CN112341107A - 利用多种工业废料节能生产复合高强水泥的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及利用多种工业废料节能生产复合高强水泥的方法,是多种工业固体废弃物制成活性矿物掺合料,作为水泥掺合料,配入普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥,经过高效均化,配制成复合高强水泥,本发明充分利用了工业废弃物或副产品,能有效提高这些废渣在水泥中的掺入量,得到性能优异的复合高强水泥,还可显著降低水泥生产过程的电能消耗量,降低水泥生产成本,提高了水泥企业的经济效益和社会效益。

Description

利用多种工业废料节能生产复合高强水泥的方法
技术领域
本发明涉及水泥的生产技术领域,具体涉及利用多种工业废料节能生产复合高强水泥的方法。
背景技术
水泥行业是基础材料产业,也一直是耗能、耗材及存在环境污染隐患的传统产业,我国水泥产业近二十年来的节能降耗技术发展以及以废代材的重点主要在密切相关的烧成环节;另一方面水泥产业更是可以经济地实现规模化节能节材、大量消纳固废和减少排放的重要产业,尤其制成环节直接利用工业固废可以减少烧成环节的能耗、排放及部分成本,而且相对于其他消纳工业固废的方法看,可成为目前经济性、节能减排地消纳大量工业固废的主要手段。
虽然我国结合钢渣和粉煤灰等工业固废利用在水泥制成节能粉磨、高效除尘等做了一定的研究,但少有针对工业固废而形成高效综合利用的系统技术,一些水泥生产企业尝试将一些单一技术运用在工业固废的利用上,无法实现明显的经济效益;一些企业应用个别固化式的集成技术也因技术自身的系统适应性、固废性能差、企业技术配套差异等问题难以更大范围推广、发挥更大规模应用的产业效果。由于制成环节利用多样化工业固废存在着固废分布分散、活性及数量参差不一致使的能耗大、效率低、质量差、成本高等共性的关键问题,全国各地工业固废综合利用率与发达国家95%~98%的利用水平相比仍然偏低。因此,应该通过自主创新和引进集成创新相结合,开发高效、节能综合利用工业固废制成水泥的系统化技术,创新适应性、实用性强的技术推广应用模式,从技术上克服这些问题,发挥水泥制成环节经济性、环保性地大量消纳多样化工业固废的主力作用。
广西属于少数民族地区,资源丰富,是我国经济发展中的省份,许多传统的千亿元工业产业是广西的经济支撑,而这些产业的工业固废又对自身可持续发展及其他产业、社会、环境等都会产生重大的影响。广西工业固体废弃物历年存量有2亿多吨,每年增加量约1000万吨。其中,石化、制糖、钢铁、火电、有色金属等广西千亿元产业的工业固体废弃物(包括采矿废石、选矿尾矿、电镀废渣、冶炼废渣等)也比较多。要将这些种类繁多、分布分散、活性及数量参差不一的工业固废进行经济、大量、快速地消纳处理,需要付出较高的处理成本,是一项赔本的买卖,主要由政府主导买单。传统上主要采用处理费用较低的消极堆存处理,其不仅占用大量土地,造成人力物力的浪费,而且许多工业废渣含有易溶于水的重金属等有害物质,通过淋溶污染土壤和水体,影响生物生长,危害人身健康。有色金属、制糖、石化是广西的支柱千亿元产业,由于这些产业的工业固废物的存量堆积,不仅污染环境,而且造成企业与周边民众的紧张关系的社会问题,有些企业不得不停产。因此,不有效消纳治理这些工业固废,会严重影响产生这些废渣的行业及当地的社会经济发展。
目前处理工业废渣能直接产生经济效益的技术及方法目前较少,水泥制成行业是目前在处理工业废渣是能综合产生直接的社会经济效益的行业。但主要限于在利用水化活性较高,矿物成分较为稳定的钢铁厂的高炉水淬矿渣。而对于许多水化活性较低,化学及矿物成分较为复杂,难以规模应用又差异性较大的工业固废,水泥行业使用得较少。主要是水泥制成行业要经济性、大量地消纳使用工业固废存在诸多技术问题,如多数工业冶炼渣因难磨导致粉磨能耗高、产量低,高含水、高粘结性的工业废渣的利用带来的诸如脱水烘干、储存输送、计量配料等特殊问题,且现有混合均化设备难以满足分别粉磨的均化工艺要求,另外大多数工业固废的潜在活性都需要采用更有效的激发作用,才能使之发挥较好的水化活性,提高在水泥中的掺量等等。由于自主研究少、现有技术有待配套等原因,这些废渣在广西的利用率不高。
而如何高效、节能、高掺合地使用廉价工业固废是水泥制成行业产出更大的社会经济效益的有效途径。水泥工业可消纳固废品种多,消纳量大,尤其是在制成环节无二次燃烧的耗能、污染隐患;必须系统、综合地很好解决制成环节高掺合使用工业固废、能耗高、产量低、脱水烘干、储存配送、计量配料、活性激发等生产技术问题。
关于利用工业废渣的文献很多,我们这里摘录部分,来说明本发明利用多种工业废料节能生产水泥的方法的重要性,所述的文献摘录如下:
中国专利1,名称: 复合硅酸盐水泥,申请(专利)号:00100108.6,公开号:CN1258653A,申请(专利权)人: 王绍华,发明(设计)人:谢尧生,刘艳军,王绍华,摘要: 本发明涉及一种复合硅酸盐水泥,其特征在于它由15—50份镍渣,40—70份硅酸盐水泥熟料,8—10份石膏,10—20份粒化高炉矿渣混合后研磨至比表面积为4000—5000cm2/g超细粉体,可制成325#、425#、525#水泥,该复合硅酸盐水泥具有早期强度好,其它各项常规指标均符合复合硅酸盐水泥标准的优点,可用于矿井回填混凝土的胶凝材料及一般民用建筑用胶凝材料,同时也充分利用镍渣废物,变废为宝,为人类造福,改善了环境。
中国专利2,名称: 一种矿渣激活剂,申请号:96116121.3,公开号:CN1156700A,申请(专利权)人:张富田,地址:山东省平邑仲村济新水泥混合激发剂厂,发明(设计)人:张富田;李爱婷,摘要: 一种矿渣激活剂,原料为熟石膏和熟明矾石,以分别破碎成粒,按比例混匀制得;本发明激活剂原料来源广、配方合理、价格低,能有效地激活粒化高炉矿渣的潜在活性,用于生产425#矿渣硅酸盐水泥可使525#熟料用量由70%减少到24%,水泥质量达到国家标准。
