CN112209644B - 一种利用高硫煤为除铬剂生产硅酸水泥熟料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用高硫煤为除铬剂生产硅酸水泥熟料的方法，包括以下步骤：步骤1原料选择，选取全硫含量在2.5％‑5.0％的高硫煤，高硫煤单独堆放；步骤2燃料混合，将高硫煤与低硫煤通过配料仓进行搭配，搭配后的入窑煤全硫控制在1.1％‑1.8％之间；步骤3粉磨入窑，搭配后的原煤经煤磨粉磨后通过转子秤计量，由罗茨风机分别将煤粉输送至窑头和分解炉煅烧。步骤4煅烧除铬，搭配高硫煤的入窑煤粉，在回转窑及分解炉内燃烧，煤中的全硫经燃烧氧化，生成SO2形成还原气氛，同时煤种硫作为溶剂矿物，加速铬离子与熟料矿物形成固溶体，抑制六价铬的形成。该利用高硫煤为除铬剂生产硅酸水泥熟料的方法，除铬效果显著，经济效益显著，除铬后的质量稳定性强。

Description

一种利用高硫煤为除铬剂生产硅酸水泥熟料的方法
技术领域
本发明属于水泥熟料除铬方法领域，具体涉及一种利用高硫煤为除铬剂生产硅酸水泥熟料的方法。
背景技术
水泥中水溶性六价铬是水泥重金属中毒性较大元素之一，会使敏感人群皮肤过敏，水泥过敏性接触湿疹，严重时会导致失去劳动力，因此GB3193-2015《水泥中水溶性六价铬(Ⅵ)的限量及测定方法》对水泥产品中的水溶性六价铬做了严格限制。水泥生产企业在水泥生产中因生产水泥熟料的原材料，如石灰石、砂岩、粘土、铁矿等含有微量的铬，以及生产过程中原料的破碎机磨辊、耐磨件磨损进入到生料，窑内浇注料、耐火砖剥落进入到水泥熟料中，含铬的金属及化合物经过氧化气氛下的高温煅烧，转变为有毒的六价铬。
水泥生产企业在水泥熟料生产过程中要控制六价铬，主要采用两种方法，一是控制原材料的含铬量，二是在原材料中加入还原剂参与煅烧。2种方法各有局限性，水泥生产企业石灰石、硅铝质材料往往就地取材，资源在建厂初期就已经确定，调整难度较大。加入还原剂参与熟料烧制，目前市场还原剂价格相对较高，采用掺入还原剂的方法成本相对较高。鉴于此，我们提出一种利用高硫煤为除铬剂生产硅酸水泥熟料的方法。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：硅酸水泥熟料原材料改变难度大，使用除铬剂，除铬成本较高。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：
一种利用高硫煤为除铬剂生产硅酸水泥熟料的方法，包括以下步骤：
步骤1：原料选择，选取高硫煤，并将高硫煤单独堆放；
步骤2：燃料混合，将高硫煤与低硫煤通过配料仓进行搭配，得到入窖煤；
步骤3：粉磨入窑，搭配后的入窖煤经磨粉后得到入窖煤粉，由罗茨风机分别将入窖煤粉输送至回转窑的窖头和分解炉中进行煅烧；
步骤4：煅烧除铬，搭配高硫煤的入窑煤粉，在回转窑及分解炉内燃烧，入窑煤粉中的全硫经燃烧氧化，生成SO2形成还原气氛，同时入窑煤粉中的硫离子作为溶剂矿物，加速铬离子与熟料矿物形成固溶体，抑制六价铬的形成，最终得到煅烧后的硅酸水泥熟料；
步骤5：熟料冷却入库，冷却后得到除铬后的硅酸水泥熟料，通过输送设备输送至熟料库，备水泥生产使用。
优选的，步骤1中，高硫煤的选择，高硫煤的全硫含量需控制在2.5％-5.0％之间，用于与普通低硫煤进行搭配。
