CN115925288A - 一种大掺量钢渣-脱硫灰制备高铁硫铝酸盐水泥熟料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大掺量钢渣‑脱硫灰制备高铁硫铝酸盐水泥熟料的方法,包括以下步骤:1)阶梯粉磨及磁选:采用二级粉磨和磁选工艺,将钢渣中含有的难磨相磁选分离出去,得到磁选后粒径小于等于2.36mm的钢渣粉料,备用;2)配料和粉磨:将步骤1)制得的钢渣粉料与建筑垃圾、脱硫灰、铝矾土进行称量配料并充分混磨均匀,得到高铁硫铝酸盐生料混合物;3)煅烧:将步骤2)所得高铁硫铝酸盐生料混合物在1300~1400℃温度下进行煅烧,即可制得高铁硫铝酸盐熟料。该方法能大幅提升钢渣的掺量至10%及以上,钢渣‑脱硫灰二者掺量可达到30%以上,同时利用城市固废如建筑垃圾适当替代天然石灰石,来制备高铁硫铝酸盐熟料,达到降低熟料烧成温度和生产成本的目的。
Description
技术领域
本发明涉及水泥生产技术,具体地指一种大掺量钢渣-脱硫灰制备高铁硫铝酸盐水泥熟料的方法。
背景技术
硫铝酸盐水泥是以适当比例的石灰石、铝矾土、石膏为原料,经低温(1350±50℃)煅烧而成的,属CaO-Al2O3-SiO2-Fe2O3-SO3体系,其以硫铝酸钙(C4A3S),硅酸二钙(C2S)以及铁相(C4AF、C2F、C6A2F以及C6AF2)为主要熟料矿物。按照铁相及硫铝酸钙含量高低,硫铝酸盐水泥分为普通硫铝酸盐水泥和高铁硫铝酸盐水泥。与传统的硅酸盐水泥相比,其具有早期性能发展迅速、碱度低、耐腐蚀性能优异等特点。同时,由于其钙含量相对低,生产过程中的石灰石用量减少,与石灰石分解相关的CO2排放也大幅减少。除此之外,由于生料含铁量较高,其煅烧温度可以降低100~200℃。这降低了水泥生产的能耗,与当今节能减排的发展主题是相契合的。
尽管硫铝酸盐水泥拥有如此突出的优点,但是其在我国的产量并不高。这可能与其生产成本有关。作为硫铝酸盐水泥的重要原料之一,铝矾土是重要的工业原料。它在生产耐火材料、化学制品及金属铝等方面得到广泛应用。面对较高的价格以及资源量日渐紧缺的现状,以高质量的铝矾土作为硫铝酸盐水泥的铝源不是长久之计。
在冶金渣制备硫铝酸盐熟料方面,Visa Isteri等人以冶金工业残渣:AOD渣(来自不锈钢产业)、Fe渣(来自Zn生产过程)、Fayalitic渣为原料,制备了高铁硫铝酸盐水泥。通过1d、7d和28d强度测试,发现其与普通硅酸盐水泥的强度相近。这说明使用冶金废料替代原料是可行的。但是,将固废应用在工业上依旧存在不少的问题。如固废的杂质含量高、成分波动大,相关的生产设备和技术要求高等等。总的来说,利用工业废渣制备硫铝酸盐水泥目前还处于初步研究阶段。
梁娇等人通过分析C4A3S的晶体结构,结合相关的晶体学知识,论证了用铁代替硫铝酸钙矿相中的铝的可行性。同时,也有学者研究了铁对纯Ye'elimite及硫铝酸盐水泥中Ye'elimite形成的影响。但他们得到的实验结果却是相矛盾的。有的研究表明,在1100-1150℃和950-1205℃的狭窄温度范围内形成了C4 F3 S(Ca4Fe6O12[SO4])。其他研究者们则从未观察到C4F3 S相。他们认为C4A3-xFxS矿相的中Fe对Al的取代量在2%-10%范围内(x在0.08—0.40),最高不超过25%(x=1.05)。在对Ye'elimite形成的影响方面,有人认为Fe2O3促进了Ye'elimite的形成,而有人则认为其促进了Fe在Ye'elimite内的取代。
