專(zhuān)利名稱(chēng)：新法硅酸鹽水泥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提高硅酸鹽水泥生產(chǎn)產(chǎn)質(zhì)量、降低能耗和減少“毀田取土”的新方法。
百余年來(lái)水泥生產(chǎn)采用石灰石和粘土配料煅燒水泥熟料，能耗高、水泥產(chǎn)量受水泥熟料形成速度所限，不能大幅度提高。采用粘土配料生產(chǎn)水泥已經(jīng)毀掉大量農(nóng)田土地，近三十年來(lái)水泥生產(chǎn)“代粘土”問(wèn)題沒(méi)有大的突破(少數(shù)水泥廠(chǎng)使用粉煤灰、煤矸石、頁(yè)巖等“代粘土”配料)。
本發(fā)明的目的是要提供一種新方法在基本不改變?cè)兴嗌a(chǎn)設(shè)備和工藝條件的情況下，采用分布廣泛、儲(chǔ)量豐富的酸性(SiO2含量＞70％)～中酸性(SiO2含量＞62％)玻璃質(zhì)火山巖(火山熔巖和火山碎屑巖)代替粘土配料煅燒水泥熟料，它能有效地提高水泥生產(chǎn)的產(chǎn)質(zhì)量、降低能耗、保護(hù)大片農(nóng)田土地，一改百余年來(lái)不甚合理的粘土配料舊工藝。
水泥廠(chǎng)采用的粘土配料不合理在于一、粘土原料絕大多數(shù)情況是黃土或紅土，其主要化學(xué)成分SiO260～70％、Ae2O320～10％；其主要礦物成分石英40～55％、伊利石45～30％以及少量的長(zhǎng)石、云母、高嶺石、蒙脫石等，它們都是晶體礦物，具有穩(wěn)定性、低的勢(shì)能和高的活化能；二、硅酸鹽水泥的主要氧化物含量CaO62～67％、SiO220～24％、Ae2O34～7％、Fe2O32～6％(“水泥工藝原理”，建工出版社，1981年)，其中SiO2和Ae2O3的組分在大多數(shù)情況下，基本上是來(lái)自粘土配料，根據(jù)Ae2O3的含量，用礦物巖石學(xué)和礦物計(jì)算法可以判斷計(jì)算出水泥熟料中6．3～11．0％的SiO2是由伊利石為主的粘土礦物提供，而17．70～9．0％的SiO2是來(lái)自石英、燧石。所以在水泥工藝過(guò)程中，含石英、燧石較多的生料難磨、難燒、能耗高、固相反應(yīng)速度和熟料形成速度緩慢。
酸性～中酸性玻璃質(zhì)火山巖“代粘土”配料煅燒水泥熟料的依據(jù)是一、水泥配料的粘土與酸性～中酸性火山巖，兩者的化學(xué)成分相近(如表1-1)，主要為水泥熟料提供SiO2和Ae2O3的組分；二、玻璃質(zhì)(非晶質(zhì)體)礦物不穩(wěn)定、具有高的勢(shì)能和低的活化能；三、火山玻璃質(zhì)包含大量小水泡，1mm3內(nèi)包含十幾萬(wàn)個(gè)小水泡(“中國(guó)工業(yè)礦物和巖石”，地質(zhì)出版社，1990年)其含水量占巖石總重量的0．5～12．0％左右，在水泥煅燒過(guò)程中1000℃左右，小水泡迅速汽化、膨脹、爆發(fā)出水蒸氣，使硅酸鹽系統(tǒng)中固相反應(yīng)起始溫度降低、“少量水蒸氣的存在能使CaO和SiO2的固相反應(yīng)速度提高8．5倍”(“水泥工藝原理”，建工出版社，1981年)。因此采用酸性～中酸性玻璃質(zhì)火山巖“代粘土”配料煅燒水泥熟料可以達(dá)到提高水泥生產(chǎn)產(chǎn)質(zhì)量、降低能耗和減少“毀田取土“的目的。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的；一、采用酸性(SiO2＞70％)～中酸性(SiO2＞62％)玻璃質(zhì)火山巖“代粘土”配料以改善水泥窯爐煅燒條件。根據(jù)各廠(chǎng)情況(原料資源情況、水泥窯型、工藝條件等)可以部分或全部“代粘土”配料，使用量占生料總重量的1～20％。
適合水泥生產(chǎn)“代粘土”配料的酸性～中酸性玻璃質(zhì)火山巖，其玻璃質(zhì)含量10～100％，并按玻璃質(zhì)含量將礦石分為三個(gè)品級(jí)一級(jí)品(玻璃質(zhì)含量＞70％)、二級(jí)品(玻璃質(zhì)含量＞40％)、三級(jí)品(玻璃質(zhì)含量＞10％)，玻璃質(zhì)含量愈多，“代粘土”數(shù)量愈多，則易燒性效果愈好，它們是1、酸性～中酸性玻璃質(zhì)火山熔巖流紋巖、松脂巖、珍珠巖、黑曜巖、浮巖、英安流紋巖、流紋英安巖、英安巖。
2、酸性～中酸性玻璃質(zhì)火山碎屑巖；玻屑凝灰?guī)r、玻屑火山角礫巖。
