CN117819843A - 一种低碳球形化白色硅酸盐水泥及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种低碳球形化白色硅酸盐水泥及其制备方法，其中白色硅酸盐水泥产品的粒径及区间累计分布为：＜3μm占比14‑25％，45μm方孔筛筛余10‑25％，所述低碳球形化白色硅酸盐水泥平均圆形度0.75‑0.85，平均长径比1.35‑1.60。该白色硅酸盐水泥混合材料配比≥30％，本发明的制备方法采用预粉磨联合新型干法节能型立式研磨系统进行研磨整形，筒体衬板、转子衬板和研磨介质为锆刚玉材质，避免研磨过程产生金属污染，生产出的产品品质高，白度高，早期强度适当，后期强度更高。
Description
技术领域
本发明涉及水泥生产的技术领域，特别是一种低碳球形化白色硅酸盐水泥及其制备方法。
背景技术
据不完全统计全国白色硅酸盐水泥生产企业，总产能约为650万吨。但是生产的白色硅酸盐水泥品质普遍较低，低品质白色硅酸盐水泥市场已出现严重过剩的局面，高品质白色硅酸盐水泥却尽产尽销。
白度是评价白色硅酸盐水泥质量好坏的重要指标，如何提高白度也是白色硅酸盐水泥研究的重要方向。大多数人都是在物料上研究对白色硅酸盐水泥白度的影响，忽略了其工艺以及研磨材质对白度以及品质的影响，且混合材料掺量小于30％；因此如何在改善其工艺以提高产品品质的同时又不降低白色硅酸盐水泥的白度是未来白色硅酸盐水泥行业市场的研究方向之一。
有鉴于此，本发明人专门设计了一种低碳球形化白色硅酸盐水泥及其制备方法，本案由此产生。
发明内容
本发明所要解决的问题是克服现有技术存在的不足，提供一种低碳球形化白色硅酸盐水泥及其制备方法，在保证白色硅酸盐水泥白度以及工作性能的前提下，通过不同粉磨工艺、特定衬板材质、研磨介质提高白色硅酸盐水泥的品质；具体方案如下：
本发明的第一个目的在于提供一种低碳球形化白色硅酸盐水泥，所述白色硅酸盐水泥粒径及区间累计分布为：＜3μm占比14-25％，45μm方孔筛筛余10-25％，
所述低碳球形化白色硅酸盐水泥平均圆形度0.75-0.85，平均长径比1.35-1.60。
进一步的，所述白色硅酸盐水泥包括白色硅酸盐熟料和石膏以及混合材料，且所述混合材料配比≥30％。
本发明的有益效果在于：白色硅酸盐水泥水泥粒径分布更加合理，颗粒堆积密度提高，更接近Fuller曲线分布；圆形度提高，长径比降低，颗粒形貌明显改善，在不影响白色硅酸盐水泥白度的情况下提升产品综合物理性能；突破现有标准要求小于30％的限制，提高混合材料掺量，降低熟料用量，进而减少碳排放量。
本发明的第二个目的在于提供一种低碳球形化白色硅酸盐水泥的制备工艺，用于制备一种低碳球形化白色硅酸盐水泥，所述白色硅酸盐熟料、石膏以及混合材料采用预粉磨处理后通过立式研磨机研磨整形，在研磨过程中可加入适当水泥助磨剂。
进一步的，所述新型干法节能型立式研磨机的筒体衬板、转子衬板和研磨介质为锆刚玉材质。
进一步的，该制备方法包括以下步骤：
步骤一，按照配比，所述白色硅酸盐熟料和石膏配料完成后分别进入熟料稳流称重仓与石膏稳流称重仓，经第一输送装置输送至辊压机喂料仓，所述混合材料通过混合材稳流称重仓进入辊压机喂料仓，经辊压机预粉磨后，由第二输送装置输送入立式研磨机，或者由第二输送装置进入第一选粉装置，由第一选粉装置选粉后进入立式研磨机研磨整形或者进入辊压机再次粉磨；
步骤二，经立式研磨机研磨整形后通过出料篦板排出，经输送直接入成品库，
或者经立式研磨机研磨整形后通过出料篦板排出，经第二选粉装置选粉，不符合的返回立式研磨机继续研磨；经调节控制后符合条件的成品经袋式收尘器收集入成品库。
进一步的，所述第一输送装置：将白色硅酸盐熟料、石膏经计量皮带秤输送至第一提升机，经第一提升机输送至辊压机喂料仓；
所述第二输送装置将辊压机预粉磨后的物料由第二提升机输送入立式研磨机或者输送入第一选粉装置。
进一步的，所述第一选粉装置中，由第二输送装置送入送入V型选粉机初选后，粗料返回辊压机喂料仓，细料进入旋风选粉机经分选收集后入立式研磨机进行研磨整形；
所述第二选粉装置中，经提升机输送入O-sepa选粉机选粉。
本发明的制备方法采用预粉磨联合新型干法节能型立式研磨系统进行研磨，与传统球磨机相比，节能30％-50％，能耗大幅降低，实现低碳化生产。筒体衬板、转子衬板和研磨介质为锆刚玉材质，避免研磨过程产生金属污染，生产出的产品品质高，白度高，早期强度适当，后期强度更高。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