脱硫灰是半干法循环流化床烟气脱硫技术应用中产生的工业固体废弃物。脱硫灰的主要成分虽为CaSO3·0.5H2O和CaSO4·2H2O,CaSO3·0.5H2O。但其对于水泥性能的影响除CaSO3·0.5H2O外,还有其它对烧成有影响的微量组分,如Cl和F。由于脱硫灰用于烧成难度系数大,有部分关于脱硫灰改性的研究:如河北科技大学李茜等研究了CaSO3在低温下的转变技术,结果表明Fe2O3和MgO对脱硫灰中的亚硫酸钙的氧化反应能起到促进作用;催化剂种类的不同,导致CaSO3氧化转化程度也有所不同,CuSO4和Cr2O3分别与强氧化剂(H2O2)共同作用,在低温条件下就可以使得CaSO3氧化的转化效率高达78.11%,但低温氧化的工序和添加氧化剂的成本对其应用造成了障碍。重庆大学郑慧敏等也对脱硫灰中主要组分亚硫酸钙的氧化进行了分析,但其研究也仅基于纯CaSO3开展了理论探讨,实际脱硫灰中除去CaSO3还有许多其他物质,因而研究所得结果也仅供理论参考。且脱硫灰中Cl和F对烧成的影响几乎未见公开报道。
综上所述,目前对钢渣及脱硫灰在水泥原料中的使用已经进行了一定的研究。但是目前依旧存在着一个共性的问题,那就是:钢渣的掺入量普遍不高,脱硫灰在硫铝酸盐熟料中的应用研究也开展甚少。对于钢渣在配料中的掺量,有的只有不到10%,这对钢渣的大规模消耗利用是不利的;即便梁娇等人的研究中将钢渣掺量达到20%,但并未结合大掺量钢铁企业的工业固废(特别是脱硫灰)或城市固废(如建筑垃圾)等来开展研究。加之脱硫灰中由于含有一定量的氯、氟,对熟料的煅烧和强度会造成非常大的影响,不了解其特性且未经过正确处理的情况下熟料极易出现低温液相,使得回转窑内烧流或结大圈,无法完成熟料的煅烧。因此大掺量钢渣-脱硫灰制备高铁硫铝酸盐水泥熟料存在明显的技术壁垒。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种大掺量钢渣-脱硫灰制备高铁硫铝酸盐水泥熟料的方法。该方法能大幅提升钢渣的掺量至10%及以上,钢渣-脱硫灰二者掺量可达到30%以上,同时利用城市固废如建筑垃圾适当替代天然石灰石,来制备高铁硫铝酸盐熟料,达到降低熟料烧成温度和生产成本的目的。
本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为:
一种大掺量钢渣-脱硫灰制备高铁硫铝酸盐水泥熟料的方法,包括以下步骤:
1)阶梯粉磨及磁选:采用二级粉磨和磁选工艺,将钢渣中含有的难磨相磁选分离出去,得到磁选后粒径小于等于2.36mm的钢渣粉料,备用;
2)配料和粉磨:将步骤1)制得的钢渣粉料与建筑垃圾、脱硫灰、铝矾土进行称量配料并充分混磨均匀,得到大掺量钢渣的高铁硫铝酸盐生料混合物;其中,按重量百分比计,钢渣粉料0%~25%,建筑垃圾45%~65%,脱硫灰5%~10%,铝矾土20%~30%,且,钢渣粉料和脱硫灰总重量百分比为10%~35%;
3)煅烧:将步骤2)所得大掺量钢渣的高铁硫铝酸盐生料混合物在1380~1400℃温度下进行煅烧,即可制得高铁硫铝酸盐熟料。
按上述方案,步骤1)中,所述的钢渣为钢铁企业排放的钢渣,包括转炉钢渣、电炉钢渣、热闷钢渣、滚筒钢渣等中的任意一种或几种按任意比例的混合物。其中,钢渣中MgO含量不高于5.0%,MnO含量不高于2.5%。
