一种由电石渣和铜渣熔分渣制备硅酸盐水泥的方法 |
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| 申请号 | CN201710340757.9 | 申请日 | 2017-05-12 | 公开(公告)号 | CN107162445A | 公开(公告)日 | 2017-09-15 |
| 申请人 | 神雾科技集团股份有限公司; | 发明人 | 孙辉; 边妙莲; 马冬阳; 陈士朝; 吴道洪; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种由电石渣和 铜 渣熔分渣制备 硅 酸盐 水 泥的方法，该方法包括以下步骤：将电石渣在 回转窑 外部进行脱水干燥；将铜渣熔分渣、 砂岩 和电石渣进行混合成混合料；将混合料 挤压 、粉磨之后采用干磨干烧工艺进行 煅烧 得到 水泥 熟料，将 水泥熟料 与 缓凝剂 混合粉磨得到 硅酸 盐水泥 。本发明的电石渣和铜渣熔分渣制备硅酸盐水泥的方法中将电石渣100％替代石灰石生产水泥熟料，节约了石灰石资源的开采，降低了 温室 气体 的排放。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种由电石渣和铜渣熔分渣制备硅酸盐水泥的方法，其特征在于，包括以下步骤： |
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| 说明书全文 | 一种由电石渣和铜渣熔分渣制备硅酸盐水泥的方法技术领域背景技术[0002] 电石渣是电石水解后的残渣，主要成分是Ca(OH)2。到2015年，全国约产生2500万吨电石，按每吨电石水解后约产生1.2～1.5吨电石渣计算，可产生电石渣约3000～3750万吨。因此，我国累积电石渣量已过亿吨，将其堆放不仅占用了大量土地，并且电石渣浆液中水分渗透进入地下水中，造成了土地碱化和水资源污染等问题。电石渣经长时间堆放风干后遇风易起扬尘，给周围环境带来了极大的威胁。 [0003] 但是，电石渣既是一种工业固体废弃物，也是一种二次资源，如果能够被有效利用，则对社会、经济和环境的发展大有裨益。目前，我国对电石渣的综合利用进行了多方面的研究，例如将电石渣作为燃煤电厂废气的脱硫剂可以生产脱硫石膏，用电石渣生产纳米碳酸钙或者用来作为土壤改良剂以改善酸性土壤等。 [0004] 生产水泥熟料主要由钙质矫正剂、硅质矫正剂、铝质矫正剂及铁质矫正剂组成。通常，钙质矫正剂主要为石灰石资源。通过将上述原料按照配比混合磨细后进入预分解窑预热分解后进入回转窑进行煅烧得到水泥熟料，后与缓凝剂混合磨细，即得到水泥产品。采用石灰石为钙质矫正剂存在着分解温度高，原料需经五级旋风预热分解后进入回转窑煅烧生成水泥熟料，工艺能耗高。 [0005] 现有技术中仅仅是使用电石渣和石灰石混合物进行水泥熟料生产，并没有将电石渣全部替代石灰石，预分解窑仍然需要按照石灰石制备水泥熟料的工艺进行设计，并没有体现电石渣加入后的节能效果。另外，现有技术中还是加入粘土作为硅质矫正剂，但是粘土资源有限、形成时间较长且是农作物生长所必须的，所以用其他硅质矫正剂替代势在必行。 [0006] 因此，需要一种新的硅酸盐水泥的生产方法，其既能克服石灰石为原料带来的弊病又找到了其他替代的硅质矫正剂。 发明内容[0007] 针对上述问题，本发明的目的是提供一种由电石渣和铜渣熔分渣制备硅酸盐水泥的方法。 [0008] 为达到上述目的，本发明采用如下技术方案： [0009] 根据本发明，提供一种由电石渣和铜渣熔分渣制备硅酸盐水泥的方法，包括以下步骤： [0010] 步骤一：将电石渣在回转窑外部进行脱水干燥； [0011] 步骤二：将铜渣熔分渣、砂岩和经过步骤一处理的电石渣进行混合形成混合料； [0012] 步骤三：将步骤二中的混合料挤压、粉磨之后采用干磨干烧工艺进行处理得到水泥熟料； [0013] 步骤四：将烧成后的水泥熟料与缓凝剂混合后粉磨得到硅酸盐水泥。 [0014] 进一步地，步骤三中的干磨干烧工艺包括以下步骤： [0015] 1)利用回转窑和/或分解炉排出的废气中的余热对混合料进行预热； [0016] 2)在回转窑中将预热后的混合料进行水泥熟料的烧成。 [0017] 进一步地，缓凝剂的添加量为水泥熟料总质量的3-5％。 [0018] 进一步地，步骤一中的电石渣的化学成分重量百分比为：CaO 65-71wt％，氯离子不高于0.05wt％，铁硅化合物不高于0.06wt％。优选的，CaO 66.73-69.23wt％，氯离子0.01-0.03wt％，铁硅化合物0.03-0.05wt％。 [0019] 进一步地，步骤二中的铜渣熔分渣的化学成分重量百分比为：CaO 20-23wt％，SiO2 46-50wt％，Al2O3 9-12wt％，Fe2O3 5-11wt％，MgO 6-9wt％。优选的，CaO 21.43-22.02wt％，SiO2 47.34-48.15wt％，Al2O3 10.09-11.22wt％，Fe2O3 6.01-9.99wt％，MgO 7.23-7.99wt％。 [0020] 进一步地，步骤二中的砂岩的化学成分重量百分比为SiO2 86-92wt％。优选的，SiO2 87.48-89.47wt％。 [0021] 进一步地，步骤二中铜渣熔分渣、砂岩和经过步骤一处理的电石渣按照以下重量份数进行混合：铜渣熔分渣30.0-31.5重量份、砂岩2.9-3.4重量份、电石渣65.2-67.9重量份。 [0022] 优选地，步骤二中铜渣熔分渣、砂岩和经过步骤一处理的电石渣按照以下重量份数进行混合：铜渣熔分渣30.2-31.2重量份、砂岩3.0-3.3重量份、电石渣65.4-66.7重量份。 [0023] 进一步优选地，步骤二中铜渣熔分渣、砂岩和经过步骤一处理的电石渣按照以下重量份数进行混合：铜渣熔分渣30.31-31.14重量份、砂岩3.03-3.25重量份、电石渣65.61-66.54重量份。 [0024] 进一步地，步骤一中将电石渣脱水干燥至含水量小于1％。 [0025] 进一步地，步骤三中混合料粉磨后的粒径小于80μm以上的颗粒占总质量的90％以上。 [0026] 进一步地，步骤三中干磨干烧工艺的煅烧温度为1350℃-1400℃，煅烧时间为26-37min。 [0027] 优选地，步骤三中干磨干烧工艺煅烧温度为1360℃-1390℃，煅烧时间为28-35min。 [0028] 进一步地，缓凝剂为天然石膏、脱硫石膏的一种或两种。 [0029] 进一步地，铜渣熔分渣指的是铜渣经转底炉直接还原后在熔分过程中渣铁分离后得到的固体废弃物。 [0030] 本发明的有益效果是： [0031] 1)由于电石渣中含有丰富的CaO，可作为水泥熟料生产中的钙质矫正剂。本发明的电石渣制备硅酸盐水泥的方法中将电石渣100％替代石灰石生产水泥熟料，节约了石灰石资源的开采，降低了温室气体的排放。另外，石灰石分解温度为850摄氏度，而电石渣中Ca(OH)2分解温度仅为580摄氏度。因此，采用电石渣替代石灰石制备硅酸盐水泥，能够降低能耗，提高生产效率。另外，将铜渣熔分渣替代粘土作为硅质矫正剂，应用于硅酸盐水泥的制备，提高了铜渣熔分渣资源化利用率以及降低了粘土的使用量，克服了传统石灰石制备硅酸盐水泥和利用电石渣制备硅酸盐水泥相关工艺存在的问题。 [0032] 2)由于电石渣中氯离子含量低(小于0.06％)，以电石渣为主要原料使得回转窑尾气出口结氯现象较轻，能够实现回转窑连续生产。 [0034] 图1是本发明由电石渣和铜渣熔分渣制备硅酸盐水泥的方法流程图。 