其中：
图1是本发明制备方法的流程图一；
图2是本发明制备方法的流程图二。
标号说明：
1、熟料稳流称重仓；2、石膏稳流称重仓；3、混合材稳流称重仓；4、第一输送装置；5、辊压机喂料仓；6、辊压机；7、第二输送装置；8、第一选粉装置；9、立式研磨机；10、第二选粉装置；11、袋式收尘器；12、成品库。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明技术方案作进一步阐述。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用设备等未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
本发明提供一种低碳球形化白色硅酸盐水泥，所述白色硅酸盐水泥粒径及区间累计分布为：＜3μm占比14-25％，45μm方孔筛筛余10-25％，其中，＜3μm粒径占比采用激光粒度分析仪测定，45μm方孔筛筛余采用负压筛析法测定；所述低碳球形化白色硅酸盐水泥平均圆形度0.75-0.85，平均长径比1.35-1.60，圆形度和长径比采用扫描电子显微镜(SEM)检测并计算。
所述白色硅酸盐水泥包括白色硅酸盐熟料和石膏以及混合材料，且所述混合材料配比≥30％，解决了传统白色硅酸盐水泥混合材料掺量与白度及水泥性能间的矛盾，减少水泥工业生产中CO2等气体排放，实现白色硅酸盐水泥高性能低碳化生产，所述混合材料为石灰岩、白云质石灰岩、石英砂中的一种或任意组合。所述白色硅酸盐水泥熟料是以适当成分的生料烧至部分熔融，得到以硅酸钙为主要成分的熟料，其中，Fe2O3＜0.3％，MgO≤5.0％，所述石膏为天然石膏或工业副产石膏。
本发明的制备方法中，所述白色硅酸盐熟料、石膏以及混合材料采用预粉磨处理后通过立式研磨机研磨整形，在研磨过程中可加入适当水泥助磨剂，研磨整形后得到粒径及区间累计分布为：＜3μm占比14-25％，45μm方孔筛筛余10-25％的白色硅酸盐水泥；所述新型干法节能型立式研磨机的筒体衬板、转子衬板和研磨介质为锆刚玉材质，避免研磨过程产生金属污染，能提高白色硅酸盐水泥白度，该制备方法包括以下步骤：
步骤一，按照配比，所述白色硅酸盐熟料和石膏配料完成后分别进入熟料稳流称重仓1与石膏稳流称重仓2，经第一输送装置4输送至辊压机喂料仓5，所述混合材料通过混合材稳流称重仓3进入辊压机喂料仓5，经辊压机6预粉磨后，由第二输送装置7输送入立式研磨机9(请参阅图1)，或者由第二输送装置7进入第一选粉装置8，由第一选粉装置8选粉后进入立式研磨机9研磨整形或者进入辊压机6再次粉磨(请参阅图2)；
步骤二，请参阅图1，经立式研磨机9研磨整形后通过出料篦板排出，经输送直接入成品库12，
或者请参阅图2，经立式研磨机9研磨整形后通过出料篦板排出，经第二选粉装置10选粉，不符合的返回立式研磨机9继续研磨；经调节控制后符合条件的成品经袋式收尘器11收集入成品库12。
上述制备方法中，所述第一输送装置4：将白色硅酸盐熟料、石膏经计量皮带秤输送至第一提升机，经第一提升机输送至辊压机喂料仓5；第一输送装置4还设置金属探测器与除铁器用于除去物料中的金属；所述第二输送装置7将辊压机6预粉磨后的物料由第二提升机输送入立式研磨机9或者输送入第一选粉装置8，所述第一选粉装置8中，由第二输送装置7送入送入V型选粉机初选后，粗料返回辊压机喂料仓5进入辊压机6再次粉磨，细料进入旋风选粉机经分选收集后入立式研磨机9进行研磨整形；所述第二选粉装置10中，经提升机输送入O-sepa选粉机选粉；其中第一提升机、第二提升机、V型选粉机以及O-sepa选粉机等为可选项之一，实际可根据需要选择其它可替代的设备，具体如何选择是本领域技术人员的常规选择，不做详细赘述。
本发明的制备方法采用预粉磨联合新型干法节能型立式研磨系统进行研磨，生产一吨所述低碳球形化白色硅酸盐水泥所需能耗为20-25kWh，与辊压机-球磨机联合粉磨工艺相比，节能30％-50％，能耗大幅降低，实现低碳化生产。筒体衬板、转子衬板和研磨介质为锆刚玉材质，避免研磨过程产生金属污染，生产出的产品品质高，白度高，早期强度适当，后期强度更高。
实施例一
一种低碳球形化白色硅酸盐水泥，组分中混合材料占30％；
