[發明專利]一種將燒結干法脫硫灰用作水泥緩凝劑制成的水泥及其制備方法

在審

• 申請號: 201310461029.5
• 申請日: 2013-09-30
• 公開（公告）號: CN104513037A
• 公開（公告）日: 2015-04-15
• 發明（設計）人: 徐兵;陳健;顧文飛;康明;劉劍平;周維;陳忠平;唐歐靖;李紅紅
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司;上海寶田新型建材有限公司
• 主分類號: C04B22/14
• 分類號: C04B22/14;C04B103/22
• 代理公司: 北京金信知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 劉鋒;黃小棟

技術領域

本發明涉及水泥建材和固廢綜合利用領域，具體的說是涉及一種將燒結干法脫硫灰用作水泥緩凝劑制成的水泥，及其制備方法。

背景技術

鋼鐵行業是僅次于電力行業的第二大二氧化硫排放行業，其中燒結工序中產生的二氧化硫又占全行業二氧化硫排放總量的90%。為完成國家“十二五”節能減排的目標，鋼鐵行業在“十二五”末將全面實施燒結煙氣脫硫。隨著燒結煙氣脫硫的加快推進，燒結脫硫副產物的發生量迅速增加，特別是干法脫硫產生的脫硫灰副產物－干法脫硫灰含有大量的亞硫酸鈣不穩定相和成分復雜的含鐵粉塵，由于缺乏利用技術面臨著處置利用的難題。

在歐美國家，針對電廠煙氣干法脫硫灰的處理利用已開展多年的研究，擁有比較成熟的技術和應用經驗，但主要用于礦井回填、土地復墾、道路路基建設等方面。而針對燒結干法脫硫灰的處置利用少見報道。

在國內，無論是電廠煙氣干法脫硫灰還是燒結干法脫硫灰，其處置利用研究工作則還剛起步，燒結干法脫硫灰基本上采取填埋或堆置方式處理。為了避免在解決大氣SO₂污染的同時因脫硫副產物得不到及時有效處置利用而引發新的二次污染，迫切需要研究開發燒結干法脫硫灰的利用技術途徑。

在干法脫硫灰應用于水泥緩凝劑方面，國內外學者主要針對電廠干法脫硫灰的研究較多，但由于脫硫灰中主要含硫礦物是亞硫酸鈣而不是硫酸鈣，研究結果不相一致，電廠干法脫硫灰能否用于水泥緩凝劑尚無定論。而涉及燒結干法脫硫灰用于水泥緩凝劑的研究和相關專利甚少，經檢索只有武漢安全環保研究院有限公司《一種將脫硫灰改性用作水泥緩凝劑的方法》（201010509838.5）發明專利與燒結干法脫硫灰用于水泥緩凝劑有關，但此方法需要將燒結干法脫硫灰經450～700℃高溫氧化處理后用于水泥緩凝劑，其處理成本高，難以實施工業化生產。

本發明利用干法燒結脫硫工藝所產生的燒結干法脫硫灰用于水泥緩凝材料，無需進行高溫煅燒加工處理，生產工藝簡單、生產成本低，緩凝效果好，產品性能滿足GB/175《通用硅酸鹽水泥》中硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥的要求。

發明內容

針對現有技術中存在的上述不足，本發明所要解決的技術問題是提供一種將目前無法工業規模化利用的燒結干法脫硫灰應用于水泥緩凝劑來制得的水泥。通過采用本發明技術實現燒結干法脫硫灰資源化、產業化的綜合利用，消除固廢的污染，取得較好的環境效益；同時，由于減少了固廢的處置量，將固廢作為一種生產資源加以利用，也能取得較好的經濟效益。本發明目的是通過如下技術方案實現的：

一種將燒結干法脫硫灰用作水泥緩凝劑制成的水泥，其原料由下述質量百分比的組分組成：燒結干法脫硫灰1～5%，脫硫石膏0～5%，水渣5～10%，粉煤灰0～5%，水泥熟料81～91%。

優選的，所述將燒結脫硫灰用作水泥緩凝劑制成的水泥，其原料由下述質量百分比的組分組成：燒結脫硫灰2-4%，脫硫石膏2～4%，水渣5～10%，粉煤灰3～5%，水泥熟料81～85%。

所述水泥的比表面積≥350m²/kg。

在本發明中，

所述的燒結干法脫硫灰為鋼鐵企業燒結工序煙氣以石灰或消石灰為脫硫劑的干法脫硫工藝產生的含硫酸鹽物質的脫硫副產物，其中亞硫酸鈣含量為35%-65%，碳酸鈣含量為25%-55%；比表面積不低于350m²/kg，含水量低于1%。

所述的水泥熟料為符合GB/T21372《硅酸鹽水泥熟料》要求。

所述的水渣為高爐煉鐵生產所產生的固體廢棄物，其性能指標符合GB/T203《用于水泥中的高爐粒化礦渣》要求，質量系數≥1.6。

所述的粉煤灰符合GB/T1596《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》要求。

所述的脫硫石膏為電廠煙氣濕法脫硫工藝產生的脫硫副產物，其主要成分是二水硫酸鈣（CaSO₄·2H₂O)，含量為85～95%。

本發明還提供了所述水泥的制備方法，其步驟為：按配比稱取各原料混合，烘干、粉磨制成比表面積350m²/kg以上的水泥。

本發明具有以下有益效果：

以2～4wt%干法燒結干法脫硫灰單摻或和脫硫石膏復摻作水泥調凝劑，其緩凝效果好，且對生產工藝中產生的含硫酸鹽物質的脫硫副產物進行充分回收再利用，配制的硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥各項性能指標均符合GB/175《通用硅酸鹽水泥》的要求。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步描述。

實施例1