优选的，步骤2中，搭配后的入窑煤全硫控制在1.1％-1.8％之间。
优选的，步骤4中，搭配高硫煤后的入窑煤粉燃烧温度控制，将回转窑内二次风温度控制在1150℃-1200℃，分解炉温度控制在860℃-875℃，使入窑煤粉中的全硫充分燃烧分解。
优选的，步骤4中，煅烧后的硅酸水泥熟料SO3含量控制在0.8％-1.1％之间。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该利用高硫煤为除铬剂生产硅酸水泥熟料的方法，利用高硫煤既作为回转窖煅烧的燃料，其高煤中硫主要以低价硫形态存在，在高硫煤在窑中燃烧分解，含有的硫离子可做还原剂，形成还原气氛，将六价铬还原成三价铬沉淀，以此起到一次除铬作用；硫在熟料中作为溶剂矿物，有利于液相量的形成，能快速的将原材料中的铬固化在熟料矿物中，抑制六价铬的形成，以此起到二次除铬作用，除铬效果显著。通过高硫煤作为除铬剂，熟料水溶性六价铬可下降3-5PPm，不增加除铬成本，高硫煤价格较低硫煤价格普遍偏低，更有利于降低燃煤成本，提升经济效益，且除铬后的质量稳定性强，便于普及和推广。
具体实施方式
下面结合附表对本发明作进一步的详细说明。
具体实施时：一种利用高硫作为除铬剂生产硅酸水泥熟料的方法，包括以下步骤：
步骤1：原料选择：选取全硫含量在2.5％-5.0％的高硫煤，高硫煤单独堆放；
步骤2：燃料混合：将高硫煤与低硫煤通过配料仓进行搭配，搭配后的入窑煤全硫控制在1.1％-1.8％之间；
步骤3：粉磨入窑：搭配后的原煤经煤磨粉磨后通过转子秤计量，由罗茨风机分别将煤粉输送至窑头和分解炉煅烧；
步骤4：煅烧除铬：搭配高硫煤的入窑煤粉，在回转窑及分解炉内燃烧，煤中的全硫经燃烧氧化，生成SO2形成还原气氛，同时煤种硫作为溶剂矿物，加速铬离子与熟料矿物形成固溶体，抑制六价铬的形成，煅烧后的熟料SO3控制在0.8％-1.1％之间。
步骤5：熟料冷却入库：冷却后得到除铬后的硅酸水泥熟料，通过输送设备输送至熟料库，备水泥生产使用。
本实施例中，步骤1中，熟料其他原材料及配料保持不变，选取全硫3.5％的高硫煤，与低硫煤按以下重量百分比配制：
高硫煤比例按照15％-40％控制；低硫煤比例按照80％-60％控制。
进一步的，步骤2中，搭配后的混合煤，全硫控制1.1％-1.6％，第三步中，煤粉细度控制在3.0％-4.0％之间。
具体的，步骤4中，窑二次风温控制在1150℃-1200℃，分解炉温度控制860℃-865℃。熟料SO3控制在0.8％-1.15％之间
实施例1
如表1所示，为其他原材料及配料不变的情况下，不同高硫煤配比的除铬效果对比试验结果：
Figure BDA0002709285630000031
表1
将高硫煤、低硫煤＝分别按重量比/0:100、15∶85、30∶70、进行搭配，通过原煤配料仓搭配后，入窑煅烧除铬。
分别得到的硅酸水泥熟料中：
15∶85配比，六价铬含量为9.8PPM，降低幅度为4.8PPM；
30∶70配比，六价铬含量为8.7PPM，降低幅度为5.9PPM。
因此，在其他原材料及配料保持不变，高硫煤：低硫煤按30:70配比，熟料SO3控制在1.07％时，具有更好的除铬效果，为了便于比较，本实施例检测了未搭配高硫煤煅烧的硅酸水泥熟料，其六价铬含量为14.6PPM，因此该已高硫煤作为除铬剂的方法具有显著的除铬效果，不增加除铬成本，便于普及和推广。
