專利名稱：一種鐵鋁酸鹽水泥及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水泥材料領(lǐng)域。尤其涉及一種鐵鋁酸鹽水泥及其制備方法。
背景技術(shù)：
鐵鋁酸鹽水泥最早在法國由拉法基公司(Lafarge)生產(chǎn)，生產(chǎn)方法為熔融法，產(chǎn) 品名稱為Ciment Fondu，是一種以Ca0、Al203、Fe203以及少量SiO2為主要成分，以鋁酸一鈣 (CA)為主要礦相，以七鋁酸十二鈣(C12A7)、鐵鋁酸四鈣(C4AF)、硅酸二鈣(C2S),鈣鋁黃長石 (C2AS)為次晶相的鋁酸鹽水泥。該含鐵鋁酸鹽水泥具有快硬早強(qiáng)、耐高溫、耐硫酸鹽侵蝕等特點(diǎn)，被廣泛用作耐火 澆注料、噴射料的結(jié)合劑，也因為其早強(qiáng)快硬、良好的抗化學(xué)侵蝕的特點(diǎn)被用于化學(xué)建材以 及一些特殊要求的混凝土中。我國有類似的高鐵鋁酸鹽水泥CA40。Fondu水泥是以高鐵礬土、石灰石為主要原料，采用熔融的方法在反射爐中生產(chǎn) 的；國內(nèi)的CA40水泥也是采用電熔方法生產(chǎn)的。Fondu水泥和CA40水泥的化學(xué)成分和理 化指標(biāo)分別詳見表1和表1表IFondu水泥和CA40水泥化學(xué)成分 表2Fondu水泥和CA40水泥理化指標(biāo) 另外，含鈦高爐渣的綜合利用問題一直是困擾我國科技界的難題之一?！袄煤?爐渣制備鈦及鈦合金的方法”(ZL200510019664. 3)專利技術(shù)，通過熔融熱還原法將爐渣中 含鈦化合物還原為金屬鈦或鈦合金，雖能提高含鈦爐渣中鈦的收得率，降低殘渣中的殘鈦 含量，但提取鈦金屬后的殘渣仍對環(huán)境造成影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種無公害化、資源可有效利用的以含鈦渣熔融還原提取鈦 金屬后的殘渣為主要原料的制備含鐵鋁酸鹽水泥及其生產(chǎn)方法。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明以申請人已獲得專利權(quán)的“利用含鈦爐渣制備鈦及鈦合 金的方法”(ZL200510019664. 3)專利技術(shù)所產(chǎn)生的廢棄殘渣為主要原料，加入石灰石和鐵 鱗制備含鐵鋁酸鹽水泥。其具體技術(shù)方案是“利用含鈦爐渣制備鈦及鈦合金的方法”專利 技術(shù)將TiO2含量為10 90襯％的含鈦高爐爐渣或其他冶煉方法產(chǎn)生的含鈦爐渣，外力口 0 50%的碳、0 40wt%的金屬鋁、0 40%的鐵和0 20%的鎂為還原劑，還原劑的加 入量不同時為零，混合均勻后進(jìn)行熔融熱還原，得到鈦及鈦合金，提取鈦及鈦合金后的剩余 物為殘渣。將提取鈦及鈦合金后的殘渣在熔融態(tài)下，加入該殘渣量50 70wt %的石灰石 和該殘渣量20 30wt%的鐵鱗，熔融后自然冷卻，然后經(jīng)破碎后粉磨至比表面積大于 3000cm2/g，制得含鐵鋁酸鹽水泥；或?qū)⑻崛♀伡扳伜辖鸷蟮臍堅鋮s后，加入該殘渣量 50 70wt%的石灰石和該殘渣量20 30wt%的鐵鱗，混合共磨至粒度< 0. 088mm,在 100 150MPa壓力條件下成型，在1350 1400°C條件下煅燒1 3h，冷卻后取出破碎，粉 磨至比表面積大于3000cm2/g，制得含鐵鋁酸鹽水泥。