具体实施方式[0035] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。 [0036] 实施例1 [0037] 在本实施例中，铜渣熔分渣、砂岩和电石渣的化学成分如表1所示。 [0038] 如图1所示，在步骤S101中，将电石渣在回转窑外部进行脱水，干燥至电石渣含水量小于1％。在步骤S102中，将30.00重量份铜渣熔分渣、3.09重量份的砂岩和67.9重量份的干燥后的电石渣进行混合成混合料；在步骤S103中，将混合料挤压、粉磨，最终混合料粉磨后达到粒径小于80um以上的颗粒占总质量的90％以上。在步骤S104中，采用干磨干烧工艺进行煅烧，干磨干烧工艺预热分解过程采用三级旋风预热分解系统，干磨干烧工艺包括以下步骤： [0039] 1)利用回转窑和/或分解炉排出的废气中的余热对混合料进行预热分解，使混合料预热及部分Ca(OH)2分解； [0040] 2)在回转窑中将预热后的混合料进行水泥熟料的烧成，在回转窑中Ca(OH)2进一步分解并发生固相反应，生成水泥熟料中所需的各种矿物。 [0041] 干磨干烧工艺煅烧温度为1400℃，煅烧时间为26分钟。 [0042] 步骤S105中，将烧成后的水泥熟料中加入占总质量比例为3％的天然石膏作为缓凝剂，混合后粉磨至适宜细度，制备得到硅酸盐水泥产品。 [0043] 表1铜渣熔分渣、砂岩和电石渣化学成分，wt％ [0044] [0045] 实施例2 [0046] 在本实施例中，铜渣熔分渣、砂岩和电石渣的化学成分如表2所示。 [0047] 如图1所示，采用实施例1的方法制备硅酸盐水泥。铜渣熔分渣、砂岩和电石渣按照以下重量百分比进行混合：铜渣熔分渣31.5重量份、砂岩3.4重量份、电石渣65.2重量份；采用干磨干烧工艺进行煅烧得到水泥熟料，煅烧温度为1350℃，煅烧时间为37分钟。将烧成后的水泥熟料中加入占总质量比例为5％的天然石膏作为缓凝剂，混合后粉磨至适宜细度，制备得到硅酸盐水泥产品。 [0048] 表2铜渣熔分渣、砂岩和电石渣化学成分，wt％ [0049] [0050] 实施例3 [0051] 在本实施例中，铜渣熔分渣、砂岩和电石渣的化学成分如表3所示。 [0052] 如图1所示，采用实施例1的方法制备硅酸盐水泥，区别在于：铜渣熔分渣、砂岩和电石渣按照以下重量百分比进行混合：铜渣熔分渣30.74重量份、砂岩2.9重量份、电石渣66.33重量份；采用干磨干烧工艺进行煅烧得到水泥熟料，煅烧温度为1380℃，煅烧时间为 33分钟。将烧成后的水泥熟料中加入占总质量比例为4％的天然石膏和脱硫石膏混合物(天然石膏：脱硫石膏比例为1∶1)作为缓凝剂，混合后粉磨至适宜细度，制备得到硅酸盐水泥产品。 [0053] 表3铜渣熔分渣、砂岩和电石渣的化学成分，wt％ [0054] [0055] 比较例 [0056] 采用本领域常见的方法制备的硅酸盐水泥，其中缓凝剂为天然石膏，加入量为占水泥熟料的总质量比例为3％。 [0057] 其中本发明的实施例中的LOI表示烧失量，铁硅化合物为高温下形成的不同价态的铁硅化合物，即FexSiy。 [0058] 实施例1-3制备的硅酸盐水泥的相关理化性能检测结果如表4所示。 [0059] 表4本发明制备的硅酸盐水泥的工艺参数及检测结果 [0060] [0061] 从表4中可以看出，采用本发明的方法制备的硅酸盐水泥与传统方法制备的硅酸盐水泥的性能相近，并且在抗压强度等多方面更优于传统方法制备的硅酸盐水泥。本发明采用三级旋风预热分解系统，而传统水泥制备方法中采用五级旋风预热分解系统，因此本发明降低了能耗。 |
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