專利名稱：充分利用工業(yè)廢渣生產(chǎn)的復(fù)合硅酸鹽水泥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及復(fù)合硅酸鹽水泥，具體地說，是一種利用工業(yè)廢渣生產(chǎn)復(fù)合硅酸鹽水泥，是在生料的配制中利用工業(yè)廢渣作原輔材，在煅燒后的熟料中摻入工業(yè)廢渣作水泥混合材，經(jīng)粉磨制成復(fù)合硅酸鹽水泥。該產(chǎn)品用于高層建筑、橋梁、涵洞等建設(shè)，特別適用于水利建設(shè)。
背景技術(shù)：
隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水泥行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整力度加大，國家倡導(dǎo)綠色環(huán)保型產(chǎn)品，采用稅收優(yōu)惠政策來鼓勵(lì)企業(yè)對(duì)工業(yè)廢渣的研究和利用，逐漸提高廢渣的利用率，減少廢渣對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染，減少廢渣的堆放占用耕地，變廢為寶，大力開發(fā)廢渣資源，生產(chǎn)綠色環(huán)保型產(chǎn)品，節(jié)約能源，降低生產(chǎn)成本，促進(jìn)企業(yè)的快速發(fā)展。為此，如何變廢為寶、減少環(huán)境污染、有效地利用工業(yè)廢渣，開發(fā)建材資源，降低生產(chǎn)成本，這是近十年來許多水泥生產(chǎn)廠家一致研討的重要課題，在公開出版物上也屢見有關(guān)報(bào)道，但未見有與本發(fā)明相同的報(bào)道。
本申請(qǐng)人的原專利《利用工業(yè)廢渣生產(chǎn)的復(fù)合硅酸鹽水泥》(CN1213654A，申請(qǐng)?zhí)?8112275.2)，其技術(shù)方案是以礦石、白煤、粘土、鐵粉成份組成的生料，經(jīng)煅燒后的熟料中摻加以磷渣、石膏、粉煤灰、石灰石所組成的混合材，再經(jīng)均化、破碎、粉磨等工序加工而成產(chǎn)品。顯然，該技術(shù)是在水泥熟料中利用了工業(yè)廢渣資源，即磷渣、粉煤灰、磷石膏，減少了廢渣對(duì)環(huán)境的污染，變廢為寶，并取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。但是，在生料的配制中未利用工業(yè)廢渣作原輔材料，所以煤、粘土用量較大，且生料進(jìn)入機(jī)立窯煅燒成熟料的燒成熱耗偏高，窯工勞動(dòng)強(qiáng)度大，立窯產(chǎn)量低，生產(chǎn)成本高。
雖然，在中國專利還公開了一種《利用工業(yè)廢渣生產(chǎn)的復(fù)合硅酸鹽水泥》(CN1400188A，申請(qǐng)?zhí)?1133727.3)，它是以石灰石、粘土、無煙煤、黃磷渣、鐵粉為生料，經(jīng)粉磨、均化、煅燒等工序加工而成產(chǎn)品。該技術(shù)主要是生料中加入4-15％黃磷渣，而無其它工業(yè)廢渣加入，更沒有涉及在水泥熟料中利用工業(yè)廢渣。

