專利名稱：一種磷渣硅酸鹽水泥熟料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑材料領(lǐng)域，特別是涉及一種磷渣硅酸鹽水泥熟料的制備方法。
背景技術(shù)：
目前，水泥熟料生產(chǎn)的主要原料為優(yōu)質(zhì)石灰石、粘土、鐵礦石(或鐵粉)。隨著社會的發(fā)展，作為使用最廣泛的建筑材料水泥的需求量越來越大，導(dǎo)致生產(chǎn)水泥熟料的原料資源不斷減少，而能源的消耗量和污染物的生成量越來越多，從而使水泥工業(yè)變成嚴(yán)重污染的企業(yè)。同時其它工業(yè)的副產(chǎn)品等廢渣卻不斷向社會排放大量廢棄物，通常是通過掩埋的辦法處理，這不僅易對環(huán)境造成污染，而且需占用大量的地方。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種磷渣硅酸鹽水泥熟料的制備方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。同時，因其是一種利用工業(yè)廢棄物來制備低環(huán)境負(fù)荷型硅酸鹽水泥熟料，所以利于在新型干法水泥廠推廣使用，從而為提高經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會效益作出貢獻(xiàn)。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下包括石灰石、硫酸渣、江砂、磷渣和尾礦原材料，并且由以下方法制成的包括石灰石、硫酸渣、江砂、磷渣和尾礦原料，并且由以下方法制成的將原料按比例混合后，經(jīng)共同粉磨并在新型干法水泥系統(tǒng)條件下由預(yù)分解窯系統(tǒng)燒制而成，其中各原料的重量配合比依次為70～85、5～7、1.5～3、8～15、0.5～5。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下主要優(yōu)點(diǎn)其一.可利用工業(yè)廢棄物磷渣、硫酸渣和尾礦為原材料來制備低環(huán)境負(fù)荷型硅酸鹽水泥熟料，不僅解決了優(yōu)質(zhì)石灰石、粘土和鐵礦石的資源短缺問題，又為工業(yè)廢棄物的處理提供了理想的途徑，而且能夠節(jié)約資源和能源，減少污染物的排放，利于降低成本和環(huán)境保護(hù)，從而利于在新型干法水泥廠推廣使用，有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
其二.利用工業(yè)廢棄物，可提供一種降低單位熟料燒成熱耗，提高熟料的產(chǎn)量和質(zhì)量，熟料的28d抗壓強(qiáng)度大于60MPa，而且具有利廢無污染、CO2的排放量小效果。
這是因?yàn)槭紫龋自蠧aO含量達(dá)到38～45％，與石灰石原料含量基本相同，而SiO2含量達(dá)到SiO240～43％，所以磷渣可以替代部分石灰石，節(jié)約了石灰石資源，可以相對減少CaCO3分解所需能量，同時降低熟料熱耗，能源消耗減少，同時由于含有活性氧化鈣，從而減少了CO2排放，降低環(huán)境負(fù)荷。
其次，磷渣中含有P2O53～5％，可以起到晶種技術(shù)的作用。由于加入的C3S晶種可直接長大，體系克服乃至消除形成C3S臨界晶核所需的熱力學(xué)勢壘。也就是說，晶種的加入，消除了體系要先形成臨界晶核的階段，從而使C3S形成和發(fā)育的時間縮短，即熟料燒成時間縮短。在生產(chǎn)實(shí)踐中，加入晶種后，可使水泥熟料的煅燒實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、低耗、高產(chǎn)，這樣可提高混合材的摻量，從而降低環(huán)境負(fù)荷。
再次，尾礦中含有Pb、Zn等微量元素，可以使生料燒成熔點(diǎn)降低，使液相提前出現(xiàn)，增加液相含量，降低液相粘度，使粒子擴(kuò)散速度大大加快，新生C3S微晶體缺陷多，C3S晶體細(xì)小，活性很高，它可以在熟料形成中發(fā)揮較好的晶體誘導(dǎo)作用，促進(jìn)了C3S低溫時快速形成，并且晶體快速發(fā)育完全，從而促使了C3S、C2S、C3A、C4AF等礦物的形成過程，幾乎是同步進(jìn)行，減少了新生態(tài)產(chǎn)物的老化或鈍化，避免熟料礦物在形成過程中的“老化”機(jī)會，從而熟料形成活化能大大降低，加快了熟料礦物的反應(yīng)速度，使熟料中C3S在低溫下快速大量形成。
另外，硫酸渣為化工廠以硫鐵礦生產(chǎn)硫酸后排放的粉狀廢渣，F(xiàn)e2O3含量高達(dá)60％以上，可以部分或全部代替生料中的鐵粉。
其三.本發(fā)明技術(shù)適用于各種窯型特別是新型干法水泥窯，在不增加水泥生產(chǎn)設(shè)備、不改變水泥工藝條件的情況下，避免了因液相的過早形成導(dǎo)致結(jié)皮堵塞可在新型干法水泥廠應(yīng)用，明顯改善生料的易燒性，提高熟料產(chǎn)量，熟料的28d抗壓強(qiáng)度達(dá)到62MPa以上，降低單位熟料燒成熱耗，并減少CO2排放量。
其四.本發(fā)明提供的磷渣硅酸鹽水泥熟料的制備方法，還具有工藝簡單、容易操作和易于推廣等優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明為一種在新型干法水泥系統(tǒng)下以磷渣配料煅燒低環(huán)境負(fù)荷型硅酸鹽水泥熟料的方法，其將工業(yè)廢棄物磷渣部分代替石灰石，硫酸渣完全代替水泥生料中的鐵粉，并添加適量的尾礦，并將石灰石、硫酸渣、江砂、磷渣和尾礦原料一起混合粉磨，在新型干法水泥條件下由預(yù)分解窯系統(tǒng)燒制而成硅磷渣硅酸鹽水泥熟料。其中，各原料的重量配合比依次為70～85、5～7、1.5～3、8～15、0.5～5(見表一)。
上述磷渣可以采用由電爐升華法制磷時排出并經(jīng)水淬處理的廢渣，在現(xiàn)有新型干法水泥系統(tǒng)條件下，可將磷渣直接加在水泥生料中，混合粉磨后，經(jīng)預(yù)分解窯煅燒制備磷渣硅酸鹽水泥熟料。磷渣的化學(xué)成分(重量％)為CaO 35～45，SiO2 40～43，Al2O3 4～5，P2O53～5；其它為化學(xué)成分，余量；所有化學(xué)成分之和為100?；瘜W(xué)成分中CaO、SiO2、Al2O3、P2O5，各組分含量(重量％)上下波動不超過1。尾礦可以采用由采礦工業(yè)殘留下來的尾礦，其主要含有Pb、Zn等微量元素。硫酸渣可以采用硫酸廠的工業(yè)廢料，其化學(xué)成分(重量％)為Fe2O360～66，SiO225～27，SO30.5～1，CaO 1～2，Al2O31.5～2，MgO 1～2；其它為化學(xué)成分，余量；所有化學(xué)成分之和為100。
下面，通過2個實(shí)例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
實(shí)施例1各原料的重量配比是石灰石80.4、江砂5、硫酸渣1.6、磷渣12、尾礦1。磷渣硅酸鹽水泥熟料產(chǎn)品其物理力學(xué)性能見表二，其化學(xué)成分和礦物組成見表三。
實(shí)施例2各原料的重量配比是石灰石75、江砂5、硫酸渣1.6、磷渣16、尾礦2.4。磷渣硅酸鹽水泥熟料產(chǎn)品其物理力學(xué)性能見表四，其化學(xué)成分和礦物組成見表五。
表一 磷渣硅酸鹽水泥熟料的配方(重量比)