二、調(diào)正原料、燃料的加入量與生料制備1、制備的生料細(xì)度、率值符合常規(guī)要求范圍，新法與舊法相比KH值可高0．01～0．05；n值可低0．01～0．05；P值可低0．01～0．05。
2、燃料與原配煤量比較，降低10～30％。
三、改進(jìn)部分生產(chǎn)設(shè)備與生產(chǎn)控制。減少或取消粘土烘干設(shè)備，加大破碎、粉磨功率，隨熟料形成速度的加快，適當(dāng)調(diào)節(jié)投料機(jī)(喂料機(jī))、旋窯轉(zhuǎn)速、冷卻機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)等各工藝環(huán)節(jié)的功率。
實(shí)施例1實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)采用水泥廠(chǎng)工業(yè)原料配料(表1-1、表1-2)以舊法水泥配料與新法“代粘土”(珍珠巖“代粘土”及玻屑凝灰?guī)r“代粘土”)配料的平行對(duì)比法，考察三個(gè)不同“代粘土”量(占生料的2％、7％、12％)，煅燒溫度分別至1280℃、1330℃并分別保溫15分鐘、25分鐘所制得的熟料、測(cè)定其fcao含量(表1-3、表1-4)，由此判斷其易燒性。
可以看出1)用珍珠巖、玻屑凝灰?guī)r等酸性～中酸性玻璃質(zhì)火山巖“代粘土”配料煅燒水泥熟料易燒性好；2)代粘土數(shù)量愈多、玻璃質(zhì)含量愈多，其易燒性效果愈好；3)可降低熟料煅燒溫度50～200℃和縮短保溫時(shí)間10～25分鐘。表1-1原料化學(xué)成分(％) 表1-2煅燒生料化學(xué)成分(％)及率值 表1-3煅燒熟料中fcao的測(cè)定結(jié)果(一) 表1-4煅燒熟料中fcao的測(cè)定結(jié)果(二) 實(shí)施例2工業(yè)生產(chǎn)試驗(yàn)在機(jī)立窯進(jìn)行，用沸石化珍珠巖(玻璃質(zhì)80％、沸石15％、石英和長(zhǎng)石5％等)代粘土配料煅燒水泥熟料試驗(yàn)情況、結(jié)果，如下幾表(表2-1～表2-5)。
由此看出酸性～中酸性玻璃質(zhì)火山巖部分或全部代粘土配料煅燒水泥熟料，可以達(dá)到提高水泥熟料產(chǎn)量10～60％；提高水泥熟料質(zhì)量，28天抗壓強(qiáng)度提高5～20Mpa；降低能耗10～30％和減少“毀田取土”的目的。表2-1原燃料化學(xué)成分(％) 表2-2配料及率值
表2-3試驗(yàn)前、后熟料的化學(xué)組成及可能的礦物組成(％)
表2-4試驗(yàn)前、后熟料物理性能對(duì)比
表2-5工業(yè)生產(chǎn)試驗(yàn)效果對(duì)比
權(quán)利要求
1.新法硅酸鹽水泥其特征在于用酸性(SiO2含量＞70％)～中酸性(SiO2含量＞62％)玻璃質(zhì)火山巖(火山熔巖和火山碎屑巖)代替舊法粘土配料，根據(jù)各廠(chǎng)情況可部分或全部“代粘土”配料，其使用量占生料總重量的1～20％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述，適合水泥生產(chǎn)“代粘土”配料的酸性～中酸性玻璃質(zhì)火山巖，其玻璃質(zhì)含量10～100％；玻璃質(zhì)含量愈多、“代粘土”數(shù)量愈多，則易燒性效果愈好，它們是1)酸性～中酸性玻璃質(zhì)火山熔巖流紋巖、松脂巖、珍珠巖、黑曜巖、浮巖、英安流紋巖、流紋英安巖、英安巖；2)酸性～中酸性玻璃質(zhì)火山碎屑巖玻屑凝灰?guī)r、玻屑火山角礫巖。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種提高硅酸鹽水泥生產(chǎn)產(chǎn)質(zhì)量、降低能耗和減少“毀田取土”的新方法。本發(fā)明采用酸性～中酸性玻璃質(zhì)火山巖代替舊法粘土配料以改善水泥窯爐煅燒條件,降低硅酸鹽系統(tǒng)中的固相反應(yīng)起始溫度,加快CaO和SiO
文檔編號(hào)C04B7/02GK1290666SQ0012322
公開(kāi)日2001年4月11日 申請(qǐng)日期2000年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月8日
發(fā)明者張維新 申請(qǐng)人:張維新