發(fā)明內(nèi)容
申請(qǐng)人是在原專利(申請(qǐng)?zhí)?8112275.2)的基礎(chǔ)上，不僅把黃磷渣、粉煤灰等工業(yè)廢渣作水泥混合材摻入熟料中經(jīng)粉磨制成水泥，而且通過潛心研究，對(duì)在生料的配制中采用工業(yè)廢渣作原料，將黃磷渣、爐底渣等工業(yè)廢渣作為原輔材料與礦石、粘土、煤進(jìn)行配料，制成全黑生料，在不改變現(xiàn)有生產(chǎn)工藝，用工業(yè)廢渣代替原輔材料，提高工業(yè)廢渣的利用率、降低能耗、減少礦石、煤、粘土用量，不僅利廢而且其環(huán)保意義更大，達(dá)到廢渣資源綜合利用，資源節(jié)約，資源替代的目的。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種充分利用工業(yè)廢渣生產(chǎn)的復(fù)合硅酸鹽水泥，在生料中采用重量百分比大于12％的包括黃磷渣、爐底渣、鋅渣、硫酸渣的工業(yè)廢渣進(jìn)行配料，其生料按重量配比礦石63-78％、粘土5-9％、爐底渣5-9％、黃磷渣2-6％、鋅渣1-2％、硫酸渣0.8-1.2％、煤8-10％。
生料優(yōu)選的配比礦石70％、粘土7％、爐底渣7％、黃磷渣4％、鋅渣1.5％、硫酸渣1％、煤9.5％。
按上述配料，制成飽和比(KH)0.96-1.00、硅酸率(n)2.3-2.5、鋁氧率(P)1.3-1.5的生料。
經(jīng)煅燒后的熟料，在其摻加重量比大于30％的以磷渣、粉煤灰、磷石膏、鋰渣組成的混合材，熟料與混合材按重量配比硅酸鹽水泥熟料60-72％、黃磷渣8-17％、粉煤灰11-17％、磷石膏1-3％、鋰渣3-7％。
熟料優(yōu)選的配比硅酸鹽水泥熟料66％、黃磷渣10％、粉煤灰16％、磷石膏2％、鋰渣6％。
混合材不經(jīng)預(yù)先處理，直接摻入煅燒的熟料中。
本發(fā)明在生料的配制過程中，采用黃磷渣、爐底渣、鋅渣、硫酸渣等工業(yè)廢渣與礦石、粘土、煤配制成全黑生料，制成飽和比(KH)0.96-1.00、硅酸率(n)2.3-2.5、鋁氧率(P)1.3-1.5的生料。采用工業(yè)廢渣配制生料，主要煅燒采用小料球快燒技術(shù)，利用工業(yè)廢渣中含有的有效成分和微量元素及高活性成分，能顯著改善生料的易燒性，降低熟料的燒成煤耗，加快硅酸鹽礦物的大量形成，降低熟料熱耗和fCaO含量，促進(jìn)固相反應(yīng)的順利進(jìn)行。廢渣中CaO、SiO2等高活性成分，均不需再耗熱分解即可直接參與化學(xué)反應(yīng)。工業(yè)廢渣中還含有少量的F-1、S2-、Zn2+、Mgo、P2O5等成份，在水泥燒制過程中起到助熔的作用，使液相出現(xiàn)的溫度降低。液相量增加，液相粘度降低，離子在液相中擴(kuò)散的速度加快，加快C3S的形成，從而使熟料質(zhì)量有較大的改善，故有增產(chǎn)、降低煤耗，提高熟料質(zhì)量的作用，在煅燒后的熟料中摻加粉煤灰、磷渣、磷石膏、鋰渣所組成的混合材，經(jīng)破碎、粉磨、均化等工序加工而成產(chǎn)品。
在上述配料中所用黃磷渣應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB6645用于水泥中?；姞t磷渣的技術(shù)要求；粉煤灰應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB1596用于水泥和混凝土中的粉煤灰要求；鋰渣要求SiO2和Al2O3含量之和大于70％。
采用上述技術(shù)方案適當(dāng)調(diào)整生料的飽和比，以及熟料與混合材的配比，可生產(chǎn)出不同標(biāo)號(hào)的復(fù)合硅酸鹽水泥。
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明采用工業(yè)廢渣作原輔材料與礦石、粘土、煤配料制成生料，由于黃磷渣、鋅渣中含有少量的P2O5和F-1、Zn2+等微量元素，可作礦化劑起助燒作用，顯著改善了生料的易燒性，降低液相出現(xiàn)的溫度，擴(kuò)大燒成溫度范圍，加速C3S的形成；還含有一定量的SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO高活性成分，具有一定的晶種作用，在煅燒過程中起誘導(dǎo)結(jié)晶作用，能加快硅酸鹽礦物的大量形成，可降低熟料燒成熱耗和fCaO含量促進(jìn)固相反應(yīng)的順利進(jìn)行，能使熟料質(zhì)量有較大改善，降低煤耗，達(dá)到了廢渣資源綜合利用，資源節(jié)約，資源替代的目的。將熟料與黃磷渣、粉煤灰、磷石膏、鋰渣以一定的配比，經(jīng)粉磨制成水泥，黃磷渣、粉煤灰、鋰渣是具有一定活性的混合材，直接與熟料混合，不經(jīng)預(yù)處理，磷石膏替代二水石膏作緩凝劑。采用本技術(shù)能充分利用本地的廢渣資源(黃磷渣、粉煤灰、爐底渣、硫酸渣、鋰渣、磷石膏等)，提高廢渣的摻入量，降低煤耗，減少廢渣對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染，變廢為寶，其經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、生態(tài)效益顯著。
本發(fā)明與原專利(申請(qǐng)?zhí)?8112275.2)復(fù)合硅酸鹽水泥相比廢渣的摻量大于40％，在降低熟料燒成熱耗，改善生料易燒性，降低窯工的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高立窯產(chǎn)量方面有所不同。在生料的配制中能節(jié)煤25％，降低粘土用量50％，提高廢渣利用率13％，降低成本25元/噸，節(jié)約電20％以上，熟料產(chǎn)量提高25％。
本發(fā)明與專利技術(shù)(申請(qǐng)?zhí)?1133727.3)復(fù)合硅酸鹽水泥相比由于生料中不僅含有黃磷渣，還包括爐底渣、鋅渣、硫酸渣，產(chǎn)品中廢渣的摻量大于40％，所以在利廢、降耗，減少廢渣對(duì)生態(tài)環(huán)境污染，變廢為寶，其經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、生態(tài)效益更加顯著。
本發(fā)明產(chǎn)品經(jīng)“四川省建材產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心”檢測(cè)表明，符合GB12958-1999《復(fù)合硅酸鹽水泥》和GB6566-2001《建筑材料放射性核素限量》的要求(見附件1、附件2)。本產(chǎn)品具有早期強(qiáng)度高、后期強(qiáng)度增長快，生產(chǎn)的水泥制品抗折、抗壓強(qiáng)度高，適用范圍廣、價(jià)格適中，推廣價(jià)值大。
附件1復(fù)合硅酸鹽水泥《檢驗(yàn)報(bào)告》(NOS05--1539)1份。
附件2復(fù)合硅酸鹽水泥《檢驗(yàn)報(bào)告》(NOJ05--2076)1份。