表二 磷渣硅酸鹽水泥熟料產(chǎn)品的物理力學(xué)性能

表三 磷渣硅酸鹽水泥熟料產(chǎn)品的化學(xué)成分和礦物組成

表四 磷渣硅酸鹽水泥熟料產(chǎn)品的物理力學(xué)性能

表五 磷渣硅酸鹽水泥熟料產(chǎn)品的化學(xué)成分和礦物組成

權(quán)利要求
1.一種磷渣硅酸鹽水泥熟料的制備方法，其特征是包括石灰石、硫酸渣、江砂、磷渣和尾礦原料，并且由以下方法制成的將原料按比例混合后，經(jīng)共同粉磨并在新型干法水泥系統(tǒng)條件下由預(yù)分解窯系統(tǒng)燒制而成，其中各原料的重量配合比依次為70～85、5～7、1.5～3、8～15、0.5～5。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷渣硅酸鹽水泥熟料的制備方法，其特征是磷渣指用電爐升華法制磷時排出并經(jīng)水淬處理的廢渣，其化學(xué)成分為(重量％)CaO35～45，SiO240～43，Al2O34～5，P2O53～5；其它為化學(xué)成分，余量；所有化學(xué)成分之和為100。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磷渣硅酸鹽水泥熟料的制備方法，其特征是化學(xué)成分中CaO、SiO2、Al2O3、P2O5，各組分含量(重量％)上下波動不超過1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷渣硅酸鹽水泥熟料的制備方法，其特征是尾礦為采礦工業(yè)殘留下來的含有Pb、Zn微量元素的尾礦。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷渣硅酸鹽水泥熟料的制備方法，其特征是硫酸渣為硫酸廠的工業(yè)廢料，其化學(xué)成分為(重量％)Fe2O360～66，SiO225～27，SO30.5～1，CaO1～2，Al2O31.5～2，MgO1～2；其它為化學(xué)成分，余量；所有化學(xué)成分之和為100。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的磷渣硅酸鹽水泥熟料的制備方法，其特征是在現(xiàn)有新型干法水泥系統(tǒng)條件下，將磷渣直接加在水泥生料中，混合粉磨后，經(jīng)預(yù)分解窯煅燒制備磷渣硅酸鹽水泥熟料。
全文摘要
本發(fā)明是一種磷渣硅酸鹽水泥熟料的制備方法，該熟料包括石灰石、硫酸渣、江砂、磷渣和尾礦原材料，并且由以下方法制成的將原材料按比例混合后，經(jīng)共同粉磨并在新型干法水泥系統(tǒng)條件下由預(yù)分解窯系統(tǒng)燒制而成，其中各原料的重量配合比依次為70～85、5～7、1.5～3、8～15、0.5～5。本發(fā)明可利用工業(yè)廢棄物磷渣、硫酸渣和尾礦為原材料來制備低環(huán)境負(fù)荷型硅酸鹽水泥熟料，因此不僅解決了優(yōu)質(zhì)石灰石、粘土和鐵礦石的資源短缺問題，又為工業(yè)廢棄物的處理提供了理想的途徑，而且能夠節(jié)約資源和能源，減少污染物的排放，利于降低成本和環(huán)境保護(hù)以及提高熟料的產(chǎn)量和質(zhì)量，從而易于在新型干法水泥廠推廣使用。
文檔編號C04B7/02GK1603268SQ200410060908
公開日2005年4月6日 申請日期2004年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月27日
發(fā)明者馬保國, 李相國, 李葉青, 胡貞武, 胡利民 申請人:武漢理工大學(xué)