按上述方案,步骤1)具体为:选取0<粒径≤20mm的钢渣尾渣放入球磨机或辊压机,研磨15~20min,过4~6mm筛,进行一级粉磨;筛上物返回球磨机或辊压机,并利用磁选机将筛下转炉钢渣中的铁粒及难磨相磁选分离出去;然后,将分选后的转炉钢渣继续在球磨机或辊压机中研磨15~20min,过1~3mm筛,进行二级粉磨,筛上物返回球磨机或辊压机,并利用磁选机将筛下的转炉钢渣中残留的铁粒及难磨相磁选分离出去,最终得到分选后的粒径小于2.36mm的钢渣粉料,备用。
按上述方案,步骤2)中,所述原材料中脱硫灰SO3含量需不低于30%;铝矾土Al2O3含量需不低于50%,能用于本发明。
按上述方案,建筑垃圾是将以石灰岩为主要的建筑垃圾进行破碎分离后,获得的粗骨料部分。其中CaO含量不低于50%,此类型建筑垃圾原料可用于本发明。
按上述方案,所述脱硫灰使用前进行前处理,步骤如下:先将脱硫灰用洁净的自来水进行水洗,之后在马弗炉中400~600℃预烧5~15min获得。
按上述方案,步骤(3)中,大掺量钢渣的高铁硫铝酸盐生料混合物煅烧前可先在850~950℃的马弗炉中保温5~15min进行预烧,之后移入硅碳棒炉或硅钼炉中,煅烧温度为1300℃~1400℃,煅烧时间为20~30min,煅烧结束后采用风冷法急冷,刚出炉时高温段冷却速度每分钟不得低于300℃;也可以直接入硅碳棒炉或硅钼炉中在设定的温度和时间下煅烧后再冷却制成。
上述方法制备的高铁硫铝酸盐熟料以无水硫铝酸钙、硅酸二钙及铁铝酸钙为主要成分,三者矿物相含量不得低于80%。
与现有技术相比,本发明具有如下优点:
其一,本发明将钢渣和脱硫灰共同使用于硫铝酸盐水泥熟料的生产,利用钢渣来适当替代石灰石和铝矾土,利用脱硫灰来替代天然硬石膏,利用建筑垃圾部分替代石灰石,可以减少对铝矾土、天然石膏、石灰石等不可再生资源的消耗,在促进钢渣和脱硫灰、建筑垃圾资源化利用的同时,还能使水泥生产朝着优质高产和低耗的方向发展,可以在很大程度上降低水泥的生产成本,具有广阔的应用前景。
第二,本发明在利用钢渣-脱硫灰制备高铁硫铝酸盐熟料时,将钢渣掺量提升到了25%。其中钢渣不仅能充分发挥其“诱导晶种”作用,而且铁相能起助熔进而能降低水泥烧成温度。本发明中,钢渣的掺量最大达到了25%,高铁硫铝酸盐熟料的烧成温度低,在1300℃~1400℃范围内,实现了大掺量钢渣-脱硫灰硫铝酸盐水泥熟料的制备,并且低能耗、低碳排放。
第三,本发明通过对脱硫灰进行了适当煅烧前处理,脱硫灰掺量提高到了10%,进而使得原料中钢渣-脱硫灰的掺量高达30%。传统的制备方式是仅将各原材料中的自由水进行了烘干,即未脱硫灰中晶体结构水去除,又未将CaSO3·0.5H2O转化未CaSO4,使得脱硫灰的掺量很难提升。本发明中的将脱硫灰进行了原材料的水洗及煅烧前处理,使得不仅是脱硫灰包括钢渣等原料的占比都得到了大幅提升。
具体实施方式
为了更好地理解本发明,下面结合实施例进一步阐明本发明的内容,但本发明不仅仅局限于下面的实施例。
下述实施例中,钢渣(来自武汉钢铁有限公司,简称武钢钢渣)、建筑垃圾、铝矾土以及脱硫灰的化学组分见表1。作为对比例中制备时使用的石灰石及硬石膏的组分同样见表1。
表1
*备注:脱硫灰中的其他组分中Cl占比为1.45%,F占比为4.05%。
