一種改善石材廢料水泥混合材顆粒級配的粉磨工藝及制備的石材廢料水泥的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于固廢綜合利用領(lǐng)域，具體設(shè)及一種改善石材廢料水泥混合材顆粒級配 的粉磨工藝及制備的石材廢料水泥。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著能源形勢越來越嚴峻，工業(yè)固體廢棄物不斷增加，環(huán)境保護和生態(tài)可持續(xù)發(fā) 展成為亟待解決的問題。石粉是石材廠在石材銀片、切削、磨片等加工工藝中產(chǎn)生的粉料， 其粉料顆粒尺寸分布不均勻，回收利用率極低，大部分堆放未處理，對周邊大氣、±壤等環(huán) 境產(chǎn)生污染，造成大量資源浪費，制約循環(huán)可持續(xù)經(jīng)濟發(fā)展。而石粉的化學(xué)成分與工業(yè)粉煤 灰類似，二氧化娃、氧化侶占到80-98%，為其替代傳統(tǒng)礦物滲和料或混合材提供了可能性。
[0003] 近些年，大理石、石灰?guī)r、花崗巖等石粉作為填料應(yīng)用到了顏料和造紙工業(yè)中，也 作為混合材或礦物滲和料應(yīng)用到了混凝±制品中。在石粉粉磨過程中，物料由大變小、由粗 變細，隨著比表面積增大和Si-0、A1-0化學(xué)鍵斷裂，粉磨到一定程度后會出現(xiàn)小顆粒結(jié)團 甚至糊球、糊磨的現(xiàn)象。石粉本身的粒度大小、易磨性、水分及溫度的差異導(dǎo)致顆粒粒度分 布呈現(xiàn)雙峰狀，顆粒相對細的越來越細，而顆粒相對粗的卻沒有達到粒度要求。若不繼續(xù)粉 磨，石粉的粒度沒有達到質(zhì)量標準，若繼續(xù)粉磨則很容易造成石粉的過粉磨，導(dǎo)致能源浪費 和生產(chǎn)成本提高，也會影響水泥、混凝±性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提出了一種改善石材廢料水泥混合材顆粒級配 的粉磨工藝及制備的石材廢料水泥，該方法能有效避免石粉在粉磨過程中的團聚和糊球現(xiàn) 象，改善石粉粉料的顆粒級配，滿足其作為水泥混合材或礦物滲和料添加到水泥混凝±中 的性能要求；將所得石粉作為水泥混合材可有效降低水泥生產(chǎn)成本，增加水泥凈漿流動性 和稠度；所述石材廢料水泥可提高混凝±的抗折抗壓強度，提高混凝±后期耐久性能；且 本發(fā)明設(shè)及的工藝流程簡單、成本低、節(jié)能環(huán)保，適合推廣應(yīng)用。 陽〇化]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
[0006] -種改善石材廢料水泥混合材顆粒級配的粉磨工藝，包括W下步驟：1)對石材廢 料進行初步破碎、分選，過4. 75mm篩；2)取4. 75mm篩下所得石粉置于烘干機中進行烘干處 理，出機石粉含水率嚴格控制在8. 0-12. 5wt% ;3)將烘干所得石粉和助磨介質(zhì)置于球磨機 中進行粉磨處理，助磨介質(zhì)占烘干所得石粉質(zhì)量的10-35%，球磨時間控制在15-60min;4) 將出磨粉料置于烘干機中進行烘干處理，控制其含水率《l.Owt%，然后進行風(fēng)力分選，收 集《0. 60mm粉料（石粉粉料）入倉儲藏，得石材廢料水泥混合材，其比表面積350-400m7 kg，并進行粉料顆粒粒度分析；粒徑大于0. 60mm的粉料可部分替代二級破碎碎石循環(huán)使 用。
[0007] 上述方案中，所述助磨介質(zhì)的制備方法為：將步驟1)過4. 75mm篩，所得篩上物料 除去雜物，然后置于睡式破碎機進行二級破碎，得一級破碎碎石和二級破碎碎石，其中一級 破碎碎石粒徑范圍為9. 5-13. 2mm，二級破碎碎石粒徑范圍4. 75-9. 5mm;將一級破碎碎石與 二級破碎碎石按6:4-5:5的質(zhì)量比混合，即得所述助磨介質(zhì)。
[0008] 上述方案中，步驟3)所述粉磨處理過程中：球磨機工作轉(zhuǎn)速占其臨界轉(zhuǎn)速的 68-75%，球磨機的轉(zhuǎn)速為 25-30r/min;采用i|)120mnl·、(f>80mm、q)30mm的鋼球按 2:4:4 或 3:3:4的比例填充，鋼球填充率為30-45 %。
[0009] 上述方案中，可將規(guī)格為q>20x20mm-(p25x20mm的鋼球棒或規(guī)格為 φ1〇χ15mm-(pl5x15mm的鋼棒球替代ip30mm的鋼球，替代率為(p30mm鋼球質(zhì)量的 10-30%。
