CN1278936C - 一种利用粉煤灰制备氧化铝联产水泥熟料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用粉煤灰制备氧化铝联产水泥熟料的方法，其特征是在氧化铝生产过程中，配入一定量的铝矾土，其废渣——硅钙渣不需经过复杂配料直接烧制硅酸盐水泥熟料；水泥生产过程中产生的二氧化碳气体输送到氧化铝碳酸化工序作为原料，具有生产工序简单，生产成本互补，效率高，产品质量高，无二次污染等优点。适于相关冶金和建材企业应用推广。

Description

一种利用粉煤灰制备氧化铝联产 水泥熟料的方法
技术领域：
本发明属于冶金材料和建筑材料的生产方法，涉及一种生产氧化铝联产硅酸盐水泥熟料的生产方法。
背景技术：
氧化铝是从铝土矿中提取的白色粉末，用于生产金属铝。目前世界上90％以上的氧化铝生产采用拜尔法，只有中国和前苏联地区因为矿石类型和品位的差异部分采用烧结法生产。我国铝土矿主要分布在山东、河南、山西、广西、贵州五省，铝土矿中80％为一水硬铝石，杂质含量高，矿石难于溶解，因而生产难度大，成本高。国内大多数企业采用碱石灰烧结法，生产成本高，能耗高，废弃物赤泥无法完全综合利用，产生环境污染。
本申请人申报的《综合利用煤矸石联产电、铝、水泥生产工艺》(申请号：02116060.0)是一个工业废料粉煤灰综合利用的好途径。其方法是将粉煤灰提取氧化铝后的硅钙渣，与水泥生产中的硅酸盐熟料相混合，粉磨后生产水泥，或与石灰石、铁粉等混合煅烧成熟料，然后粉磨生产水泥。此种工艺经过两次煅烧或配料过程，工序复杂，能耗高。
发明内容：
本发明的目的是提供一种生产工序简单，能耗低，且不产生二次污染物的综合利用粉煤灰制备氧化铝并联产水泥熟料的生产方法。
本发明的技术方案是：在氧化铝生产过程中，以粉煤灰和石灰石为主要原料，同时配入一定量的铝矾土，煅烧形成氧化铝熟料，经自粉化进入碱液浸取、过滤、脱硅、碳分工序生产氧化铝，其废渣—硅钙渣直接烧制硅酸盐水泥熟料。水泥生产过程中产生的二氧化碳气体输送到氧化铝碳酸化工序作为原料。
本发明的有益效果是：1、利用提取氧化铝后的废弃物—硅钙渣无需增加复杂的配料程序而直接烧制水泥熟料，实现真正意义的“联产”。通过联产达到氧化铝和水泥熟料的成本互补，氧化铝的生产不产生二次废弃物。2、综合利用工业废气——二氧化碳，降低了污染同时提升了利用价值。3、降低了氧化铝和水泥熟料的生产成本，提高了水泥熟料质量。
具体实施方式：
利用粉煤灰制备氧化铝联产水泥熟料的方法，由氧化铝生产工艺和水泥熟料生产工艺两部分组成。
首先，以工业废渣粉煤灰和石灰石为主要原料，同时配入一定量的铝矾土。其比例为：粉煤灰∶铝矾土∶石灰石＝20-40∶5-15∶45-75。最佳配料比为30∶10∶60。对于其它矿物(如煤矸石、高岭土)与石灰石、铝矾土原料配比，在此范围内适当调整。
配比好的原料入窑煅烧，形成氧化铝熟料。煅烧温度为1350℃-1400℃。
氧化铝熟料在一定温度下保温一段时间产生自粉化，自粉化的氧化铝熟料经过碱液浸取，其溶出时间为20-30分钟，然后经过滤，进入脱硅和碳分工序。
脱硅工序中钙硅比为30-50∶1；碳分工序中终点PH＝8-10。经过脱硅和碳分生产出氧化铝同时产生废渣—硅钙渣。
由于在配料时加入了铝矾土校正材料，可以调整熟料中的氧化铝含量，同时也相应调整了废渣的化学成分，使氧化铝生产过程中产生的废渣—硅钙渣，不需配入其它矿物，直接生产硅酸盐水泥熟料。生产过程中饱和比为0.7-0.98；硅率为2.0-2.6；铝率为1.8-3.0。水泥熟料的煅烧温度为1200℃-1400℃。
本发明的应用实例如下表：
配比 氧化铝溶出率        硅钙渣烧水泥熟料       3天强度(MPa)      28天强度(MPa)
  粉煤灰∶铝矾土∶石灰石   饱和比   硅率   铝率   抗压   抗折   抗压   抗折
  32∶5∶63   75.6   0.77   2.6   2.2   23.8   3.8   52.5   6.2
  30∶10∶60   82.3   0.91   2.5   2.3   28.8   5.6   55.8   8.9
  20∶14∶66   78.5   0.85   2.1   2.8   25.6   4.1   53.6   7.2

Claims (5)

1.一种利用粉煤灰制备氧化铝联产水泥熟料的方法，由氧化铝生产工艺和水泥生产工艺组成，其特征在于：在氧化铝生产过程中，以粉煤灰和石灰石为主要原料，同时配入一定量的铝矾土，其比例为：粉煤灰∶铝矾土∶石灰石＝20-40∶5-15∶45-75；煅烧形成氧化铝熟料，经自粉化进入碱液浸取、过滤、脱硅、碳分工序生产氧化铝，其废渣-硅钙渣直接烧制硅酸盐水泥熟料；水泥生产过程中产生的二氧化碳气体输送到氧化铝碳酸化工序作为原料。
2.如权利要求1所述的利用粉煤灰制备氧化铝联产水泥熟料的方法，其特征在于：氧化铝熟料的煅烧温度范围为1350℃——1400℃；溶出时间为20-30分钟；脱硅工序中钙硅比为30-50∶1；碳分工序中终点pH＝8-10。
3.如权利要求1或2所述的利用粉煤灰制备氧化铝联产水泥熟料的方法，其特征在于：利用氧化铝生产过程中产生的废渣直接烧制硅酸盐水泥熟料过程中，饱和比为0.7-0.98，硅率为2.0-2.6，铝率为1.8-3.0；水泥熟料的煅烧温度为1200℃-1400℃。
4.如权利要求1或2所述的利用粉煤灰制备氧化铝联产水泥熟料的方法，其特征在于：在氧化铝生产过程中，以工业废渣粉煤灰和石灰石为主要原料，同时配入一定量的铝矾土，最佳配料比为粉煤灰∶铝矾土∶石灰石＝30∶10∶60。
5.如权利要求3所述的利用粉煤灰制备氧化铝联产水泥熟料的方法，其特征在于：在氧化铝生产过程中，以工业废渣粉煤灰和石灰石为主要原料，同时配入一定量的铝矾土，最佳配料比为粉煤灰∶铝矾土∶石灰石＝30∶10∶60。
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