下述实施例中,钢渣粉料的制备过程如下:选取0<粒径≤20mm的钢渣(包括转炉钢渣、电炉钢渣、热闷钢渣、滚筒钢渣等)尾渣放入球磨机或辊压机,研磨15~20min,优选研磨20min后,过4~6mm筛,优选过5mm筛,进行一级粉磨,筛上物返回球磨机或辊压机,并利用高梯度宽带磁选机将筛下转炉钢渣中的铁粒及RO相等难磨相磁选分离出去;然后,将分选后的转炉钢渣继续在球磨机或辊压机中研磨15~20min,优选研磨15min后,过1~3mm筛,优选过2.36mm筛,进行二级粉磨,筛上物返回球磨机或辊压机,并利用高梯度宽带磁选机将筛下的转炉钢渣中残留的铁粒及RO相等难磨相磁选分离出去,分选后的粒径小于2.36mm的钢渣粉料即可备用。
下述实施例中,对脱硫灰需进行前处理,步骤如下:先将脱硫灰用洁净的自来水进行水洗,之后在马弗炉中450~600℃预烧5~15min获得。这样做的目的一是将脱硫灰中晶体结构水去除,二是将CaSO3·0.5H2O转化未CaSO4。
下述实施例中,各原材料煅烧前进行称量、混合、粉磨、压片,煅烧过程中需关注其升温和冷却制度以及保温时间,具体如下:
1)升温和冷却制度:将原料混合物的生料饼放入匣钵,一起置入900℃的马弗炉中保温10min进行预烧,预烧结束后将其直接快速转入已经达到设定烧成温度的硅钼棒(或硅碳棒)电炉中,此时进料会导致电炉温度降低,待电炉再次到达设定烧成温度1300℃~1400℃后开始计时,保温至预定时间后取出。取出后的样品倒在金属台上冷却,冷却过程中使用风扇加快其冷却速度,刚出炉时高温段冷却速度每分钟不得低于300℃;冷却过慢,部分活性矿物可能会发生晶型转变,导致强度降低。
2)保温时间:物料在高温下的保温时间将会直接决定熟料矿物晶体的成核和生长。保温时间不足,贝利特和硫铝酸钙等具有水化活性的熟料矿物晶体来不及生长,铁相等低活性的中间矿物也未及时转化为有效熟料矿物晶体而作为惰性填料残杂在熟料中。保温时间过长,部分熟料矿物相可能会分解,液相量也有可能增多。因此,合适的保温时间是决定烧成熟料质量的重要因素之一,不仅可以保证熟料矿物的早期水硬活性达到最佳状态,而且可以确保水泥的后期性能持续发展。
下述对比例及实施例用配方一览表,详见表2。
表2
对比例1
一种制备常规硫铝酸盐熟料的方法,以天然原材料为配料组分,不引入钢渣粉和脱硫灰。具体过程如下:按重量百分比计,将62.0wt%的石灰石、28.0wt%的铝矾土、10.0wt%的硬石膏,3种原材料一起加入生料磨中混磨均匀,粉磨至常规生料粉的细度,200μm筛筛余不大于2%;然后入窑在1400℃温度下煅烧30min(即保温时间),制得相应水泥熟料,质量均匀,颜色呈深褐色。
经计算,所制备水泥熟料的铁相含量为6.25%,无水硫铝酸钙含量为41.85%,C2S含量为47.14%。
经检测,所制备水泥熟料的f-CaO为0%;加入适量调凝石膏(这里适量调凝石膏具体为加入7%的SO3的含量约为45%的天然二水石膏,其他实施例和对比例与此相同),与实施例所制备的水泥熟料一起磨制成熟料粉,相应熟料粉的的净浆强度检验结果如下:1d强度为53.6MPa,28d强度为79.7MPa。
实施例1
一种大掺量钢渣-脱硫灰制备高铁硫铝酸盐水泥熟料的方法,引入处理的脱硫灰,但不掺加钢渣粉料,钢渣-脱硫灰总掺量为10.0%。按重量百分比计,将62.0wt%的建筑垃圾、10.0wt%的处理后脱硫灰,28.0wt%的铝矾土,各原材料一起加入生料磨中混磨均匀,粉磨至常规生料粉的细度,200μm筛筛余不大于2%;然后入窑在1400℃温度下煅烧30min,制得相应水泥熟料,质量均匀,颜色呈深褐色。