[0010] 上述方案中，所述石材廢料水泥混合材的粒度控制在2μπι0-10%、2-18μπι 5-15%、18-25μπι10-45%、25-38μπι20-60%、38-48μπι5-15%、>48μπι0-10%，其中 各粒度區(qū)間W篩余質(zhì)量百分比計算。
[0011] 本發(fā)明還提供了一種利用上述粉磨工藝所得石材廢料水泥混合材制備的石材廢 料水泥，它由上述石材廢料水泥混合材、脫硫石膏和水泥熟料W(10-20) : (1. 7-2. 2) : 100 的質(zhì)量比混合粉磨而成，可實現(xiàn)42. 5等級下最佳滲量的確定，節(jié)約水泥的生產(chǎn)成本，達到 水泥出廠檢驗標準要求。
[0012] 本發(fā)明的原理為：
[0013] 本發(fā)明通過在石材廢料所得石粉球磨過程中（粉磨處理過程）合理設(shè)置球磨機轉(zhuǎn) 速和鋼球配股，添加石材碎石破碎所得助磨介質(zhì)，并嚴格控制水分含水率，使得石粉的出機 顆粒粒度得到優(yōu)化，呈現(xiàn)顆粒粒徑連續(xù)分布，起到密實填充作用，有效避免了石粉的過粉磨 和團聚現(xiàn)象。將破碎的石材邊角料作為助磨介質(zhì)并結(jié)合石粉中含有的水分，可有效解決球 磨易磨性差異的問題，增加了球磨效率。同時球磨后粉料細度進一步增加，使得Si-0、A^0 化學(xué)鍵斷，不穩(wěn)定性增加，反應(yīng)勢壘降低，一定程度上增加了娃溶解度，提高了潛在反應(yīng)活 性。將所得石粉粉料替代傳統(tǒng)的粉煤灰等水泥混合材，可使水泥成本得到有效控制，同時石 粉粉料作為水泥混合材，可在水泥中起到微細集料填充效應(yīng)，增加了水泥混凝±的流動性、 粘聚性和致密性，并對后期耐久性也有一定的增強作用。
[0014] 本發(fā)明的有益效果為：
[0015] 1)對石材加工廢料進行加工再處理，有效解決了石材等廢料的回收利用問題，節(jié) 約了自然資源，保護了生態(tài)環(huán)境。
[0016] 2)通過嚴格控制石粉的含水率，優(yōu)化球磨機鋼球比例和球磨機轉(zhuǎn)速，使石粉研磨 效率提高5-10%，粉磨時間縮短10-30%。
[0017] 3)所述石材廢料水泥混合材可使水泥漿體粘聚性性能增強，混凝±沁水離析率降 低，同時對混凝上中后期強度有一定的增強，同配比下，減少水泥使用量10-20kg/m3,混凝 ±流動性及力學(xué)性能幾無變化，更加有利于節(jié)約水泥用量。
[0018] 4)設(shè)計制備出了普通娃酸鹽水泥，實現(xiàn)了 42. 5等級下最佳滲量的確定，節(jié)約了水 泥的生產(chǎn)成本，符合國家標準要求。
【具體實施方式】
[0019] 為了更好的理解本發(fā)明，下面結(jié)合具體實施例進一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā) 明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實施例。
[0020] W下實施例中，所述石材廢料為花崗巖石材在銀片、切削、磨片等加工生產(chǎn)過程中 產(chǎn)生的粉料和邊角料。
[0021]所述脫硫石膏中CaO+S〇3含量為91wt%，200目篩余8. 9wt% ;水泥熟料采用新洲 水泥廠回轉(zhuǎn)害般燒的42. 5水泥熟料。
[0022] 實施例1~3
[0023] 一種改善石材廢料水泥混合材顆粒級配的粉磨工藝，包括W下步驟：
[0024] 1)對石材廢料進行初步分選，過4. 75mm篩；篩上部分除去雜物，然后置于鍵 式破碎機進行二級破碎，一級破碎碎石粒徑范圍9. 5-13. 2mm、二級破碎碎石粒徑范圍 4. 75-9. 5mm;2)取4. 75mm篩下所得石粉置于烘干機中進行烘干處理，出機石粉嚴格控制含 水率（見表1所述石粉含水率），誤差±0. 5 ;3)將烘干所得石粉和助磨介質(zhì)置于球磨機 中進行粉磨處理，助磨介質(zhì)占粉磨粉料（烘干所得粉料）重量的10-35%，球磨時間控制在 25min;4)將出磨粉料置于烘干機中進行烘干處理，控制其含水率《1.0%，然后進行風(fēng)力 分選，收集《0. 60mm粉料入倉儲藏，得石材廢料水泥混合材，粉料比表面積380-400m2/kg。 其中，所述助磨介質(zhì)由步驟1)所得一級破碎碎石與二級破碎碎石混合而成，混合比例分別 見表1。