实施例2
如表2所示，为其他原材料及配料不变的情况下，不同高硫煤配比的除铬效果对比试验结果：
Figure BDA0002709285630000041
表2
将高硫煤、低硫煤＝分别按重量比/0:100、25∶75、35∶65、进行搭配，通过原煤配料仓搭配后后，入窑煅烧除铬。
分别得到的硅酸水泥熟料中：
25∶75配比，六价铬含量为9.5PPM，降低幅度为4.4PPM；
35∶60配比，六价铬含量为7.4PPM，降低幅度为6.5PPM。
因此，在其他原材料及配料保持不变，高硫煤：低硫煤按35:65配比，熟料SO3控制在1.15％时，具有更好的除铬效果，为了便于比较，本实施例检测了未搭配高硫煤煅烧的硅酸水泥熟料，其六价铬含量为13.9PPM，因此该已高硫煤作为除铬剂的方法具有显著的除铬效果，不增加除铬成本，便于普及和推广。
实施例3
如表3所示，为同等配比同等掺量下，除铬剂随时间推移的除铬效果对比试验结果：
Figure BDA0002709285630000051
表3
基于实施例2，将焦压硫酸钠、高硫煤：低硫煤按35:65配比，熟料SO3控制在1.15％时，进行煅烧除铬，并记录硅酸盐水泥熟料7天、30天和90天之后六价铬含量变化。
分别得到的硅酸水泥熟料中：
7天，六价铬含量7.5PPM；
30天，六价铬含量7.6PPM；
90天，六价铬含量7.6PPM。
因此，除铬后的硅酸水泥熟料能维持很长时间不会出现六价铬含量的回升，稳定性较强。
以上仅是本发明优选的实施方式，需指出的是，对于本领域技术人员在不脱离本技术方案的前提下，作出的若干变形和改进的技术方案应同样视为落入本权利要求书要求保护的范围。

Claims (3)

1.一种利用高硫煤为除铬剂生产硅酸水泥熟料的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：原料选择，选取高硫煤，并将高硫煤单独堆放；
步骤2：燃料混合，将高硫煤与低硫煤通过配料仓进行搭配，得到入窖煤；
步骤3：粉磨入窑，搭配后的入窖煤经磨粉后得到入窖煤粉，由罗茨风机分别将入窖煤粉输送至回转窑的窖头和分解炉中进行煅烧；
步骤4：煅烧除铬，搭配高硫煤的入窑煤粉，在回转窑及分解炉内燃烧，入窑煤粉中的全硫经燃烧氧化，生成SO2形成还原气氛，同时入窑煤粉中的硫离子作为溶剂矿物，加速铬离子与熟料矿物形成固溶体，抑制六价铬的形成，最终得到煅烧后的硅酸水泥熟料；
步骤5：熟料冷却入库，冷却后得到除铬后的硅酸水泥熟料，通过输送设备输送至熟料库，备水泥生产使用；
步骤1中，高硫煤的选择，高硫煤的全硫含量需控制在2.5％-5.0％之间，用于与普通低硫煤进行搭配；
步骤2中，搭配后的入窑煤全硫控制在1.1％-1.8％之间。
2.根据权利要求1所述的利用高硫煤为除铬剂生产硅酸水泥熟料的方法，其特征在于：步骤4中，搭配高硫煤后的入窑煤粉燃烧温度控制，将回转窑内二次风温度控制在1150℃-1200℃，分解炉温度控制在860℃-875℃，使入窑煤粉中的全硫充分燃烧分解。
3.根据权利要求1所述的利用高硫煤为除铬剂生产硅酸水泥熟料的方法，其特征在于：步骤4中，煅烧后的硅酸水泥熟料SO 3含量控制在0.8％-1.1％之间。
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