经计算,所制备水泥熟料的铁相含量为6.04%,无水硫铝酸钙含量为42.12%,C2S含量为50.03%。
经检测,所制备水泥熟料的f-CaO为0%;所制备水泥熟料加入适量调凝石膏一起磨制成熟料粉,相应熟料粉的净浆强度检验结果如下:1d强度为57.8MPa,28d强度为81.2MPa。
实施例2
一种大掺量钢渣-脱硫灰制备高铁硫铝酸盐水泥熟料的方法,引入钢渣粉料和处理的脱硫灰,钢渣-脱硫灰总掺量为14.0%。按重量百分比计,将60.0wt%的建筑垃圾、5%的钢渣粉料、9.0wt%的处理后处理脱硫灰和26.0wt%的铝矾土一起加入生料磨中混磨均匀,粉磨至常规生料粉的细度,200μm筛筛余不大于2%;然后入窑在1380℃温度下煅烧30min,制得相应水泥熟料。该水泥孰料质量均匀,颜色呈褐黑色,未出现局部钢渣富集现象。
经计算,所制备水泥熟料的铁相含量为10.38%,无水硫铝酸钙含量为36.08%,C2S含量为50.94%。
经检测,该水泥熟料的f-CaO为0%;加入适量调凝石膏,相应熟料粉的净浆强度检验结果如下:1d强度为57.1MPa,28d强度为78.3MP。
实施例3
一种大掺量钢渣-脱硫灰制备高铁硫铝酸盐水泥熟料的方法,引入钢渣粉料和处理的脱硫灰,钢渣-脱硫灰总掺量为21.0%。按重量百分比计,将56.0wt%的建筑垃圾、15.0%的钢渣粉料、6.0wt%的处理脱硫灰和23.5wt%的铝矾土,一起加入生料磨中混磨均匀,粉磨至常规生料粉的细度,粉磨至常规生料粉的细度,200μm筛筛余不大于2%;然后入窑在1350℃温度下煅烧30min,制得相应水泥熟料。该水泥孰料质量均匀,颜色呈褐黑色,未出现局部钢渣富集现象。
经计算,所制备水泥熟料的铁相含量为18.43%,无水硫铝酸钙含量为26.96%,C2S含量为51.30%。
经检测,该水泥熟料的f-CaO为0%;加入适量调凝石膏,相应熟料粉的净浆强度检验结果如下:1d强度为54.1MPa,28d强度为70.9MPa。
实施例4
一种大掺量钢渣-脱硫灰制备高铁硫铝酸盐水泥熟料的方法,引入钢渣粉料和处理的脱硫灰,钢渣-脱硫灰总掺量为25.5%。按重量百分比计,将52.0wt%的建筑垃圾、20.0%的钢渣粉料、5.5wt%的处理脱硫灰和22.5wt%的铝矾土,一起加入生料磨中混磨均匀,粉磨至常规生料粉的细度,粉磨至常规生料粉的细度,200μm筛筛余不大于2%;然后入窑在1325℃温度下煅烧30min,制得相应水泥熟料。该水泥熟料质量均匀,颜色呈褐黑色,未出现局部钢渣富集现象。
经计算,所制备水泥熟料的铁相含量为22.01%,无水硫铝酸钙含量为23.02%,C2S含量为49.37%。
经检测,该水泥熟料的f-CaO为0%;加入适量调凝石膏,相应熟料粉的净浆强度检验结果如下:1d强度为51.2MPa,28d强度为67.7MPa。
实施例5
一种大掺量钢渣-脱硫灰制备高铁硫铝酸盐水泥熟料的方法,引入钢渣粉料和处理的脱硫灰,钢渣-脱硫灰总掺量为31.0%。按重量百分比计,将48.0wt%的建筑垃圾、25.0%的钢渣粉料、5.0wt%的处理脱硫灰和22.0wt%的铝矾土,一起加入生料磨中混磨均匀,粉磨至常规生料粉的细度,粉磨至常规生料粉的细度,200μm筛筛余不大于2%;然后入窑在1325℃温度下煅烧30min,制得相应水泥熟料。该水泥熟料质量均匀,颜色呈褐黑色,未出现局部钢渣富集现象。
