[發明專利]一種外拋高鈣粒狀渣煅燒分相熟料工藝

有效

• 申請號: 201310571233.2
• 申請日: 2013-11-15
• 公開（公告）號: CN103601379A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 沈衛國;王桂民;李江鋒;羅秀成;周明凱;趙青林;水中和;李福洲;李北星
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C04B7/19
• 分類號: C04B7/19
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 鄔麗明

技術領域

本發明屬于建筑材料領域，具體涉及一種外拋高鈣粒狀渣煅燒分相熟料工藝。

背景技術

我國金屬冶煉業產量居全球之首，每年產生鋼渣約8千萬噸左右，目前綜合利用率不足15%。我國鋼渣在水泥混凝土工業中的利用主要有三條途徑：1）磨細作水泥生料；2）粉磨作混合材或作混凝土礦物摻合料；3）破碎作混凝土集料。鋼渣具有和水泥熟料相似的化學組成，由于其中含有f-CaO遇水膨脹，其安定性一直是制約其作水泥混合材和礦物摻合料以及集料因素；另外，鋼渣中含有一定量的鐵水形成的鋼顆粒和硬度很高的鈣鐵相，對其易磨性有不良影響，這也增加了粉磨難度，影響其作為水泥生料、水泥混合材和混凝土礦物摻合料的經濟效益。我國其他高鈣冶金渣（如錳渣）的綜合利用率也極低，其排放量也十分驚人。冶金渣的大量排放不僅占用大量的土地，也可能對土壤和水環境帶來不同程度的污染。

為突破鋼渣在推廣應用中的兩大制約因素（安定性和易磨性），國內外一些企業采取了熱燜、渣前法等解決其安定性；采用分級粉磨選鐵等工藝解決其易磨性問題，但這些方法雖然也有效的解決和問題，但也增加了其工藝難度。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種外拋高鈣粒狀渣煅燒分相熟料工藝，其能有效利用高鈣粒狀渣，且所制備的分相熟料具有良好的安定性和易磨性、強度高的特點。

本發明為解決上述技術問題所采取的技術方案為：

一種外拋高鈣粒狀渣煅燒分相熟料工藝，在新型干法燒成系統的預分解爐和回轉窯窯尾之間設置一個投料器與回轉窯相連，投料器將高鈣粒狀渣連續均勻地拋入回轉窯窯尾，所述高鈣粒狀渣與預分解水泥生料混合，混合后在回轉窯中進行煅燒，燒成硅酸鹽水泥熟料相和熱處理高鈣粒狀渣相混的分相熟料，所述高鈣粒狀渣的化學成分包括氧化鈣、氧化硅、氧化鋁和氧化鐵等，所述氧化鈣含量為20-60wt%，所述氧化鐵含量大于等于12wt%。

上述方案中，所述氧化鈣的粒徑小于等于25mm。

上述方案中，所述高鈣粒狀渣的加入量為熟料產量的5-30wt%。

上述方案中，所述高鈣粒狀渣為鋼渣。

上述方案中，所述煅燒溫度在常規干法燒成工藝中的煅燒溫度的基礎上降低10-100℃。

上述方案中，在回轉窯窯尾5m范圍安裝揚料篦子促進高鈣粒狀渣和水泥生料之間混合均勻。

本發明對普通硅酸鹽水泥生料的配比進行調整，在普通硅酸鹽水泥生料基礎上增加CaO含量1-3%，鐵質矯正材料不加入或減少20-70%，得到本發明所使用的水泥生料。

本發明的原理為：鋼渣中的細顆粒與水泥生料發生反應，形成硅酸鹽水泥熟料礦物，由于鋼渣中本身含有一定量的C₃S和C₂S礦物，可以促進水泥熟料的形成，降低燒成溫度，鋼渣中較高的鐵質有利于在較低的溫度下形成液相，起到晶種作用和促熔作用。其次，較大的鋼渣顆粒在驟熱作用下碎裂，降低了鋼渣顆粒的粒徑，一些鋼渣顆粒表面開始融化(具有較多的溶劑礦物)，鋼渣顆粒表面粘附部分生料，形成熟料礦物，鋼渣在高溫下吸附自身的f-CaO形成熟料礦物相，部分鐵相氧化并發生化學變化，大顆粒的鋼渣經過高溫熱處理后活性增加、安定性改善、易磨性也有一定的改善。

本發明與現有技術相比具有以下積極效果：

1）本發明使用簡單工藝制備分相水泥熟料，不僅有效利用煉鋼工業礦渣，改善了環境污染問題，降低了水泥生產成本，而且直接將高鈣粒狀渣拋入回轉窯加熱，省去前序粉磨步驟，節約能源。

2）在改進高鈣粒狀渣的安定性和易磨性方面具有顯著進步，高鈣粒狀渣經加熱處理后安定性和易磨性良好，按本發明工藝所制備的分相熟料強度可達58.1-63.6MPa，可用于制備強度等級為42.5、52.5和62.5的水泥，具有后期強度高、強度增進率高、比重較大，耐磨耐沖刷性好，水化熱低等特點，可滿足大體積混凝土工程、水工特殊工程及一般建筑的需要，具有較高的經濟效益，市場前景良好。

本發明適合于高鈣高鐵的工業廢渣的綜合利用，也適合于低共熔溫度低于1380℃的其他工業廢渣的使用。采用該技術減少相同熟料產量石灰石的用量，降低碳排放、和NO_x排放量，可適當減少煤耗，這種多項系統（熟料+熱處理鋼渣）的強度不低于采用相同生料制備的熟料，可用于粉磨各品種水泥，生產的水泥具有更好的耐久性。

附圖說明

圖1為本發明的外拋高鈣粒狀渣煅燒分相熟料工藝中所使用的裝置示意圖。

圖中，1-預分解爐；2-回轉窯；3-投料器；4-鋼渣；5分相熟料；6-揚料篦子；7-預熱器。