在本实施例中白色硅酸盐水泥粒径及区间累计分布为：＜3μm占比25％，45μm方孔筛筛余12％，且低碳球形化白色硅酸盐水泥平均圆形度0.85，平均长径比1.50；
具体制备方法见前面描述，试验结果见后表1。
实施例二
一种低碳球形化白色硅酸盐水泥，组分中混合材料占33％；
在本实施例中白色硅酸盐水泥粒径及区间累计分布为：＜3μm占比19％，45μm方孔筛筛余17％，且低碳球形化白色硅酸盐水泥平均圆形度0.80，平均长径比1.53；
具体制备方法见前面描述，试验结果见后表1。
实施例三
一种低碳球形化白色硅酸盐水泥，组分中混合材料占35％；
在本实施例中白色硅酸盐水泥粒径及区间累计分布为：＜3μm占比14％，45μm方孔筛筛余23％，且低碳球形化白色硅酸盐水泥平均圆形度0.75，平均长径比1.61；
具体制备方法见前面描述，试验结果见后表1。
对比例
对比例中与实施例一的区别在于采用的制备方法为辊压机(辊式立磨)联合球磨机的联合粉磨工艺，其中，所采用的水泥粒径及区间累计分布为：＜3μm占比12％，45μm方孔筛筛余15％，且水泥平均圆形度0.67，平均长径比1.82，混合材料占比20％。
上述实施例一至三与对比例的产品性能如表1所示。
表1
本发明白色硅酸盐水泥水泥粒径分布更加合理，颗粒堆积密度提高，更接近Fuller曲线分布；圆形度提高，长径比降低，且颗粒长径比和圆形度分布区间小，颗粒形貌明显改善，在不影响白色硅酸盐水泥白度的情况下提升产品综合物理性能，同时制备方法采用预粉磨联合新型干法节能型立式研磨系统进行研磨，与传统球磨机相比，节能30％-50％，能耗大幅降低，实现低碳化生产。筒体衬板、转子衬板和研磨介质为锆刚玉材质，避免研磨过程产生金属污染，生产出的产品品质高，白度高，早期强度适当，后期强度更高。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (8)
1.一种低碳球形化白色硅酸盐水泥，其特征在于，所述低碳球形化白色硅酸盐水泥的粒径及区间累计分布为：
＜3μm占比14-25％，
45μm方孔筛筛余10-25％，
所述低碳球形化白色硅酸盐水泥平均圆形度0.75-0.85，平均长径比1.35-1.60。
2.根据权利要求1所述的一种低碳球形化白色硅酸盐水泥，其特征在于，所述低碳球形化白色硅酸盐水泥包括白色硅酸盐熟料和石膏以及混合材料。
3.根据权利要求2所述的一种低碳球形化白色硅酸盐水泥，其特征在于，所述混合材料配比≥30％。
4.一种低碳球形化白色硅酸盐水泥的制备方法，用于制备权利要求1-3中任意一所述的一种低碳球形化白色硅酸盐水泥，其特征在于，所述白色硅酸盐熟料、石膏以及混合材料采用预粉磨处理后通过立式研磨机研磨整形。
5.根据权利要求4所述的一种低碳球形化白色硅酸盐水泥制备方法，其特征在于，所述新型干法节能型立式研磨机的筒体衬板、转子衬板和研磨介质为锆刚玉材质。
6.根据权利要求4所述的一种低碳球形化白色硅酸盐水泥制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：
步骤一，按照配比，所述白色硅酸盐熟料和石膏配料完成后分别进入熟料稳流称重仓与石膏稳流称重仓，经第一输送装置输送至辊压机喂料仓，所述混合材料通过混合材稳流称重仓进入辊压机喂料仓，经辊压机预粉磨后，由第二输送装置输送入立式研磨机，或者由第二输送装置进入第一选粉装置，由第一选粉装置选粉后进入立式研磨机研磨整形或者进入辊压机再次粉磨；
步骤二，经立式研磨机研磨整形后通过出料篦板排出，经输送直接入成品库，
或者经立式研磨机研磨整形后通过出料篦板排出，经第二选粉装置选粉，不符合的返回立式研磨机继续研磨；经调节控制后符合条件的成品经袋式收尘器收集入成品库。
7.根据权利要求6所述的一种低碳球形化白色硅酸盐水泥制备方法，其特征在于，所述第一输送装置：将白色硅酸盐熟料、石膏经计量皮带秤输送至第一提升机，经第一提升机输送至辊压机喂料仓；
所述第二输送装置将辊压机预粉磨后的物料由第二提升机输送入立式研磨机或者输送入第一选粉装置。
8.根据权利要求6所述的一种低碳球形化白色硅酸盐水泥制备方法，其特征在于，所述第一选粉装置中，由第二输送装置送入送入V型选粉机初选后，粗料返回辊压机喂料仓，细料进入旋风选粉机经分选收集后入立式研磨机进行研磨整形；
所述第二选粉装置中，经提升机输送入O-sepa选粉机选粉。
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