[發(fā)明專利]一種硅酸鹽水泥熟料及其制備方法

有效

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• 申請日: 2015-06-15
• 公開（公告）號: CN104926163A
• 公開（公告）日: 2015-09-23
• 發(fā)明（設計）人: 姚立紅
• 申請（專利權(quán)）人: 葛洲壩集團水泥有限公司
• 主分類號: C04B7/42
• 分類號: C04B7/42;C04B7/02
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 蔣悅

技術領域

本發(fā)明涉及硅酸鹽水泥熟料生產(chǎn)技術領域，具體涉及一種利用煤矸石配料生產(chǎn)硅酸鹽水泥熟料的方法。

背景技術

煤矸石是采煤過程中和洗煤過程中排放的固體廢棄物，是一種在成煤過程中與煤層伴生的一種含碳量較低、比煤堅硬的黑灰色巖石。其主要成分與粘土相似，以二氧化硅、氧化鋁為主，另外含有少量的氧化鐵、氧化鈣、氧化鎂、氧化鈉、氧化鉀、五氧化二磷、三氧化硫和微量稀有元素。目前煤矸石是我國年排放量和累計存放量最大的工業(yè)廢渣，煤矸石棄置不用、占用大片土地，其含有的硫化物逸出或浸出會污染大氣、農(nóng)田和水體。因此，研究應用煤矸石具有十分重要的社會意義，由于其具有與粘土及其相似的化學成分，而粘土是水泥生產(chǎn)中硅鋁質(zhì)材料通常采用的原料，粘土的反應活化能較高使得水泥能耗過高，且粘土開采破壞植被，毀壞田地，致使許多發(fā)達國家已禁止使用粘土燒制水泥。因此研究用煤矸石作為生產(chǎn)原料應用于硅酸鹽水泥熟料的生產(chǎn)，既符合國家的資源循環(huán)利用產(chǎn)業(yè)政策，保護環(huán)境，又能夠為水泥企業(yè)節(jié)能減排、降低成本，使其變廢為寶，具有重要的經(jīng)濟效益和社會效益。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對以上問題，提供一種利用煤矸石配料生產(chǎn)硅酸鹽水泥熟料的方法，能夠提高熟料質(zhì)量，改善生料易燒性，提高回轉(zhuǎn)窯的產(chǎn)量，降低熟料燒成熱耗，改善水泥熟料的性能。

一種硅酸鹽水泥熟料，水泥熟料f-CaO控制為0.5～1.5％，水泥熟料立升重控制為1280～1350克/升，該水泥熟料的顆粒度為5～15mm，阿利特和貝利特礦物總和含量在75％以上。

所述的水泥熟料包括如下重量份的原料組成：石灰石83％～86％，鐵礦石1.5％～2.5％，煤矸石3％～5％，粘土6％～8％，硅砂1％～3％，控制各原料混合后SiO₂占總質(zhì)量的10～15％，Al₂O₃占總質(zhì)量的2.5～3.5％，F(xiàn)e₂O₃占總質(zhì)量的1.2～2.0％，CaO占總質(zhì)量的40～45％。

進一步優(yōu)選為水泥熟料包括如下重量份的原料組成：石灰石85％，鐵礦石2％，煤矸石4％，粘土7％，硅砂2％，控制各原料混合后SiO₂占總質(zhì)量的11.5～13％，Al₂O₃占總質(zhì)量的2.7～3％，F(xiàn)e₂O₃占總質(zhì)量的1.6～1.9％，CaO占總質(zhì)量的42.5～44％。

煤矸石中，控制化學成分CaO：3～6.5％，SiO₂：55～60％，Al₂O₃：17～20％，F(xiàn)e₂O₃：4.2～6.5％，MgO：1～2％，SO₃：0.5～1％；工業(yè)分析值為A_ad：84～88％，V_ad：3～5.5％，M_ad：0.2～0.35％，F(xiàn)C_ad：8～10％，Q_net.ad：100～800kcal/kg。

本發(fā)明提供了一種利用煤矸石配料生產(chǎn)硅酸鹽水泥熟料的方法，具體包括以下步驟：通過破碎、預均化、配料、烘干、粉磨制備成干粉生料，然后將生料喂入新型干法預分解窯進行預熱、分解，最后經(jīng)高溫煅燒后冷卻得到熟料，所述配料過程中將原有粘土的50～60wt％替換為煤矸石，具體為：

1)將生產(chǎn)原料石灰石、粘土、鐵礦石、硅砂、煤矸石分別破碎至≤50mm并儲存于堆棚內(nèi)；

2)以質(zhì)量計，將石灰石、粘土、鐵礦石、硅砂、煤矸石按比例混合均勻后喂入烘干兼粉磨系統(tǒng)進行粉磨，控制粉磨成品水份含量≤1.5wt％，80微米篩的篩余物≤16wt％，得到的為干粉狀的生料；

3)將均化后的生料喂入干法預分解窯進行預熱、分解，然后在水泥回轉(zhuǎn)窯中進行高溫煅燒，煅燒溫度為1300～1450℃(進一步優(yōu)選溫度為1400℃)，煅燒8-10min(進一步優(yōu)選煅燒時間為9min)，得到物料液相量為25-28％的部分熔融狀的物料(進一步優(yōu)選為控制物料液相量為25-28％)，將熔融狀的物料在篦冷機上用高壓風機鼓風以50～70℃/min的冷卻速度冷卻至60～100℃得到硅酸鹽水泥熟料(進一步優(yōu)選為在60℃/min的冷卻速度冷卻至70℃)。