中国专利3,名称:一种耐高温复合水泥及其制备方法,申请号:201610820754.0 ,公开号: CN106477924A 申请(专利权)人:广西大学 ,地址:广西壮族自治区南宁市大学东路100号,发明(设计)人: 蒋承建,摘要: 本发明提供了一种耐高温复合水泥,原材料按照如下份数比组成:硅酸盐水泥熟料48-72份,石膏5-9份,活性污泥11-17份,粉煤灰12-33份,石灰石3-6份。电炉磷渣12-33份,粒化高炉矿渣11-32份,陶瓷纤维2-4份,橡胶粉2-5份。该热采水泥物化性能稳定,工程性能易调配,其制备方法工艺简单、操作方便、成本低廉,生产可控性强,产品一致性好;该热采水泥低温强度高、高温后强度不衰退,耐高温性能好;磷矿渣和矿渣的加入,克服了铝酸盐水泥水化后期的抗压强度下降的缺点,同时保证了300多摄氏度后的水泥石抗压强度。陶瓷纤维和橡胶粉的加入使得脆性的铝酸盐水泥石韧性增加,更能满足井下工况的需求。
中国专利4,名称:一种提高水泥粒化高炉矿渣粉掺入量的方法,申请号:201410706356.7,公开号:CN104446031A,申请(专利权)人:广西鱼峰水泥股份有限公司,地址:广西壮族自治区柳州市柳南区柳太路62号,发明(设计)人: 杨茂鑫;韦庆凤;王椿;蒋红艳;覃春玲;王咏梅;陈平;廖艳萍;何惠;黄少琴;张芳,摘要:本发明公开了一种提高水泥粒化高炉矿渣粉掺入量的方法,包括:a、调整设备结构,水泥3微米以下含量控制在15.0%至21.0%,杜绝饱磨现象;b、调整计量设备和计量过程,将计量偏差控制在2.0%以内;c、调整石灰石粒度,调整后水泥中各组分的重量份数为:矿粉:8.1份;混合材:34.8份。本发明所述提高水泥粒化高炉矿渣粉掺入量的方法,可以克服现有技术中结构不合理、计量可靠性差和石灰石质量波动大等缺陷,以实现结构合理、计量可靠性好和石灰石质量波动小的优点。
中国专利5,名称: 一种利用镍铬渣制备水泥的方法,申请号:CN201210336111.0公开号: CN102838303A,申请(专利权)人: 南宁市伟达科技有限公司 地址:广西壮族自治区南宁市东葛路18-1号嘉和自由空间B座803 发明(设计)人:吴伟;谢刚;陆顺忠 摘要: 一种利用镍铬渣制备水泥的方法,包括如下步骤:(1)将镍鉻渣、粒化高炉矿渣烘干,(2)将烘干后的物料按如下重量比:镍鉻渣75~93%,粒化高炉矿渣0~20%,镍鉻渣活性激发剂0.3~7%,加入磨机进行粉磨,得镍鉻渣复合矿粉;(3)将水泥熟料、石膏按如下重量比:熟料73~97.5%,石膏2.5~27%加入磨机进行粉磨,得普通硅酸盐水泥;(4)将镍鉻渣复合矿粉与普通硅酸盐水泥按如下重量比:镍鉻渣复合矿粉20~70%,普通硅酸盐水泥30~80%,加入混合机混合,制得强度等级为32.5、42.5的复合硅酸盐水泥及普通硅酸盐水泥。采用本发明所述方法生产的水泥,具有早期强度高、和易性好、抗硫酸盐侵蚀较普通水泥强,各项指标均达到复合水泥及普通水泥标准的优点。
中国专利6,名称:不锈钢废渣复合吸附剂及其制备方法,申请号:201210322722.X 公开号:CN102836697A 申请(专利权)人: 中国科学院唐山高新技术研究与转化中心,地址:河北省唐山市高新区西昌路北口创业中心B座四层 发明(设计)人:惠建斌;张星;赵媛媛;杜志军;柯春林;郑文婧,摘要:本发明公开了一种不锈钢废渣复合吸附剂及其制备方法,其由下述重量份数的原料制成:水泥10~35份、不锈钢废渣50~70份、锯末5~15份和水10~35份。本吸附剂可作为脱硫剂应用于液体或者气体中脱硫;硫容≥25%,耐压强度≥50N/cm。本吸附剂有效利用了不锈钢废渣,提高了废弃资源的利用率,同时消除了不锈钢废渣对环境的污染隐患。
中国专利7,名称:氯化法钛白粉生产过程中酸性废水的处理方法,申请号:201610364216.5,公开号:CN105884082A,地址:四川省宜宾市下江北中元路1号,发明(设计)人:邓敏;万立;钟明;颜华,摘要:本发明涉及一种废水处理方法,目的是提供一种氯化法钛白粉生产过程中酸性废水的处理方法,将电石渣原浆从电石法聚氯乙烯厂乙炔发生工序的电石渣浆池内抽出,经旋液分离器分离出粗固体不溶物后得电石渣浆送到电石渣浆贮槽;再经输送泵加入到中和池与酸性废水进行中和反应;反应后的混合物流入废液沉淀池进行沉淀,沉淀物浓浆液自流入浓浆液贮槽,再由浓浆液输送泵送到压滤机进行压滤、洗涤后形成滤饼。本发明处理流程短、操作简单、便于生产运行管理,实现了以废治废;节约了在酸性废水处理过程中石灰粉的采购、堆放、化浆等费用;整个处理过程为液体封闭输送,现场环境清洁卫生;滤饼用作水泥生产的原料,实现了钛白粉废渣的综合利用,经济环保。
中国专利8,名称:氯化法钛白粉生产过程中酸性废水的处理方法 ,申请号:201610364216.5,申请日:2016.05.26 公开号 CN105884082A,公开(公告)日:2016.08.24,申请(专利权)人:宜宾天原集团股份有限公司 摘要:本发明涉及一种废水处理方法,目的是提供一种氯化法钛白粉生产过程中酸性废水的处理方法,将电石渣原浆从电石法聚氯乙烯厂乙炔发生工序的电石渣浆池内抽出,经旋液分离器分离出粗固体不溶物后得电石渣浆送到电石渣浆贮槽;再经输送泵加入到中和池与酸性废水进行中和反应;反应后的混合物流入废液沉淀池进行沉淀,沉淀物浓浆液自流入浓浆液贮槽,再由浓浆液输送泵送到压滤机进行压滤、洗涤后形成滤饼。本发明处理流程短、操作简单、便于生产运行管理,实现了以废治废;节约了在酸性废水处理过程中石灰粉的采购、堆放、化浆等费用;整个处理过程为液体封闭输送,现场环境清洁卫生;滤饼用作水泥生产的原料,实现了钛白粉废渣的综合利用,经济环保。
