[發(fā)明專(zhuān)利]一種高堿赤泥直接用于制備水泥熟料的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111388163.8
• 申請(qǐng)日: 2021-11-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114014567B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-01-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盧曉磊;鄭國(guó)法;程新;杜鵬;吳佳明;侯鵬坤;姜蔥蔥
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 濟(jì)南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C04B7/32
• 分類(lèi)號(hào): C04B7/32;C04B7/36
• 代理公司: 濟(jì)南泉城專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所 37218
• 代理人: 賈波

本發(fā)明公開(kāi)了一種高堿赤泥直接用于制備水泥熟料的方法，該方法直接以高堿赤泥為原料制備水泥熟料，同時(shí)在熟料配比中設(shè)計(jì)硫酸鈣（CaSO4）組分，調(diào)控赤泥中堿對(duì)熟料礦物形成的影響。此外，本發(fā)明還提供了一種利用高堿赤泥合成鐵鋁酸鹽水泥熟料的方法。本發(fā)明可以直接利用高堿赤泥為原料用于水泥生料配料，減少了赤泥利用的工藝環(huán)節(jié)，同時(shí)也能降低水泥的生產(chǎn)成本；CaSO4的加入解決了赤泥中堿含量過(guò)高造成礦物不能形成或形成量低的問(wèn)題，消除了堿的不利影響；本發(fā)明的水泥熟料煅燒溫度低，降低了其生產(chǎn)能耗和CO2排放，同時(shí)本發(fā)明能有效解決赤泥因堿含量高帶來(lái)的應(yīng)用難題，對(duì)赤泥的大規(guī)模應(yīng)用具有重要意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高堿赤泥的資源化處理方法，具體涉及一種高堿赤泥無(wú)需預(yù)處理直接用于制備水泥熟料的方法，屬于固廢材料資源化處理及水泥熟料制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

赤泥是氧化鋁工業(yè)產(chǎn)生的強(qiáng)堿性工業(yè)固體廢棄物，大約每生產(chǎn)1噸氧化鋁要排放1~2噸赤泥。截至2018年，我國(guó)赤泥累積量超過(guò)7.9億噸，但綜合利用率低下，僅有4%左右。目前，人們對(duì)赤泥的處理方式大部分是填埋或者筑壩堆存，而赤泥的堆積會(huì)浪費(fèi)大量的土地資源，其高堿性及含有的有害成分會(huì)滲入地下，污染環(huán)境。故此，人們努力尋求合適的處理方法，以消耗堆存的大量赤泥。

赤泥的成分主要有Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂、CaO、Na₂O、TiO₂等氧化物，與硫鋁酸鹽水泥熟料所需原料成分相近。有研究表明，利用赤泥制備硫鋁酸鹽水泥是消耗赤泥的一種有效方法；赤泥中鐵含量較高，制備高鐵硫鋁酸鹽水泥（鐵鋁酸鹽水泥）可以消耗更多的赤泥，提高赤泥的利用率。但赤泥中的堿含量過(guò)高是限制赤泥在水泥中應(yīng)用的一大難題，過(guò)量堿的存在會(huì)使目標(biāo)礦物不能形成或者形成量降低，無(wú)法得到預(yù)期的礦物。

目前，利用赤泥制備水泥熟料要先對(duì)赤泥進(jìn)行脫堿處理，其主要處理方式為水洗、酸洗等，不僅造成了制備工藝的繁瑣，還增加了企業(yè)的處理成本，而且常用的脫堿方式還會(huì)產(chǎn)生大量的工業(yè)廢水等排出，也不利于環(huán)境保護(hù)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)高堿赤泥在水泥熟料應(yīng)用中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種高堿赤泥直接用于制備水泥熟料的方法，該方法直接以高堿赤泥為部分原料制備水泥熟料，無(wú)需對(duì)高堿赤泥提前進(jìn)行脫堿預(yù)處理，簡(jiǎn)化了工藝流程，降低了成本，實(shí)現(xiàn)了赤泥的建材資源化利用，社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益顯著。

本發(fā)明提供了一種高堿赤泥直接用于制備水泥熟料的方法，該方法在水泥熟料的礦物設(shè)計(jì)中加入CaSO₄組分，然后根據(jù)設(shè)計(jì)的水泥熟料礦相組成選擇包括高堿水泥的原料，制成水泥熟料。本發(fā)明通過(guò)在水泥熟料礦相設(shè)計(jì)中加入CaSO₄組分，調(diào)控因高堿赤泥帶來(lái)的堿含量過(guò)高的影響，從而使高堿赤泥無(wú)需進(jìn)行脫堿預(yù)處理可以直接作為原料使用。在制備的過(guò)程中利用CaSO₄的調(diào)控作用，降低了堿的不良影響，能夠成功得到性能好的水泥熟料礦相組分，使水泥熟料合成成功。

進(jìn)一步的，通過(guò)對(duì)水泥熟料的礦物設(shè)計(jì)，得到設(shè)計(jì)的水泥熟料礦相組成，設(shè)計(jì)的水泥熟料礦相組成中的CaSO₄與高堿赤泥中堿的摩爾比應(yīng)在0.8~1.5:1之間，這樣的摩爾比設(shè)計(jì)可以調(diào)控堿在整個(gè)水泥熟料制備過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生或產(chǎn)生較小的不良影響，礦物組分能正常形成，不會(huì)形成其他雜相，且形成量與設(shè)計(jì)礦物形成量相差較小。

進(jìn)一步的，所述高堿赤泥指的是堿含量大于等于5 wt%的赤泥，一般的，目前高堿赤泥中的堿含量為5~12 wt.%。該高堿赤泥是氧化鋁工業(yè)產(chǎn)生的強(qiáng)堿性工業(yè)固體廢棄物，主要成分為Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂、CaO、Na₂O、TiO₂等。