经计算,所制备水泥熟料的铁相含量为25.35%,无水硫铝酸钙含量为19.92%,C2S含量为47.05%。
经检测,该水泥熟料的f-CaO为0%;加入适量调凝石膏,相应熟料粉的净浆强度检验结果如下:1d强度为48.4MPa,28d强度为63.7MPa。
对比例2
本对比例与实施例3的区别仅在于:脱硫灰直接使用,不经过预处理。按重量百分比计,将56.0wt%的建筑垃圾、15.0%的钢渣粉料、6.0wt%的原状脱硫灰和23.5wt%的铝矾土,一起加入生料磨中混磨均匀,粉磨至常规生料粉的细度,粉磨至常规生料粉的细度,200μm筛筛余不大于2%;然后入窑在1350℃温度下煅烧30min,制得相应水泥熟料。该水泥熟料质量均匀,颜色呈褐黑色,未出现局部钢渣富集现象。
经检测,该水泥熟料的f-CaO为0%;;加入适量调凝石膏,相应熟料粉的净浆强度检验结果如下:1d强度为44.8MPa,28d强度为57.9MPa
实验发现,本对比例2所制备水泥熟料强度出现了大幅度下降。这种大掺量钢渣-脱硫灰制备高铁硫铝酸盐水泥熟料的方法中,同样引入钢渣粉料和未处理的脱硫灰,钢渣-脱硫灰总掺量保持为21.0%,但未经处理的脱硫灰直接使用对水泥熟料的强度造成的影响太大,早强及后期强度下降10MPa左右。
对比例3
本对比例3与实施例3的区别仅在于:钢渣二次选铁且未破碎到相应力度,钢渣中难磨组分增多,造成生料粉的细度偏大,200μm筛筛余达到3.5%。按重量百分比计,将56.0wt%的建筑垃圾、15.0%的钢渣粗粉料、6.0wt%的处理后的脱硫灰和23.5wt%的铝矾土,一起加入生料磨中混磨均匀,粉磨至常规生料粉的细度,粉磨至常规生料粉的细度,200μm筛筛余为3.5%;然后入窑在1350℃温度下煅烧30min,制得相应水泥熟料。
该水泥熟料的质量性变差,局部出现点滴状孔洞,即出现局部钢渣富集现象;而局部过多液相出现使得熟料质量的匀质性受到影响,进而影响熟料的强度。经检测,该水泥熟料的f-CaO为0%;加入适量调凝石膏,相应熟料粉的净浆强度检验结果如下:1d强度为51.8MPa,28d强度为67.4MPa。
实验发现,对比例3所制备水泥熟料强度出现了一定幅度下降。这种大掺量钢渣-脱硫灰制备高铁硫铝酸盐水泥熟料的方法中,同样引入处理的脱硫灰和未按照本发明所述方法处理的钢渣粉料,钢渣-脱硫灰总掺量保持为21.0%。但是,使用未按照本发明所述方法处理的钢渣粉料对水泥熟料的质量造成了较大影响,早强及后期强度下降3MPa左右。
综上所述,通过以上对比例和实施例可知,本发明在双掺钢渣-处理脱硫灰且二者总掺量达到10%~35%的情况下(钢渣用来量最大可达25%,处理脱硫灰可达10%),且同时可协同处置利用48%~62%的建筑垃圾,相应高铁硫铝酸盐水泥熟料的强度依旧可以和利用纯天然原材料制备出来的熟料净浆的强度相接近,在很大程度上降低水泥的生产成本。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明创造构思的前提下,还可以做出若干改进和变换,这些都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种大掺量钢渣-脱硫灰制备高铁硫铝酸盐水泥熟料的方法,其特征在于:包括以下步骤:
1)阶梯粉磨及磁选:采用二级粉磨和磁选工艺,将钢渣中含有的难磨相磁选分离出去,得到磁选后粒径小于等于2.36mm的钢渣粉料,备用;