中国专利9,名称:一种用建筑废渣生产的蒸压轻质环保砖及其制造方法,申请号:201010200061.4,申请日:2010.06.13,公开号:CN102276212A 申请(专利权)人: 广州绿由工业弃置废物回收处理有限公司,摘要:本发明涉及一种用建筑废渣生产的蒸压轻质环保砖及其制造方法,其特征在于它采用建筑废渣粉料、垃圾灰渣粉料、冶炼不锈钢废渣粉料、硅酸盐水泥、氧化钙、硫酸钙、氯化钠、松香热聚物、磺酸钙、硫酸钠、铝酸钠和水为原料,加入经混合搅拌机搅拌呈潮湿状后用机械振动挤压成型,经蒸汽养护,自然降温,制成建筑废渣蒸压轻质环保砖产品,用本发明原料还可制成不同规格的空心砌块、顶墙砖、广场砖和人行道路砖,该产品具有重量轻,強度高,无污染,成本低,效益好的优点及效果,符合国家节能减排保护环境发展低碳经济要求。
中国专利10,名称:锰矿尾矿生产缓释复合肥的方法及设备,申请号:201310148152.1,公开号:CN103204743A 申请(专利权)人: 赵阳臣,摘要:本发明提供了一种缓释复合肥,是具有层型结构的球形或近似球形的颗粒状复合肥,其最内层的是氮肥层,中间层是钾肥层,外层的是含有磷元素的矿物层;根据各个肥料层的厚度决定氮、磷和钾元素的比例;并提供了这种缓释复合肥的生产方法:将电解金属锰、二氧化锰的生产企业的浸出渣经过回收重金属元素,以及锰和铁元素后,得到的尾矿浆加入尾矿泥重量0.01~0.02%的絮凝剂,用带式压滤机压滤,控制滤泥的含水率为40~50%;然后滤泥中加入磷肥,混合均匀,采用肥料造粒机经过三次压延成型和一次对辊压延造粒以及干燥,得到缓释复合肥。
中国专利11,名称:电解金属锰、二氧化锰生产浸出压滤渣回收利用的方法,申请号:201410787617.2 申请日: 2014.12.17 公开号: CN104480315A 申请(专利权)人: 赵阳臣,摘要:一种电解金属锰、二氧化锰生产浸出压滤渣回收利用的方法,具体工艺如下:(1)滤渣预处理;(2)加酸浸出;(3)矿浆过滤及固液分离;(4)铁红矿粉回收;(5)碳酸锰精矿回收;(6)氮磷复合肥基料制备;(7)氟硅酸钠制备。本发明能够从浸出压滤渣中回收得到铁红矿粉、碳酸锰精矿、氟硅酸钠和氮磷复合肥基料,过程简单,容易实现工业化,同时重金属成分含量完全符合国家相关标准,再次处理的废水废渣中不含重金属等有害成分,减轻了环境压力,具有重大推广价值。
中国专利12,名称:电解金属锰生产中浸出渣的综合回收利用方法,申请号:201510604516.1,公开号:CN105152153A 申请(专利权)人:赵阳臣,摘要:一种电解金属锰生产中浸出渣的综合回收利用方法,具体工艺包括几个部分:(1)复合肥基料的制取;(2)磷酸铁粉的回收;(3)铜钴镍贵重金属矿粉的回收;(4)石膏粉的回收;(5)高纯度碳酸锰矿粉的制取;(6)磷酸铵镁缓释复合肥的制备。本发明能有效的回收浸出渣中的铁锰等资源,可以从生产电解金属锰浸出渣中全面系统的回收浸出渣中含有的一定量的不溶解完全的碳酸锰矿和二氧化锰矿、沉淀出的氢氧化铁和铜、钴、镍贵重金属硫化物矿,随渣水份出来的Mn2+和NH4+等有价物质,从而达到全部综合回收利用、无排放的效果,这对于电解金属锰行业的节能减排及环境污染治理,具有十分重要的意义。
中国专利13,名称:中低品位菱锰矿制备高纯碳酸锰及副产品的方法,申请号:CN201510604156.5,申请日:2015.09.22,公开号: CN105152152A 公开(公告)日:2015.12.16,申请(专利权)人:赵阳臣,摘要:一种用中低品位菱锰矿制备高纯碳酸锰及副产品的方法,具体工艺包括几个部分:(1)N、P复合肥基料的制取;(2)正磷酸铁粉的回收;(3)钴、镍、铜精矿的回收;(4)氢氧化铝粉的制取;(5)石膏粉的回收;(6)高纯度碳酸锰粉的制备;(7)磷酸铵镁缓释复合肥的制备。本发明采取对中低品位菱锰矿不经富集还原焙烧直接综合利用的方式不仅制备得到高纯碳酸锰还得到N、P复合肥基料、正磷酸铁粉等副产品,对中低品位菱锰矿进行了充分的利用,实现了无废水废渣排放的效果,本发明具有原料来源广,操作稳定,能耗低,生产成本低,有广泛的实用性等特点,是一种有效利用中低品位菱锰矿资源的方法,具有较大的经济效益。
中国专利14,名称:中低品位软锰矿综合利用制备高纯碳酸锰的方法,申请号:201510604180.9,申请日: 2015.09.22 公开号: CN105084421A 申请(专利权)人: 赵阳臣,摘要:一种中低品位软锰矿综合利用制备高纯碳酸锰的方法,具体工艺包括几个部分:(1)N、P复合肥基料的制取;(2)正磷酸铁粉的回收;(3)钴镍铜精矿的回收;(4)氢氧化铝产品的制取;(5)石膏粉的回收;(6)高纯碳酸锰粉的制备;(7)磷酸铵镁缓释复合肥的制备。本发明采取对中低品位软锰矿不经富集还原焙烧直接综合利用的方式不仅制备得到高纯碳酸锰还得到正磷酸铁粉、钴、镍、铜重金属硫化精矿等产品,对中低品位软锰矿进行了充分的利用,实现了无废水废渣排放的效果,而且采用中低品位软锰矿作为原料,可以充分利用贫锰矿资源,缓解了高品位软锰矿资源日益紧缺的问题。
中国专利15,名称:锰业生产废渣回收利用的方法,申请号: CN201410787589.4,申请日: 2014.12.17 公开号: CN104480314A,申请(专利权)人:赵阳臣,摘要:一种锰业生产废渣回收利用的方法,具体工艺如下:(1)滤渣预处理;(2)加酸浸出;(3)矿浆过滤及固液分离;(4)铁红矿粉回收;(5)碳酸锰精矿回收;(6)氮磷复合肥基料制备。本发明能够从浸出压滤渣中回收得到铁红矿粉、碳酸锰精矿和氮磷复合肥基料,过程简单,容易实现工业化,同时重金属成分含量完全符合国家相关标准,再次处理的废水废渣中不含重金属等有害成分,减轻了环境压力,具有重大推广价值。
中国专利16,名称:电解金属锰、二氧化锰生产中浸出渣综合回收利用方法,申请号: CN201210179516.8,申请日: 2012.06.04,公开号: CN102660689A,申请(专利权)人:赵阳臣,摘要:一种电解金属锰、二氧化锰生产中浸出渣综合回收利用方法,具体工艺包括几个部分:(1)重金属、贵金属的回收;(2)锰和铁的回收;(3)尾矿泥浆的处理及复合有机肥的制取;(4)复合有机肥中微量重金属的分离;(5)碱土金属的回收;(6)硫酸铵的结晶分离。本发明可以从生产电解金属锰、电解二氧化锰中浸出渣回收锰铁精矿、得到钴、镍、铜、银、锡等重金属、贵金属精矿、石英砂、硫酸铵、含N、P、K、腐植酸、微量元素、重金属不超标的复合肥基料,从而实现生产电解金属锰和电解二氧化锰达到零排放的效果。
