[發明專利]一種鐵鋁酸鹽水泥及其制備方法

有效

• 申請號: 201010150254.3
• 申請日: 2010-04-14
• 公開（公告）號: CN101863628A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）人: 柯昌明;韓兵強;李楠;李友勝
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: C04B7/32
• 分類號: C04B7/32
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 樊戎

技術領域

本發明屬于水泥材料領域。尤其涉及一種鐵鋁酸鹽水泥及其制備方法。

背景技術

鐵鋁酸鹽水泥最早在法國由拉法基公司(Lafarge)生產，生產方法為熔融法，產品名稱為Ciment?Fondu，是一種以CaO、Al₂O₃、Fe₂O₃以及少量SiO₂為主要成分，以鋁酸一鈣(CA)為主要礦相，以七鋁酸十二鈣(C₁₂A₇)、鐵鋁酸四鈣(C₄AF)、硅酸二鈣(C₂S)，鈣鋁黃長石(C₂AS)為次晶相的鋁酸鹽水泥。

該含鐵鋁酸鹽水泥具有快硬早強、耐高溫、耐硫酸鹽侵蝕等特點，被廣泛用作耐火澆注料、噴射料的結合劑，也因為其早強快硬、良好的抗化學侵蝕的特點被用于化學建材以及一些特殊要求的混凝土中。我國有類似的高鐵鋁酸鹽水泥CA40。

Fondu水泥是以高鐵礬土、石灰石為主要原料，采用熔融的方法在反射爐中生產的；國內的CA40水泥也是采用電熔方法生產的。Fondu水泥和CA40水泥的化學成分和理化指標分別詳見表1和表1

表1Fondu水泥和CA40水泥化學成分

表2Fondu水泥和CA40水泥理化指標

另外，含鈦高爐渣的綜合利用問題一直是困擾我國科技界的難題之一。“利用含鈦爐渣制備鈦及鈦合金的方法”(ZL200510019664.3)專利技術，通過熔融熱還原法將爐渣中含鈦化合物還原為金屬鈦或鈦合金，雖能提高含鈦爐渣中鈦的收得率，降低殘渣中的殘鈦含量，但提取鈦金屬后的殘渣仍對環境造成影響。

發明內容

本發明的目的是提供一種無公害化、資源可有效利用的以含鈦渣熔融還原提取鈦金屬后的殘渣為主要原料的制備含鐵鋁酸鹽水泥及其生產方法。

為實現上述目的，本發明以申請人已獲得專利權的“利用含鈦爐渣制備鈦及鈦合金的方法”(ZL200510019664.3)專利技術所產生的廢棄殘渣為主要原料，加入石灰石和鐵鱗制備含鐵鋁酸鹽水泥。其具體技術方案是：“利用含鈦爐渣制備鈦及鈦合金的方法”專利技術：將TiO₂含量為10～90wt％的含鈦高爐爐渣或其他冶煉方法產生的含鈦爐渣，外加0～50％的碳、0～40wt％的金屬鋁、0～40％的鐵和0～20％的鎂為還原劑，還原劑的加入量不同時為零，混合均勻后進行熔融熱還原，得到鈦及鈦合金，提取鈦及鈦合金后的剩余物為殘渣。

將提取鈦及鈦合金后的殘渣在熔融態下，加入該殘渣量50～70wt％的石灰石和該殘渣量20～30wt％的鐵鱗，熔融后自然冷卻，然后經破碎后粉磨至比表面積大于3000cm²/g，制得含鐵鋁酸鹽水泥；或將提取鈦及鈦合金后的殘渣冷卻后，加入該殘渣量50～70wt％的石灰石和該殘渣量20～30wt％的鐵鱗，混合共磨至粒度＜0.088mm，在100～150MPa壓力條件下成型，在1350～1400℃條件下煅燒1～3h，冷卻后取出破碎，粉磨至比表面積大于3000cm²/g，制得含鐵鋁酸鹽水泥。

由于采用上述技術方案，本發明以含鈦渣熔融還原提取鈦金屬后的殘渣為主要原料，不再生成對環境有害的二次排棄物，實現了殘渣的高附加值利用，為提取鈦屬后的殘渣提供了一種無公害化和資源可有效利用的新的途徑。

本發明在提取鈦金屬后的殘渣加入適量的石灰石和鐵鱗，采用熔融方法或者燒結方法得到所需熟料，并進行破碎、粉磨至一定粒度即可，工藝簡單。所制備的含鐵鋁酸鹽水泥化學成分主要是CaO與Al₂O₃、Fe₂O₃以及少量SiO₂，其主晶相為鋁酸一鈣(CA)，以七鋁酸十二鈣(C₁₂A₇)、尖晶石(MgAl₂O₄)、鐵鋁酸四鈣(C₄AF)、硅酸二鈣(C₂S)，鈣鋁黃長石(C₂AS)為次晶相。該水泥和國產CA40水泥性能相當。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本發明做進一步的描述，并非對保護范圍的限制：