圖1是本發(fā)明的工藝流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明原燃材化學(xué)成分見表一。
本發(fā)明的生料配料，見下列表二的實(shí)施例(1)-(5)。
本發(fā)明的熟料配料，見下列表三的實(shí)施例①-⑤。
表一 原燃材化學(xué)成份

無煙煤工業(yè)分析

表二生料配料

在生料中摻入重量比大于12％的以磷渣、鋅渣、爐底渣、硫酸渣和礦石、粘土、煤，經(jīng)破碎、粉磨制成飽和比0.98±0.02、硅酸率2.4±0.1、鋁氧率為1.4±0.1的生料，摻入廢渣作礦化劑，有效改善生料的易燒性，降低熟料的煅燒溫度，形成低煤耗低快燒的原料基礎(chǔ)，減少礦石、粘土、煤的用量，達(dá)到節(jié)能降耗。
表三 熟料配料 經(jīng)煅燒后的熟料，在其摻加重量比大于30％的以磷渣、粉煤灰、磷石膏、硫酸渣組成的混合材，經(jīng)均化、破碎、粉磨等工序加工而成產(chǎn)品，產(chǎn)品具有早期強(qiáng)度高、后期強(qiáng)度增長快，生產(chǎn)的水泥制品抗折、抗壓強(qiáng)度高。
在上述配料中黃磷渣是制磷工業(yè)的廢渣，含有40％-50％的CaO，35-40％的SiO2、3.5-5％的Al2O3，符合GB6645《用于水泥中的?；姞t磷渣》，可替代粘土配料，提高生料易燒性。
粉煤灰是火力發(fā)電廠排出的廢渣，具有一定活性的混合材，它的玻璃體含量越高，SiO2和Al2O3組分越多。
鋅渣含有一定量的微量元素，具有礦化作用。
煤底渣化工廠排放的工業(yè)廢渣，以SiO2、Al2O3為主，與粘土礦物相似，具有一定的發(fā)熱量，配料可節(jié)約燒成用煤，降低煤耗。
硫酸渣制硫酸工業(yè)廢渣，以Fe2O3、SiO2為主。
磷石膏磷化工業(yè)排出的廢渣，SO3含量在40％左右，可替代二水石膏作緩凝劑。
鋰渣化工業(yè)廢渣，是具有一定活性的混合材，主要成份SiO2和Al2O3，玻璃體含量較多。
上述實(shí)施例的生料化學(xué)成分見表四。
上述實(shí)施例的熟料化學(xué)成分及強(qiáng)度值見表五。
表四 生料化學(xué)成份

根據(jù)進(jìn)廠原燃輔材的質(zhì)量，調(diào)整配比，制成飽和比為0.98±0.02、硅酸率為2.4±0.1、鋁氧率為1.4±0.1的生料，表五熟料化學(xué)成份