中国期刊1,题目:锰渣生产水泥实现固废综合利用.中国粉体工业,2015,(2);42-42锰渣是电解锰业最大、最危险的污染源,电解金属锰废渣循环利用是一项世界性难题。日前,经中国环境科学研究院、天津水泥工业设计研究院、四川大学、合肥水泥设计研究院等单位联合攻关,在宁夏天元锰业集团,电解锰废渣实现无害化处理后用于生产水泥,固废利用率达51.69%。
中国期刊2,题目:盐泥废渣综合利用于水泥生产的试验.粉煤灰,2013,(5);24-24郝长青.盐泥是氯碱行业排放的废渣。现有资料显示,目前综合利用大都以填埋处理为主,大量的废渣对环境造成严重污染。将盐泥进行技术烘干后,磨细,再用于生产,可以实现变废为宝,资源综合利用。
中国期刊3,题目:我国首条利用粉煤灰生产高强度等级水泥项目在蒙开工,混凝土,2011,(6);113-113,5月27日,内蒙古通世泰化工集团鄂尔多斯市伊蒙再生资源综合利用科技有限公司,年产402万t利用粉煤灰提取氧化铝废渣生产高标号水泥项目在准格尔旗大路工业园开工建设。题目:柳钢冶炼废渣的综合利用.冶金环境保护,2011,(1);43-45胡艳君,王贵明,吴威.介绍了柳钢高炉渣、钢渣冶炼固体废弃物处理工艺。该工艺是利用柳钢冶炼生产过程中产生的高炉渣、钢渣生产矿渣粉和复合硅酸盐水泥,实现废弃物综合利用,减少排渣占地和对环境的污染,取得了很好的经济效益和环境效应。
中国期刊4,题目:利用湿粉煤灰、镍渣、铁矿石配料及用工业废渣做混合材双掺生产水泥的研究.中国水泥,2004,(4);43-48刘玉峰,,朱小东.吉林亚泰水泥有限公司自1993年6月投产以来,一直采用传统的三组分配料方案进行生产.2001年7月份公司开始研究利用湿粉煤灰替代粘土及用石灰石、铁矿石、硅石配料生产.2002年4月份又开始用镍渣替代铁矿石配料,降低硅石的掺加量,经过多次工业性试验,熟料质量有了一定的提高,磨损得到了降低,有利于操作和质量控制。
上述公开文献报道的利用工业废渣的方法能够充分利用现有废物资源,但是在水泥生产方面,如何进一步充分利用更多的工业废料,减少环境污染,而且,利用工业废渣提高水泥的品质和档次,依然是一个值得建材科研工作者研究的课题。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用多种工业废料节能生产复合高强水泥的方法,是将多种工业固体废弃物制成活性矿物掺合料,作为水泥掺合料,配入硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥,和适量添加剂,经过高效均化,配制复合高强水泥。
本发明的另一个目的是充分利用了工业废弃物或副产品,在保证水泥的品质性能的情况下,能有效提高这些废渣在水泥中的掺入量,可显著降低水泥生产过程的电能消耗量,降低水泥生产成本,提高了水泥企业的经济效益和社会效益。
本发明是这样实现的:
利用多种工业废料节能生产复合高强水泥的方法,是将多种工业固体废弃物制成活性矿物掺合料,作为水泥掺合料,配入硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥和配以特殊添加剂,经过高效均化,配制成复合高强水泥,所述的工艺过程如下:
(1)将硅酸盐水泥生料和硫铝酸盐水泥生料按照各自的煅烧方法在旋窑中烧制,得到硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥熟料,经冷却机冷却后送入各自的熟料库备用。
(2)硅酸盐水泥熟料、石膏、石灰石按照设定的比例配料,送到辊压机中辊压,再经筛选,粗粉重新回到辊压机,筛出得到的细粉与高效助磨剂一起进入设有内筛的高效球磨机进行研磨,得到硅酸盐水泥,存进硅酸盐水泥库备用;所述的石膏包括硬石膏和工业废石膏,但是要经过脱硫才能使用。
(3)硫铝酸盐水泥熟料、石膏、石灰石按照设定的比例配料,送到辊压机中辊压,再经筛选,粗粉重新回到辊压机,筛出得到的细粉与高效助磨剂一起进入设有内筛的高效球磨机进行研磨,得到硫铝酸盐水泥,存进硫铝酸盐水泥库备用;所述的石膏包括硬石膏和工业废石膏,但是要经过脱硫才能使用。
(4)将多种工业固体废弃物分别经过处理成无毒无害的混合材,放到预热器中,利用旋窑窑头余热加热后,再放到立磨进行粉磨并烘干至所需水分,得到活性矿物掺合料,存进掺合料库备用。
(5)将库存的普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥两种水泥与库存的掺合料和特殊添加料一起送到高效均化机,配制成复合高强水泥。
所述的硅酸盐水泥优选使用P·O42.5水泥;
所述的硫铝酸盐水泥熟料其化学成分的重量百分数为:Al2O3:20~40%、SiO2:2~10%、Fe2O3:5~15%、SO3:5~15%、C4A3S:40~65%、C2S:10~30%、C4AF:20~35%;
所述的特殊添加料为环氧硅烷偶联剂、引气剂、减水剂、缓凝剂和憎水剂。
所述的水泥的原料配比由以下重量份数的物料制成:
硅酸盐水泥 10~20
硫铝酸盐水泥 30~60
活性矿物掺合料 20~40
环氧硅烷偶联剂 0.01~0.03
引气剂 0.01~0.03
减水剂 0.01~0.05
缓凝剂 0.05~0.10
憎水剂 0.01~0.03。
所述的活性矿物掺合料的原料包括粒化高炉矿渣、钛白粉废渣、电解锰废渣、不锈钢废渣、制糖工业废液废渣和造纸工业废渣或其它工业废渣。
活性矿物掺合料的重量份数比例如下:
粒化高炉矿渣 20~30
钛白粉废渣 20~30
不锈钢废渣 5~15
电解锰废渣 20~30
制糖工业废液 10~20
造纸工业废渣 10~20。
所述的粒化高炉矿渣是炼铁过程中经水或空气急冷处理成为粒状颗粒的高炉矿渣和水淬矿渣,其化学成分与硅酸盐水泥熟料成分相接近,根据原料不同而含二氧化硅、三氧化二铝、氧化钙、氧化镁及其少量的金属氧化物及一些硫化物,经水淬急冷后的矿渣含有含量较多的玻璃体。