由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明以含鈦渣熔融還原提取鈦金屬后的殘渣為主要原料，不再生成對環(huán)境有害的二次排棄物，實現(xiàn)了殘渣的高附加值利用，為提取鈦屬后的殘渣 提供了一種無公害化和資源可有效利用的新的途徑。本發(fā)明在提取鈦金屬后的殘渣加入適量的石灰石和鐵鱗，采用熔融方法或者燒結(jié) 方法得到所需熟料，并進(jìn)行破碎、粉磨至一定粒度即可，工藝簡單。所制備的含鐵鋁酸鹽水 泥化學(xué)成分主要是CaO與A1203、Fe2O3以及少量SiO2,其主晶相為鋁酸一鈣(CA)，以七鋁酸 十二鈣(C12A7)、尖晶石(MgAl2O4)、鐵鋁酸四鈣(C4AF)、硅酸二鈣(C2S)，鈣鋁黃長石(C2AS)為 次晶相。該水泥和國產(chǎn)CA40水泥性能相當(dāng)。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，并非對保護(hù)范圍的限制本具體實施方式
是以本申請人已獲得專利權(quán)的“利用含鈦爐渣制備鈦及鈦合金的 方法”(ZL200510019664. 3)專利技術(shù)所產(chǎn)生的廢棄殘渣為主要原料，即將TiO2含量為10 90wt%的含鈦高爐爐渣或其他冶煉方法產(chǎn)生的含鈦爐渣，外加0 50%的碳、0 40wt%的 金屬鋁、0 40%的鐵和0 20%的鎂為還原劑，還原劑的加入量不同時為零，混合均勻后 進(jìn)行熔融熱還原，得到鈦及鈦合金，提取鈦及鈦合金后的剩余物為殘渣。在以下的實施例中 將不對該殘渣重復(fù)敘述。實施例1一種含鐵鋁酸鹽水泥及其制備方法將提取鈦及鈦合金后的殘渣在熔融態(tài)下，力口 入該殘渣量50 60wt%的石灰石和該殘渣量20 23襯％的鐵鱗，熔融后自然冷卻，然后 經(jīng)破碎后粉磨至比表面積大于3000cm2/g，制得含鐵鋁酸鹽水泥。其化學(xué)成分和物理性能如 表1所示。表 1 實施例2一種含鐵鋁酸鹽水泥及其制備方法將提取鈦及鈦合金后的殘渣在熔融態(tài)下，力口 入該殘渣量50 60wt%的石灰石和該殘渣量23 27襯％的鐵鱗，其余同實施例1。所制 得的含鐵鋁酸鹽水泥的化學(xué)成分和物理性能如表2所示。表2 實施例3一種含鐵鋁酸鹽水泥及其制備方法將提取鈦及鈦合金后的殘渣在熔融態(tài)下，力口 入該殘渣量50 60wt%的石灰石和該殘渣量27 30襯％的鐵鱗，其余同實施例1。所制 得的含鐵鋁酸鹽水泥的化學(xué)成分和物理性能如表3所示。表3 實施例4一種含鐵鋁酸鹽水泥及其制備方法將提取鈦及鈦合金后的殘渣在熔融態(tài)下，力口 入該殘渣量60 70wt%的石灰石和該殘渣量20 23襯％的鐵鱗，其余同實施例1。所制 得的含鐵鋁酸鹽水泥的化學(xué)成分和物理性能如表4所示。表 4 實施例5一種含鐵鋁酸鹽水泥及其制備方法將提取鈦及鈦合金后的殘渣在熔融態(tài)下，力口 入該殘渣量60 70wt%的石灰石和該殘渣量23 27wt%的鐵鱗其余同實施例1。所制得 的含鐵鋁酸鹽水泥的化學(xué)成分和物理性能如表5所示。表 5
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實施例6一種含鐵鋁酸鹽水泥及其制備方法將提取鈦及鈦合金后的殘渣在熔融態(tài)下，力口 入該殘渣量60 70wt%的石灰石和該殘渣量27 30wt%的鐵鱗其余同實施例1。所制得 的含鐵鋁酸鹽水泥的化學(xué)成分和物理性能如表6所示。表 6 實施例7一種含鐵鋁酸鹽水泥及其制備方法將提取鈦及鈦合金后的殘渣冷卻后，加入該 殘渣量50 60wt%的石灰石和該殘渣量20 23wt%的鐵鱗，混合共磨至粒度< 0. 