本發(fā)明復(fù)合硅酸鹽水泥的生產(chǎn)方法是采用現(xiàn)有的生產(chǎn)水泥的工藝，參見圖1生料原料→破碎→微機(jī)配料→生料倉→生料粉磨→生料園庫→生料均化→立窯煅燒→熟料庫→熟料配料→破碎→熟料倉→水泥粉磨→水泥園庫→均化→包裝→檢驗(yàn)→合格成品出廠。本產(chǎn)品采用這些標(biāo)準(zhǔn)GB12958-1999復(fù)合硅酸鹽水泥；GB/T17671-1999水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法(ISO法)；GB/T1346-2001水泥標(biāo)準(zhǔn)細(xì)度用水量、凝結(jié)時(shí)間、安全性檢驗(yàn)方法；GB/T176-1996水泥化學(xué)分析方法；GB/T212-2001煤的工業(yè)分析方法；GB1345水泥細(xì)度檢驗(yàn)方法(80μm篩分析法)；GB5483用于水泥中的石膏和硬石膏；GB1596用于水泥和混凝土中的粉煤灰；GB6645用于水泥中?；姞t磷渣。本“產(chǎn)品質(zhì)量”測(cè)試參數(shù)見表六，產(chǎn)品經(jīng)省質(zhì)量檢驗(yàn)中心檢測(cè)表明各項(xiàng)理化指標(biāo)均優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)，放射性檢測(cè)符合標(biāo)準(zhǔn)要求GB6566-2001要求(見附件1、附件2)。
表六 產(chǎn)品質(zhì)量

權(quán)利要求
1.一種充分利用工業(yè)廢渣生產(chǎn)的復(fù)合硅酸鹽水泥，其特征在于，所述水泥的生料由下列組份組成(按重量百分比計(jì))礦石63-78％、粘土5-9％、爐底渣5-9％、黃磷渣2-6％、鋅渣1-2％、硫酸渣0.8-1.2％、煤8-10％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合硅酸鹽水泥，其特征在于，所述的生料由下列組份組成(按重量百分比計(jì))礦石70％、粘土7％、爐底渣7％、黃磷渣4％、鋅渣1.5％、硫酸渣1％、煤9.5％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合硅酸鹽水泥，其特征在于，制成的生料飽和比0.96-1.00、硅酸率2.3-2.5、鋁氧率1.3-1.5。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合硅酸鹽水泥，其特征在于，所述的水泥由下列組份組成(按重量百分比計(jì))硅酸鹽水泥熟料60-72％、黃磷渣8-17％、粉煤灰11-17％、磷石膏1-3％、鋰渣3-7％。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的復(fù)合硅酸鹽水泥，其特征在于，所述的水泥由下列組份組成(按重量百分比計(jì))硅酸鹽水泥熟料66％、黃磷渣10％、粉煤灰16％、磷石膏2％、鋰渣6％。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的復(fù)合硅酸鹽水泥，其特征在于，廢渣摻入熟料中，不需經(jīng)預(yù)先處理，直接摻入硅酸鹽水泥熟料中與熟料混合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種充分利用工業(yè)廢渣生產(chǎn)的復(fù)合硅酸鹽水泥。它是在生料中摻入重量比大于12％的以磷渣、鋅渣、爐底渣、硫酸渣和礦石、粘土、煤，經(jīng)破碎、粉磨制成KH 0.98±0.02、n 2.4±0.1、P 1.4±0.1的生料，摻入廢渣作礦化劑，能有效改善生料的易燒性，降低熟料的燒成熱耗及fCaO含量，促進(jìn)固相反應(yīng)的順利進(jìn)行，形成低煤耗低快燒的原料基礎(chǔ)，減少礦石、粘土、煤的用量，達(dá)到節(jié)能降耗；經(jīng)煅燒后的熟料，在其摻加重量比大于30％的以磷渣、粉煤灰、磷石膏、鋰渣組成的混合材，經(jīng)均化、破碎、粉磨等工序加工而成產(chǎn)品，產(chǎn)品具有早期強(qiáng)度高、后期強(qiáng)度增長快，生產(chǎn)的水泥制品抗折、抗壓強(qiáng)度高。本產(chǎn)品經(jīng)省級(jí)質(zhì)檢部門檢驗(yàn)，各項(xiàng)理化指標(biāo)均優(yōu)于GB12958－1999標(biāo)準(zhǔn)。
文檔編號(hào)C04B7/36GK1803688SQ20051013820
公開日2006年7月19日 申請(qǐng)日期2005年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月30日
發(fā)明者袁軍基, 李汝斌 申請(qǐng)人:綿竹市齊福水泥廠