所述的不锈钢废渣是在不锈钢表面加工过程中排出的不锈钢废渣,该渣含有Fe:38~43%,Cr:8~10%,Ni:3~6%,C:3~5%,Si:2~5%,另外还有少量的Mn、Mo、Cu、Ti等元素。
所述的钛白粉废渣为红石膏,它是采用硫酸法生产钛白粉时,为治理酸性废水,加入石灰或电石渣以中和大量的酸性废水而产生的以二水石膏为主要成分的工业废渣,是硫酸法钛白粉主要的工业废弃物,用于补充水泥熟料的石膏。
所述的电解锰废渣是将含CaSO4·2H2O的锰渣分别进行102~115℃低温烘干使得含水量低于15%,然后在300℃高温锻烧处理0.5~1小时,然后替代石膏作为缓凝剂和增强剂。
以上所述的造纸工业废渣是在造纸黑液中加入质量分数为25~35%的硫酸溶液至造纸黑液的pH值为3~4,调节黑液的温度为50~55℃,有沉淀析出,静置1~2h后,将沉淀物过滤、干燥后得到的固形物(大部分为木质素)。
以上所述制糖工业废液废渣选用糖蜜,作为助磨剂或减水剂的原料。
以上所述所述的减水剂为聚羧酸盐减水剂或聚羧酸盐+糖蜜按照重量比5﹕1制成;所述的引气剂为十二烷基苯磺酸钠;所述的缓凝剂为硼酸和/或柠檬酸;所述的缓凝剂是酒石酸,含量为水泥重量的0.05~0.10%;所述的憎水剂是柠檬酸或硬脂酸钠,含量为水泥重量含量的0.01~0.03%。
以上所述的环氧硅烷偶联剂,它有两个羧基,水泥加水后水化使得混凝土之间互相产生拉紧的应力,也可以与沥青的羟基和羧基结合(用于地下室或屋面防漏),还使得混凝土之间空洞减少,凝固后更加密实,环氧硅烷偶联剂的通式如下:
Figure DEST_PATH_IMAGE001
Figure DEST_PATH_IMAGE002
其中,
X为Cl、-OCnH2n+1或CH3
n为1-10之间的自然数值。
所述的环氧硅烷偶联剂包括3-(2,3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷、β-(3,4环氧基环己基)乙基三乙氧基硅烷、β-(3,4环氧基环己基)乙基甲基二乙氧基硅烷。
加入环氧硅烷偶联剂到水泥掺合料中是本发明的一个重要特点,未见公开文献报道过。
以上所述所述的多种工业固体废物节能生产水泥的方法,其特征在于,所述的高效助磨剂由以下重量份数的原料制成:糖蜜15~18份;三异丙醇胺25~30份;滑石粉10~15份;木质素13~15份;钛酸酯偶联剂0.5~1份。
所述的水泥助磨剂,其制备方法步骤如下:
(1)取重量份数的水置于反应釜中,加热至40~45℃,然后向反应釜中加入糖蜜搅拌2~3分钟后,加入重量份数的木质素、滑石粉和钛酸酯偶联剂,搅拌5~7分钟;
(2)调节反应釜中溶液的温度为60~65℃,然后在反应釜中加入重量份数的三异丙醇胺、搅拌反应30~45分钟后,进入胶体磨机循环超细研磨5~10分钟,冷却至室温后出料,即可得到水泥助磨剂。
可能有些文献提到高效助磨剂,但是本发明的钛酸酯偶联剂、木质素、糖蜜有不同的地方,钛酸酯偶联剂是70年代后期由美国肯利奇石油化学公司开发的一种偶联剂。对于热塑型聚合物和干燥的填料,有良好的偶联效果;这类偶联剂可用通式:ROO(4-n)Ti(OX-R’Y)n (n=2,3)表示;其中RO-是可水解的短链烷氧基,能与无机物表面羟基起反应,从而达到化学偶联的目的;OX-可以是羧基、烷氧基、磺酸基、磷基等,这些基团很重要,决定钛酸酯所具有的特殊功能,如磺酸基赋予有机物一定的触变性;焦磷酰氧基有助磨、阻燃,防锈,和增强粘接的性能。如果将钛酸酯偶联剂用于水泥生产,就会使得水泥的助磨性大大加强。
本发明生产的水泥可以在普通建筑物或水工工程、道路工程或海上建筑过程方面的应用。特别是海工水泥,具有抗高盐分、抗风浪,适合海岸堤坝、海岛建设的项目。
本发明的有益效果:
1、我们常见的工业废料主要包括经过高温煅烧的冶金工业固体废物如转炉钢渣、粒化高炉矿渣、铅锌冶炼废渣、不锈钢冶炼废渣、石灰石废渣、硅石选矿废渣,也有湿法冶炼淘汰的废渣,例如电解金属锰废渣、电解金属铜废渣、电解金属铝废渣、钛白粉生产废渣、还有数量众多的建筑物垃圾、煤灰,这些工业肥料废渣严重约束着我国工业的发展,所以利用工业废物作水泥混合材或缓凝剂是一个系统工程,本发明采用了多种工业固体废弃物制成活性矿物掺合料,作为水泥掺合料,配入普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥和助剂,能降低粉体表面自由能,改善粉体颗粒分布经过高效均化,在节省电耗的同时,提高水泥的品质和性能,经过调整配方,就可以得到根据不同过程需要的水泥,本发明还加入了制糖工业和造纸工业废弃物,将更多的工业废弃物充分利用了起来。
2、本发明将硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥配合,硫铝酸盐水泥是以铝质原料(如铝矾土)、石灰质原料(如石灰石)和石膏,经适当配合后,煅烧成含有适量无水硫铝酸钙的熟料,再掺适量石膏共同磨细所得的水硬性胶凝材料。硫铝酸盐水泥早期强度高,长期强度稳定,低温硬化性能好,在5℃仍能正常硬化。水泥石致密、抗硫酸盐性能良好,抗冻性和抗渗性好,可用于抢修工程、冬季施工工程、地下工程,以及配制膨胀水泥和自应力水泥。由于水泥浆体液相碱度低,pH值只有9.8~10.2,对玻璃纤维腐蚀性小。
3、本发明的水泥是一种改进的粉状水硬性无机胶凝材料,加水搅拌成浆体后能在空气或水中硬化效果好,用以将砂、石等散粒材料胶结成砂浆或混凝土,加入环氧硅烷偶联剂,能将沥青、砂、石等材料牢固地胶结在一起,特别适用于制造混凝土、预制混凝土、清水混凝土、GRC产品、粘合剂等屋面、地下室、楼顶防漏的特别场合,本发明产品普遍用于彩色路面砖、透水砖、文化石、雕塑工艺品、水磨石、耐磨地坪、腻子等,具有高光线反射性能,使制造的路边石、路标、路中央分隔线拥有更高的交通安全性能。