2)配料和粉磨:将步骤1)制得的钢渣粉料与建筑垃圾、脱硫灰、铝矾土进行称量配料并充分混磨均匀,得到大掺量钢渣-脱硫灰的高铁硫铝酸盐生料混合物;其中,按重量百分比计,钢渣粉料0%~25%,建筑垃圾45%~65%,脱硫灰5%~10%,铝矾土20%~30%,且,钢渣粉料和脱硫灰总重量百分比为10%~35%;
3)煅烧:将步骤2)所得大掺量钢渣-脱硫灰的高铁硫铝酸盐生料混合物在1300~1400℃温度下进行煅烧,即可制得高铁硫铝酸盐熟料。
2.根据权利要求1所述的大掺量钢渣-脱硫灰制备高铁硫铝酸盐水泥熟料的方法,其特征在于:步骤1)中,所述的钢渣为钢铁企业排放的钢渣,包括转炉钢渣、电炉钢渣、热闷钢渣、滚筒钢渣中的任意一种或几种按任意比例的混合物,其中钢渣中MgO含量不高于5.0%,MnO含量不高于2.5%。
3.根据权利要求1所述的大掺量钢渣-脱硫灰制备高铁硫铝酸盐水泥熟料的方法,其特征在于:步骤1)具体为:选取0<粒径≤20mm的钢渣尾渣放入球磨机或辊压机,研磨15~20min,过4~6mm筛,进行一级粉磨;筛上物返回球磨机或辊压机,并利用磁选机将筛下转炉钢渣中的铁粒及难磨相磁选分离出去;然后,将分选后的转炉钢渣继续在球磨机或辊压机中研磨15~20min,过1~3mm筛,进行二级粉磨,筛上物返回球磨机或辊压机,并利用磁选机将筛下的转炉钢渣中残留的铁粒及难磨相磁选分离出去,最终得到分选后的粒径小于2.36mm的钢渣粉料,备用。
4.根据权利要求1所述的大掺量钢渣-脱硫灰制备高铁硫铝酸盐水泥熟料的方法,其特征在于:步骤2)中,所述脱硫灰中SO3含量不低于30%;铝矾土中Al2O3含量不低于50%。
5.制备高铁硫铝酸盐熟料的方法,其特征在于:建筑垃圾是将以石灰岩为主的建筑垃圾进行破碎分离后,获得的粗骨料部分;其中CaO含量不低于50%。
6.根据权利要求1所述的大掺量钢渣-脱硫灰制备高铁硫铝酸盐水泥熟料的方法,其特征在于:所述脱硫灰使用前进行前处理,步骤如下:先将脱硫灰用洁净的自来水进行水洗,之后在马弗炉中450~600℃预烧5~15min获得。
7.根据权利要求1所述的大掺量钢渣-脱硫灰制备高铁硫铝酸盐水泥熟料的方法,其特征在于:步骤2)中,按重量百分比计,钢渣粉料0%~25%,建筑垃圾48%~62%,脱硫灰5%~10%,铝矾土22%~28%,且,钢渣粉料和脱硫灰总重量百分比为10%~30%。
8.根据权利要求1所述的大掺量钢渣-脱硫灰制备高铁硫铝酸盐水泥熟料的方法,其特征在于:步骤2)中,混磨至过200μm筛筛余不大于2%。
9.根据权利要求1所述的大掺量钢渣-脱硫灰制备高铁硫铝酸盐水泥熟料的方法,其特征在于:步骤(3)中,大掺量钢渣的高铁硫铝酸盐生料混合物煅烧前可先在850~950℃的马弗炉中保温5~15min进行预烧,之后移入硅碳棒炉或硅钼炉中,煅烧温度为1300℃~1400℃,煅烧时间为20~30min,煅烧结束后采用风冷法急冷,刚出炉时高温段冷却速度每分钟不得低于300℃;或者大掺量钢渣的高铁硫铝酸盐生料混合物直接入硅碳棒炉或硅钼炉中在设定的温度和时间下煅烧后再冷却制成。
10.根据权利要求1所述的大掺量钢渣-脱硫灰制备高铁硫铝酸盐水泥熟料的方法,其特征在于:所制备的高铁硫铝酸盐熟料以无水硫铝酸钙、硅酸二钙及铁铝酸钙为主要成分,三者矿物相含量不得低于80%。
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