1346测定标准稠度需水量，记录数据；
(2)检测强度：对实施例1、实施例2、实施例3制备得到的含有煤矸石的电石渣水泥和不含有煤矸石的电石渣水泥按照国家标准GB/T 17671测定3天抗压强度、28天抗压强度，记录数据；
(3)检测煤耗：测定实施例1、实施例2、实施例3制备含有煤矸石的电石渣水泥过程中煅烧成熟料所使用的煤耗量，以及测定不含有煤矸石的电石渣水泥由生料煅烧成为熟料过程中所使用的煤耗量，记录数据。
上述测定的5组性能数据如见表1所示：
表1
Figure BDA0002285654960000091
数据分析：
(1)对比标准稠度需水量数据，可见实施例1、实施例2、实施例3制备含有煤矸石的电石渣水泥和不含有煤矸石的电石渣水泥的标准稠度需水量相同，说明四者流动性均良好并无差异；
(2)对比强度数据，可见实施例1、实施例2、实施例3制备含有煤矸石的电石渣水泥的3天、28天抗压强度均高于不含有煤矸石的电石渣水泥，说明本实施例的水泥强度性能显著提高；
(3)对比熟料煤耗量数据，可见在煅烧成熟料的过程中，实施例1、实施例2、实施例3制备含有煤矸石的电石渣水泥的煤耗量均低于不含有煤矸石的电石渣水泥，说明煤矸石显著提高了熟料煅烧的燃烧温度，节省煤耗。
综上，本申请一种含有煤矸石的电石渣水泥，通过在电石渣水泥中添加煤矸石，能够降低煤耗、节约资源、提高水泥强度，优化水泥性能。

Claims (7)

1.一种含有煤矸石的电石渣水泥，其特征在于，制备原料按照质量百分比包括如下组分：电石渣干粉70％～80％，煤矸石2％～8％，钢渣3％～12％，硅石粉1％～7％，黄矸石5％～13％；
所述电石渣干粉水分＜3.0％，所述煤矸石、钢渣、硅石粉、黄矸石的粒径均≤10mm。
2.如权利要求1所述的一种含有煤矸石的电石渣水泥，其特征在于，所述电石渣干粉中各组分的质量百分比如下：CaO为56％～78％、SiO2为2％～8％、Al2O3为1％～4％、Fe2O3为0.3％～1.5％、MgO为0.01％～1.0％、K2O为0.05％～0.5％、Na2O为0.05％～0.5％。
3.如权利要求1所述的一种含有煤矸石的电石渣水泥，其特征在于，所述煤矸石中各组分的质量百分比如下：CaO为0.3％～2.0％、SiO2为45％～60％、Al2O3为12％～30％、Fe2O3为2％～7％、MgO为1.0％～3.0％、K2O为0.8％～3.5％、Na2O为0.5％～3.5％。
4.如权利要求1所述的一种含有煤矸石的电石渣水泥，其特征在于，所述钢渣中各组分的质量百分比如下：CaO为30％～42％、SiO2为8％～15％、Al2O3为4％～9％、Fe2O3为19％～32％、MgO为4％～10％、K2O为0.1％～1.5％、Na2O为0.1％～1.5％。
5.如权利要求1所述的一种含有煤矸石的电石渣水泥，其特征在于，所述硅石粉中各组分的质量百分比如下：CaO为0.1％～1％、SiO2为76％～96％、Al2O3为1％～5％、Fe2O3为0.5％～5％、MgO为0.3％～3.0％、K2O为0.1％～1.0％、Na2O为0.1％～1.0％。
6.如权利要求1所述的一种含有煤矸石的电石渣水泥，其特征在于，所述黄矸石中各组分的质量百分比如下：CaO为0.2％～3％、SiO2为55％～65％、Al2O3为12％～20％、Fe2O3为2％～8％、MgO为0.3％～3.0％、K2O为1％～4％、Na2O为0.5％～3.5％。
7.一种含有煤矸石的电石渣水泥的制备方法，其特征在于，具体操作过程包括如下步骤：
步骤1，按照如下质量百分比称取原料：电石渣干粉70％～80％，煤矸石2％～8％，钢渣3％～12％，硅石粉1％～7％，黄矸石5％～13％，备用；
所述电石渣干粉水分＜3.0％，所述煤矸石、钢渣、硅石粉、黄矸石的粒径均≤10mm；
步骤2，将电石渣干粉、煤矸石、钢渣、硅石粉和黄矸石混合输送至球磨机内粉磨得到80μm筛余量≤22.0％，水分≤1.0％的生料；
步骤3，将生料送入均化库进行均化，再对均化后的生料进行化验，确定此时生料中各原料组分的比例，并调节生料中各原料组分的比例使得生料石灰饱和系数KH达到0.84～0.97、硅酸率SM达到1.8～3.0、铝氧率IM达到0.6～2.6；
步骤4，将调节后的生料入窑煅烧成熟料，再将熟料与石膏、混合材按照国标GB175要求的比例混合，并输送至球磨机内进行粉磨，得到含有煤矸石的电石渣水泥。
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