4、本发明中加入的高效助磨剂,助磨效果稳定,能使粉磨出来的水泥细度和比表面积得到有效改善,能有效提高水泥强度,在工艺条件保持不变的情况下,1天抗压强度可提高2~4MPa,28天抗压强度可提高3~5MPa,本发明的水泥助磨剂助磨、增强效果好,可显著降低水泥粉磨时的电能消耗量,降低水泥生产成本,提高了水泥企业的经济效益和社会效益,特别是三异丙醇胺的烷链和羟基异构的空间立体结构,使得三异丙醇胺的分散性很好,而分散性是水泥的重要指标,三异丙醇胺对水泥的提产效果很好,且对水泥的流动性也有很大的改善的作用。三异丙醇胺通过促进较难水化的铁酸盐的水化及分散性达到提高水泥矿物的水化程度,从而提高早期强度,通过促进难水化矿物的水化和提高水泥的分散性,大大提高水泥的后期强度,三异丙醇胺对提高水泥的后期强度的作用更加显著;在本发明中,三异丙醇胺作为水泥助磨剂的原料之一,可以起到提高研磨效率,提高水泥的的强度,减少主材的用量的作用。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
(1)将硅酸盐水泥生料和硫铝酸盐水泥生料按照各自的煅烧方法在回转窑中烧制,得到硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥熟料,经冷却机冷却后送入各自的熟料库备用。
(2)硅酸盐水泥熟料、石膏、石灰石按照设定的比例配料,送到辊压机中辊压,再经筛选,粗粉重新回到辊压机,筛出得到的细粉与高效助磨剂一起进入设有内筛的高效球磨机进行研磨,得到硅酸盐水泥,存进硅酸盐水泥库备用。
(3)硫铝酸盐水泥熟料、硬石膏或者脱硫废石膏、石灰石按照设定的比例配料,送到辊压机中辊压,再经筛选,粗粉重新回到辊压机,筛出得到的细粉与高效助磨剂一起进入设有内筛的高效球磨机进行研磨,得到硫铝酸盐水泥,存进硫铝酸盐水泥库备用。
(4)将多种工业固体废弃物分别经过处理成无毒无害的混合材,放到预热器中,利用旋窑窑头余热加热后,再放到立磨进行粉磨并烘干至所需水分,存进掺合料库备用。
(5)将库存的普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥两种水泥与库存的掺合料和环氧硅烷偶联剂、引气剂、减水剂、缓凝剂和憎水剂,一起送到高效均化机,配制成复合高强水泥。
具体实施方式
实施例1
利用多种工业废料节能生产复合高强水泥的方法,是将多种工业固体废弃物制成活性矿物掺合料,作为水泥掺合料,配入硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥,经过高效均化,配制成水泥,所述的工艺过程如下:
(1)将水泥按照常规方法在旋转窑中烧制,得到普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥熟料按照比例混合,送到辊压机中辊压,再经筛选,粗粉重新回到辊压机,筛出得到的细粉与高效助磨剂一起进入设有内筛的高效球磨机进行研磨,存进水泥仓库备用。
(2)将多种工业固体废弃物分别经过处理成无毒无害的混合材,放到预热器中,利用旋窑窑头余热加热后,再放到立磨进行粉磨并烘干至所需水分,存进掺合料仓库备用;旋窑烧成熟料的过程中的窑头余热的温度为220~280℃。
(3)将库存的普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥两种水泥与库存的掺合料和环氧硅烷偶联剂、引气剂、减水剂、缓凝剂和憎水剂,一起送到高效均化机,配制成复合高强水泥。
所述的硅酸盐水泥是P.O42.5的水泥;
所述的硫铝酸盐水泥熟料其化学成分的重量百分数为:Al2O3:20~40%、SiO2:2~10%、Fe 2O3:5~15%、SO3:5~15%、C4A3S:40~65%、C2S:10~30%、C4AF:20~35%;
所述的水泥的原料配比由以下重量份数的物料制成:
硅酸盐水泥 10
硫铝酸盐水泥 60
活性矿物掺合料 30
环氧硅烷偶联剂 0.01
引气剂 0.01
减水剂 0.01
缓凝剂 0.05
憎水剂 0.01
所述的活性矿物掺合料的原料包括粒化高炉矿渣、钛白粉废渣、电解锰废渣、不锈钢废渣、制糖工业废液废渣和造纸工业废渣或其它工业废渣。
所述的活性矿物掺合料的重量份数比例如下:
粒化高炉矿渣 24
钛白粉废渣 33
不锈钢废渣 3
电解锰废渣 20
制糖工业废液 10
造纸工业废渣 10
所述的水泥助磨剂由以下重量份数的原料制成:
糖蜜15份;三异丙醇胺25份;滑石粉10份;木质素13份;钛酸酯偶联剂0.5份。
所述的木质素是从造纸黑液中提取得到的,提取方法为:在造纸黑液中加入质量分数为25~35%的硫酸溶液至造纸黑液的pH值为3~4,调节黑液的温度为50~55℃,有沉淀析出,静置1~2h后,将沉淀物过滤、干燥后得到木质素。
所述的不锈钢废渣是在不锈钢表面加工过程中排出的不锈钢废渣,该渣含有Fe:38~43%,Cr:8~10%,Ni:3~6%,C:3~5%,Si:2~5%,另外还有少量的Mn、Mo、Cu、Ti元素。
所述的水泥助磨剂,其制备方法步骤如下:
(1)取重量份数的水置于反应釜中,加热至40~45℃,然后向反应釜中加入糖蜜搅拌2~3分钟后,加入重量份数的木质素、滑石粉和钛酸酯偶联剂,搅拌5~7分钟;
(2)调节反应釜中溶液的温度为60~65℃,然后在反应釜中加入重量份数的三异丙醇胺、搅拌反应30~45分钟后,进入胶体磨机循环超细研磨5~10分钟,冷却至室温后出料,即可得到水泥助磨剂。
实施例2
利用多种工业废料节能生产复合高强水泥的方法,是将多种工业固体废弃物制成活性矿物掺合料,作为水泥掺合料,配入普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥熟料,经过高效均化,配制成水泥,所述的工艺过程如下:
(1)将水泥按照常规方法在旋转窑中烧制,得到普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥熟料按照比例混合,送到辊压机中辊压,再经筛选,粗粉重新回到辊压机,筛出得到的细粉与高效助磨剂一起进入设有内筛的高效球磨机进行研磨,存进水泥仓库备用。
