[發(fā)明專利]一種低能耗水泥熟料及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202011135727.2
• 申請日: 2020-10-22
• 公開（公告）號: CN112159128A
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發(fā)明（設計）人: 平巧麗
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州中奧工業(yè)設計有限公司
• 主分類號: C04B7/24
• 分類號: C04B7/24;C04B7/147;C04B7/38;C04B7/42;C04B7/43;C04B7/44
• 代理公司: 濟南光啟專利代理事務所(普通合伙) 37292
• 代理人: 張瑜

本發(fā)明屬于建筑材料技術領域，公開了一種低能耗水泥熟料，由以下重量份數(shù)的原料制備而成：低品位石灰石80?90份、石英砂選礦污泥6?12份、水廠污泥1?3份、含鈦高爐渣1?5份、碳酸鈣分解促進劑0.01?0.1份、晶格調(diào)控劑0.01?0.05份。通過合理配料及外加劑的添加，各種物料協(xié)同作用，實現(xiàn)石灰石尾礦、石英砂選礦污泥、水廠污泥、含鈦高爐渣的資源化利用，沿用傳統(tǒng)水泥生產(chǎn)工藝及設備，巧妙消納工業(yè)、工程廢棄物，具有良好的經(jīng)濟效益和環(huán)保效益。

技術領域

本發(fā)明屬于建筑材料技術領域，具體涉及一種低能耗水泥熟料及其制備方法。

背景技術

我國是水泥生產(chǎn)和使用大國，2019年我國水泥產(chǎn)量達23億噸，占世界水泥產(chǎn)量的60%以上。水泥熟料的生產(chǎn)是一種高耗能、高污染產(chǎn)業(yè)，需要消耗大量的石灰石、鐵礦石、黏土、煤炭等天然的資源和能源。其中的石灰石等資源面臨枯竭的風險，有資料表明，我國目前已探明的高品位石灰石儲量僅能滿足水泥工業(yè)30多年生產(chǎn)所需。當前水泥產(chǎn)量不斷攀升也間接表明了各種原料的消耗和資源的緊張。與此同時，我國每年有大量的尾礦及冶煉渣等工業(yè)固廢排放，大量固體廢物排放占用寶貴的土地資源，并造成嚴重的環(huán)境污染，生態(tài)環(huán)境惡化。同時工業(yè)固廢也是潛在的二次資源，如何有效地利用固廢也是亟需解決的問題。用堿渣制備水泥的研究已見報道，其熟料燒成溫度可降低至1100℃作用，大大節(jié)約能耗，但該水泥中氯離子的釋放和擴散能力，以及對鋼筋混凝土的銹蝕問題有待于進一步解決。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對上述問題，提供一種低能耗水泥熟料，通過有效的技術手段，將鈦礦渣、石英砂選礦污泥、水廠污泥分別代替?zhèn)鹘y(tǒng)水泥生產(chǎn)中的碳酸鈣原料、黏土質(zhì)原料和鐵質(zhì)校正組分，發(fā)揮各廢棄材料的理化綜合效應，降低熟料的燒成溫度，研制一種符合現(xiàn)行國家標準，具有廣闊市場前景的低能耗水泥熟料，該方法技術合理、質(zhì)量可控，有利于節(jié)約能源和環(huán)境保護。為達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案，一種低能耗水泥熟料由以下重量份數(shù)的原料制備而成：低品位石灰石80-90份、石英砂選礦污泥6-12份、水廠污泥1-3份、含鈦高爐渣1-5份、碳酸鈣分解促進劑0.01-0.1份、晶格調(diào)控劑0.01-0.05份，所述重量份數(shù)為干基重量份數(shù)。

所述石英砂選礦污泥是采用濕法工藝生產(chǎn)浮法玻璃用硅砂過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品；

所述水廠污泥是在水處理的混凝沉淀過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品；

所述含鈦高爐渣是使用高鈦含量的鐵精礦煉鐵后形成的高爐渣，鈦（以TiO2計）含量為17%-28%；

所述碳酸鈣分解促進劑為苯甲酸鋰、高氯酸鋰、三氟甲基磺酸鎂中的一種；

所述晶格調(diào)控劑為偏釩酸鈉、偏釩酸鉀、偏釩酸銨中的一種。

所述低能耗水泥熟料的制備方法，包括以下步驟：

1）原材料預處理與均化：將水廠污泥進行壓濾脫水，使含水率降至50%～70％，之后和低品位石灰石、石英砂選礦污泥、含鈦高爐礦渣分別進行均化處理；

2）生料制備、均化：按照比例將低品位石灰石、水廠污泥、石英砂選礦污泥、含鈦高爐礦渣進行配料，并通過鉸刀計量秤，添加碳酸鈣分解促進劑和晶格調(diào)控劑，使用立磨粉磨得到生料粉，控制磨制后的生料細度80μm篩余量16±2％，200μm篩余量≤3％，將磨制后的生料粉通過八嘴分配器進入到均化庫進行環(huán)吹和攪拌，進行均化、儲存；

3）生料預熱分解、熟料煅燒：將均化的生料粉末依次送入到預熱器、分解爐中進行預熱和分解處理，控制分解率高≥93％，將分解后的生料在回轉(zhuǎn)窯中煅燒15min-20min，控制窯尾溫度在1000-1100℃，二次風溫在1100-1200℃，三次風溫在900-950℃，出回轉(zhuǎn)窯后經(jīng)篦冷機經(jīng)冷卻得熟料。