一种锶钡煅烧复合矿化剂

申请号 CN200910016215.1 申请日 2009-06-16 公开(公告)号 CN101575180A 公开(公告)日 2009-11-11
申请人 济南大学; 发明人 程新; 常钧; 叶正茂; 周宗辉; 芦令超; 谭文杰;
摘要 本 发明 涉及一种锶钡 水 泥 煅烧 复合矿化剂,是由锶渣和钡渣为主要原料制成,锶渣与钡渣的重量百分比为:锶渣:15~85%,钡渣:15~85%;所述锶渣为生产 碳 酸锶所产生的废渣,要求SrO的重量百分含量为25~40%;所述钡渣为生产碳酸钡所产生的废渣,要求BaO的重量百分含量为20~50%。本发明利用锶渣和钡渣为原料合成复合矿化剂,通过其在 水泥 熟料煅烧过程中的活化和矿化作用,达到提高水泥强度、加快水泥水化硬化速度、提高窑炉产量、降低水泥成本、节约 能源 与资源和减轻环境污染的目的。
权利要求

1.一种锶钡煅烧复合矿化剂,其特征在于:是由锶渣和钡渣为主要原料制成,锶 渣与钡渣的重量百分比为:锶渣:15~85%,钡渣:15~85%;
所述锶渣为生产酸锶所产生的废渣,要求SrO的重量百分含量为25~40%;所述 钡渣为生产碳酸钡所产生的废渣,要求BaO的重量百分含量为20~50%。
2.根据权利要求1所述的锶钡水泥煅烧复合矿化剂,其特征在于:其主要化学成分及 所占重量百分比为:
SrO:        20~40%
SO3:        10~18%
Fe2O3:      10~25%
SiO2:       15~35%
BaO:        10~33%
Loss:       7~15%
CaO+MgO:    5~20%。
3.根据权利要求1或2所述的锶钡水泥煅烧复合矿化剂,其特征在于:其在水泥生料 中掺入的重量百分比为1~5%。

说明书全文

技术领域

发明涉及一种酸盐泥生产中使用的矿化剂,特别涉及一种以锶为主要组分, 钡为微量辅助组分的水泥煅烧复合矿化剂。

背景技术

水泥熟料烧成就是用煅烧设备对生料加热,使其发生一系列物理化学反应生成熟 料,物理化学反应可概括为五个过程:
一是干燥预热,在这个阶段中生料中水分被蒸发,粘土中的主要成分发生脱水反 应。二是酸盐分解(熟料烧成重要过程),生料温度升至850℃时,碳酸大量分解。 三是固相反应,随着温度表逐步升到1300℃的阶段中,固态物质相互反应生成酸 四钙(C4AF)、铝酸三钙(C3A)、硅酸二钙(C2S)等矿物。四是烧成反应(熟料烧成最 重要的过程),在温度升至1450℃的过程中,1280℃开始出现液相,形成液相后,烧成 反应开始进行,生成硅酸三钙(C3S)。五是冷却过程,烧成反应完成后,生料转变成 熟料开始冷却,完成熟料烧成任务。
目前,国内主要水泥企业在生产水泥熟料时主要采用三种矿化剂技术:
第一种:是在配生料时掺入萤石作矿化剂,萤石主要成分为氟化钙(CaF2),其矿 化原理是:CaF2在含水蒸气高温气体作用下,生成氟化氢(HF),HF可破坏CaCO3 的化学键,生成新的CaF2,且CaF2与物料共熔后能降低液相粘度,有利于烧成反应。
CaF2+H2O→CaO+2HF    2HF+CaCO3→CaF2+H2O+CO2↑
第二种:是在配制生料时掺入石膏作矿化剂,石膏的主要成分为硫酸钙(CaSO4), 其矿化基本原理是:硫酸盐因熔点低,可使形成液相的初始温度降低约80℃,即加快 和提前了熟料的烧成反应,且硫酸盐与铝酸盐形成硫铝酸盐,将熟料中的部分低强度 矿物转化为高强度矿物,提高了熟料的强度。
即:CaSO4+C3A→C4AS
第三种:是在配制生料过程时掺入石膏和萤石,即复合矿化剂煅烧技术,在水泥 行业,用石膏和萤石作复合矿化剂在立窑生产工艺中使用较普遍。目前,在回转窑生 产工艺中使用较少。
由于萤石存在储量较少,煅烧时易造成环境污染和腐蚀生产设备等问题,因此有 必要研制新的矿化剂,以实现提升产品质量、节约能源、降低生产成本、保护环境的 目的。
锶渣和钡渣分别是生产碳酸锶和碳酸钡所产生的一种灰色粉状的工业固体废料, 存放废渣占用了大量的农田,固化后无法处理,严重影响了周边环境,也污染了附近 水源。利用锶渣和钡渣来制作水泥矿化剂,既可以使“废物”得到利用,保护环境, 还减少了资源消耗,有利于可持续发展。

发明内容

针对现有技术中存在的不足,本发明旨在提供一种利用工业废渣——锶渣和钡渣 为主要原料加工成的锶钡水泥煅烧复合矿化剂,以达到节能降耗、提高产品质量、节 约矿业资源的目的。
本发明是通过以下技术方案实现的:
所述的锶钡水泥煅烧复合矿化剂,是由锶渣和钡渣为主要原料制成,锶渣与钡渣的 重量百分比为:锶渣:15~85%,钡渣:15~85%。所述锶渣为生产碳酸锶所产生的废渣, 要求SrO的重量百分含量为25~40%;所述钡渣为生产碳酸钡所产生的废渣,要求BaO 的重量百分含量为20~50%。
锶渣和钡渣的主要成分及含量%
  成分   BaO   SrO   SO3   CaO   SiO2   锶渣   0-2.00   25-40   10-20   5-15   5-15   钡渣   20-50   /   10-20   2-10   5-18
上述锶钡水泥煅烧复合矿化剂,其主要化学成分及所占重量百分比为:
SrO:20~40%
SO3:10~18%
Fe2O3:10~25%
SiO2:15~35%
BaO:10~33%
Loss:7~15%
CaO+MgO:5~20%。
上述锶钡水泥煅烧复合矿化剂,其在水泥生料中掺入的重量百分比为1~5%。
本发明利用锶、钡等特殊组分在熟料高温反应过程中,能够固溶到水泥熟料 矿物内部,可降低水泥熟料煅烧过程中液相出现的温度,增加液相的数量,改善 生料的易烧性,加快原料颗粒固相反应速度,缩短熟料烧成时间;可使水泥熟料 矿物晶格为变形,特别是可以造成水化活性较低的C2S矿物的晶格发生畸变,提 高熟料矿物的水化反应活性,促进水泥硬化速度,达到缩短水泥凝结时间、提高 早期强度、全面改善水泥质量的目的。
本发明的有益效果是:通过锶渣和钡渣在水泥熟料煅烧过程中的活化和矿化 作用,达到提高水泥强度、加快水泥水化硬化速度、提高窑炉产量、降低水泥成 本、节约能源与资源和减轻环境污染的目的;而且能够充分利用工业固体废料, 发展循环经济

具体实施方式

将本发明的锶钡水泥煅烧复合矿化剂应用于制造硅酸盐水泥的过程,具体实施与 效果如下。
1、实施例使用的锶渣与钡渣化学成分如表1所示。当然,本发明的锶渣与钡渣并 不局限于以下化学成分。
表1:锶渣与钡渣化学成分

2、实施例使用的水泥生料、熟料化学成分如表2和表3所示。
表2:生料化学成分w%

表3:熟料化学成分与矿物组成w%

3、实施效果如表4所示。
表4:实验数据
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