(2)将多种工业固体废弃物分别经过处理成无毒无害的混合材,放到预热器中,利用旋窑窑头余热加热后,再放到立磨进行粉磨并烘干至所需水分,存进掺合料仓库备用;旋窑烧成熟料的过程中的窑头余热的温度为220~280℃。
(3)将库存的普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥两种水泥与库存的掺合料和环氧硅烷偶联剂、引气剂、减水剂、缓凝剂和憎水剂,一起送到高效均化机,配制成复合高强水泥。
所述的硅酸盐水泥P.O42.5的水泥;
所述的硫铝酸盐水泥熟料其化学成分的重量百分数为:Al2O3:20~40%、SiO2:2~10%、Fe 2O3:5~15%、SO3:5~15%、C4A3S:40~65%、C2S:10~30%、C4AF:20~35%;
所述的水泥的原料配比由以下重量份数的物料制成:
硅酸盐水泥 15
硫铝酸盐水泥 50
活性矿物掺合料 35
环氧硅烷偶联剂 0.02
引气剂 0.02
减水剂 0.03
缓凝剂 0.08
憎水剂 0.02
所述的活性矿物掺合料的原料包括粒化高炉矿渣、钛白粉废渣、电解锰废渣、不锈钢废渣、制糖工业废液废渣和造纸工业废渣或其它工业废渣。
所述的活性矿物掺合料的重量份数比例如下:
粒化高炉矿渣 30
钛白粉废渣 20
不锈钢废渣 8
电解锰废渣 22
制糖工业废液 15
造纸工业废渣 15
所述的水泥助磨剂由以下重量份数的原料制成:
糖蜜20份;三异丙醇胺28份;滑石粉13份;木质素14份;钛酸酯偶联剂0.8份。
所述的木质素是从造纸黑液中提取得到的,提取方法为:在造纸黑液中加入质量分数为25~35%的硫酸溶液至造纸黑液的pH值为3~4,调节黑液的温度为50~55℃,有沉淀析出,静置1~2h后,将沉淀物过滤、干燥后得到固形物(木质素)。
所述的不锈钢废渣是在不锈钢表面加工过程中排出的不锈钢废渣,该渣含有Fe:38~43%,Cr:8~10%,Ni:3~6%,C:3~5%,Si:2~5%,另外还有少量的Mn、Mo、Cu、Ti元素。
所述的水泥助磨剂,其制备方法步骤如下:
(1)取重量份数的水置于反应釜中,加热至40~45℃,然后向反应釜中加入糖蜜搅拌2~3分钟后,加入重量份数的木质素、滑石粉和钛酸酯偶联剂,搅拌5~7分钟;
(2)调节反应釜中溶液的温度为60-65℃,然后在反应釜中加入重量份数的三异丙醇胺、搅拌反应30~45分钟后,进入胶体磨机循环超细研磨5~10分钟,冷却至室温后出料,即可得到水泥助磨剂。
实施例3
利用多种工业废料节能生产复合高强水泥的方法,是将多种工业固体废弃物制成活性矿物掺合料,作为水泥掺合料,配入普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥熟料,经过高效均化,配制成水泥,所述的工艺过程如下:
(1)将水泥按照常规方法在旋转窑中烧制,得到普通硅酸盐水泥硫铝酸盐水泥熟料按照比例混合,送到辊压机中辊压,再经筛选,粗粉重新回到辊压机,筛出得到的细粉与高效助磨剂一起进入设有内筛的高效球磨机进行研磨,存进水泥仓库备用。
(2)将多种工业固体废弃物分别经过处理成无毒无害的混合材,放到预热器中,利用旋窑窑头余热加热后,再放到立磨进行粉磨并烘干至所需水分,存进掺合料仓库备用;旋窑烧成熟料的过程中的窑头余热的温度为220~280℃。
(3)将库存的普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥两种水泥与库存的掺合料一起送到高效均化机,配制成复合高强水泥;
所述的硅酸盐水泥是P.O42.5的水泥。
所述的硫铝酸盐水泥熟料其化学成分的重量百分数为:Al2O3:20~40%、SiO2:2~10%、Fe 2O3:5~15%、SO3:5~15%、C4A3S:40~65%、C2S:10~30%、C4AF:20~35%。
所述的水泥的原料配比由以下重量份数的物料制成:
硅酸盐水泥 20
硫铝酸盐水泥 40
活性矿物掺合料 40
环氧硅烷偶联剂 0.03
引气剂 0.02
减水剂 0.05
缓凝剂 0.10
憎水剂 0.03
所述的活性矿物掺合料的原料包括粒化高炉矿渣、钛白粉废渣、电解锰废渣、不锈钢废渣、制糖工业废渣和造纸工业废渣或其它工业废渣。
所述的活性矿物掺合料的重量份数比例如下:
粒化高炉矿渣 30
钛白粉废渣 20
不锈钢废渣 15
电解锰废渣 25
制糖工业废液 10
造纸工业废渣 10
所述的水泥助磨剂由以下重量份数的原料制成:
糖蜜15~18份;三异丙醇胺25~30份;滑石粉10~15份;木质素13~15份;钛酸酯偶联剂0.5~1份。
所述的木质素是从造纸黑液中提取得到的,提取方法为:在造纸黑液中加入质量分数为25%~35%的硫酸溶液至造纸黑液的pH值为3~4,调节黑液的温度为50~55℃,有沉淀析出,静置1~2h后,将沉淀物过滤、干燥后得到木质素。
所述的不锈钢废渣是在不锈钢表面加工过程中排出的不锈钢废渣,该渣含有Fe:38~43%,Cr:8~10%,Ni:3~6%,C:3~5%,Si:2~5%,另外还有少量的Mn、Mo、Cu、Ti元素。
所述的水泥助磨剂,其制备方法步骤如下:
(1)取重量份数的水置于反应釜中,加热至40~45℃,然后向反应釜中加入糖蜜搅拌2~3分钟后,加入重量份数的木质素、滑石粉和钛酸酯偶联剂,搅拌5~7分钟;
(2)调节反应釜中溶液的温度为60~65℃,然后在反应釜中加入重量份数的三异丙醇胺、搅拌反应30~45分钟后,进入胶体磨机循环超细研磨5~10分钟,冷却至室温后出料,即可得到水泥助磨剂。
应用效果
将本发明实施例1-3的水泥与与普通硅酸盐试验的效果,主要性能指数对比数据如下表所示:
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从上表可看出,使用本发明的活性矿物掺合料与未使用活性矿物掺合料的普通42.5水泥进行生产水泥相比,使用本发明的方法可以有效提高水泥早期强度,增强效果好。

Claims (10)

1.利用多种工业废料节能生产复合高强水泥的方法,其特征在于,是将多种工业废弃物制成活性矿物掺合料,作为水泥掺合料,配入硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥和配以特殊添加剂,经过高效均化,配制成普通硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥,所述的工艺过程如下:
(1)将硅酸盐水泥生料和硫铝酸盐水泥生料按照各自的煅烧方法在旋窑中烧制,得到硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥熟料,经冷却机冷却后送入各自的熟料库备用;
(2)硅酸盐水泥熟料、石膏或者脱硫废石膏、石灰石按照设定的比例配料,送到辊压机中辊压,再经筛选,粗粉重新回到辊压机,筛出得到的细粉与高效助磨剂一起进入设有内筛的高效球磨机进行研磨,得到硅酸盐水泥,存进硅酸盐水泥库备用;
(3)硫铝酸盐水泥熟料、硬石膏或者脱硫废石膏、石灰石按照设定的比例配料,送到辊压机中辊压,再经筛选,粗粉重新回到辊压机,筛出得到的细粉与高效助磨剂一起进入设有内筛的高效球磨机进行研磨,得到硫铝酸盐水泥,存进硫铝酸盐水泥库备用;
(4)将多种工业固体废弃物分别经过处理成无毒无害的混合材,放到预热器中,利用旋窑窑头余热加热后,再放到立磨进行粉磨并烘干至所需水分,得到活性矿物掺合料,存进掺合料库备用;
(5)将库存的普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥两种水泥与库存的掺合料和特殊添加料一起送到高效均化机,根据不同的需要,配制成所需的水泥;
所述的硅酸盐水泥是强度等级为42.5、42.5R、52.5、52.5R的P·Ⅱ水泥;
所述的硫铝酸盐水泥熟料的化学成分重量百分数为:Al2O3:20~40%、SiO2:2~10%、Fe2O3:5~15%、SO3:5~15%、C4A3S:40~65%、C2S:10~30%、C4AF:20~35%。
2.根据权利要求1所述的利用多种工业废料节能生产复合高强水泥的方法,其特征在于,所述的特殊添加料包括环氧硅烷偶联剂、引气剂、减水剂、缓凝剂和憎水剂。
3.根据权利要求1所述的利用多种工业废料节能生产复合高强水泥的方法,其特征在于,所述的水泥的原料配比由以下重量份数的物料制成:
硅酸盐水泥 10~20
硫铝酸盐水泥 30~60
活性矿物掺合料 20~40
环氧硅烷偶联剂 0.01~0.03
引气剂 0.01~0.03
减水剂 0.01~0.05
缓凝剂 0.05~0.10
憎水剂 0.01~0.03。
4.根据权利要求1或3所述的利用多种工业废料节能生产复合高强水泥的方法,其特征在于,所述的活性矿物掺合料的原料包括粒化高炉矿渣、钛白粉废渣、电解锰废渣、不锈钢废渣、制糖工业废液废渣和造纸工业废渣;
活性矿物掺合料的重量份数比例如下:
粒化高炉矿渣 20~30
钛白粉废渣 20~30
不锈钢废渣 5~15
电解锰废渣 20~30
制糖工业废液废渣 10~20
造纸工业废渣 10~20;
所述的粒化高炉矿渣是炼铁过程中经水或空气急冷处理成为粒状颗粒的高炉矿渣和水淬矿渣,其化学成分与硅酸盐水泥熟料成分相接近,根据原料不同而含二氧化硅、三氧化二铝、氧化钙、氧化镁及其少量的金属氧化物及一些硫化物,经水淬急冷后的矿渣含有含量较多的玻璃体;
所述的不锈钢废渣是在不锈钢表面加工过程中排出的不锈钢废渣,该渣含有Fe:38~43%,Cr:8~10%,Ni:3~6%,C:3~5%,Si:2~5%,另外还有少量的Mn、Mo、Cu、Ti元素;
所述的钛白粉废渣为红石膏,它是采用硫酸法生产钛白粉时,为治理酸性废水,加入石灰或电石渣以中和大量的酸性废水而产生的以二水石膏为主要成分的工业废渣,是硫酸法钛白粉主要的工业废弃物,用于补充水泥熟料的石膏;
所述的电解锰废渣是将含CaSO4·2H2O的锰渣分别进行102~115℃低温烘干使得含水量低于15%,然后在300℃锻烧处理0.5~1小时,然后替代石膏作为缓凝剂和增强剂;
所述的制糖工业废液选用糖蜜,作为助磨剂或减水剂的原料。
5.根据权利要求4所述的利用多种工业废料节能生产复合高强水泥的方法,其特征在于,所述的造纸工业废渣是在造纸黑液中加入质量分数为25~35%的硫酸溶液至造纸黑液的pH值为3~4,调节黑液的温度为50~55℃,有沉淀析出,静置1~2h后,将沉淀物过滤、干燥后得到的固形物。
6.根据权利要求2或3所述的利用多种工业废料节能生产复合高强水泥的方法,其特征在于,所述的环氧硅烷偶联剂包括3-(2,3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷、β-(3,4环氧基环己基)乙基三乙氧基硅烷、β-(3,4环氧基环己基)乙基甲基二乙氧基硅烷。
7.根据权利要求2或3所述的利用多种工业废料节能生产复合高强水泥的方法,其特征在于,所述的减水剂为聚羧酸盐减水剂或聚羧酸盐+糖蜜按照重量比5﹕1制成;所述的引气剂为十二烷基苯磺酸钠;所述的缓凝剂为硼酸和/或柠檬酸;所述的缓凝剂是酒石酸,所述的憎水剂是柠檬酸或硬脂酸钠。
8.根据权利要求1所述的利用多种工业废料节能生产复合高强水泥的方法,其特征在于,所述的高效助磨剂由以下重量份数的原料制成:糖蜜15~18份;三异丙醇胺25~30份;滑石粉10~15份;木质素13~15份;钛酸酯偶联剂0.5~1份。
9.根据权利要求1所述的利用多种工业废料节能生产复合高强水泥的方法,其特征在于,旋窑烧成熟料的过程中的窑头余热的温度为220~280℃。
10.根据权利要求1所述的利用多种工业废料节能生产复合高强水泥的方法,其特征在于,生产的复合高强水泥在普通建筑物或水工工程、道路工程或海上建筑工程方面的应用。
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