088mm, 在100 150MPa壓力條件下成型，在1350 1400°C條件下煅燒1 3h，冷卻后取出破碎， 粉磨至比表面積大于3000cm2/g，制得含鐵鋁酸鹽水泥。其化學(xué)成分和物理性能如表7所不。表 7 實施例8—種含鐵鋁酸鹽水泥及其制備方法將提取鈦及鈦合金后的殘渣冷卻后，加入該 殘渣量50 60wt%的石灰石和該殘渣量23 27襯％的鐵鱗，其余同實施例7。所制得的 含鐵鋁酸鹽水泥的化學(xué)成分和物理性能如表8所示。表8 實施例9一種含鐵鋁酸鹽水泥及其制備方法將提取鈦及鈦合金后的殘渣冷卻后，加入該 殘渣量50 60wt%的石灰石和該殘渣量27 30襯％的鐵鱗，其余同實施例7。所制得的 含鐵鋁酸鹽水泥的化學(xué)成分和物理性能如表9所示。表9 實施例10一種含鐵鋁酸鹽水泥及其制備方法將提取鈦及鈦合金后的殘渣冷卻后，加入該 殘渣量60 70wt%的石灰石和該殘渣量20 23襯％的鐵鱗，其余同實施例7。所制得的 含鐵鋁酸鹽水泥的化學(xué)成分和物理性能如表10所示。表 10 實施例11一種含鐵鋁酸鹽水泥及其制備方法將提取鈦及鈦合金后的殘渣冷卻后，加入該 殘渣量60 70wt%的石灰石和該殘渣量23 27wt%的鐵鱗其余同實施例7。所制得的含 鐵鋁酸鹽水泥的化學(xué)成分和物理性能如表11所示。表 11 實施例12一種含鐵鋁酸鹽水泥及其制備方法將提取鈦及鈦合金后的殘渣冷卻后，加入該 殘渣量60 70wt%的石灰石和該殘渣量27 30襯％的鐵鱗，其余同實施例7。所制得的 含鐵鋁酸鹽水泥的化學(xué)成分和物理性能如表12所示。表 12 本具體實施方式
以含鈦渣熔融還原提取鈦金屬后的殘渣為主要原料，不再生成對 環(huán)境有害的二次排棄物，實現(xiàn)了殘渣的高附加值利用，為提取鈦屬后的殘渣提供了一種無 公害化和資源可有效利用的新途徑。本具體實施方式
在提取鈦金屬后的殘渣加入適量的石灰石和鐵鱗，采用熔融方法 或者燒結(jié)方法得到所需熟料，并進(jìn)行破碎、粉磨至一定粒度即可，工藝簡單。所制備的含鐵 鋁酸鹽水泥化學(xué)成分主要是CaO與A1203、Fe2O3以及少量SiO2,其主晶相為鋁酸一鈣(CA)， 以七鋁酸十二鈣(Cl2A7)、尖晶石(MgAl2O4)、鐵鋁酸四鈣(C4AF)、硅酸二鈣(C2S)，鈣鋁黃長 石(C2AS)為次晶相。該水泥和國產(chǎn)CA40水泥性能相當(dāng)。
權(quán)利要求
一種含鐵鋁酸鹽水泥的制造方法，將TiO2含量為10～90wt％的含鈦高爐爐渣或其他冶煉方法產(chǎn)生的含鈦爐渣，外加0～50％的碳、0～40wt％的金屬鋁、0～40％的鐵和0～20％的鎂為還原劑，還原劑的加入量不同時為零，混合均勻后進(jìn)行熔融熱還原，得到鈦及鈦合金，其特征在于將提取鈦及鈦合金后的殘渣在熔融態(tài)下，加入該殘渣量50～70wt％的石灰石和該殘渣量20～30wt％的鐵鱗，熔融后自然冷卻，然后經(jīng)破碎后粉磨至比表面積大于3000cm2/g；或?qū)⑻崛♀伡扳伜辖鸷蟮臍堅鋮s后，加入該殘渣量50～70wt％的石灰石和該殘渣量20～30wt％的鐵鱗，混合共磨至粒度＜0.088mm，在100～150MPa壓力條件下成型，在1350～1400℃條件下煅燒1～3h，冷卻后取出破碎，粉磨至比表面積大于3000cm2/g。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鐵鋁酸鹽水泥的制造方法所制造的含鐵鋁酸鹽水泥。
全文摘要
本發(fā)明具體涉及一種鐵鋁酸鹽水泥及其制備方法。其技術(shù)方案是將提取鈦及鈦合金后的殘渣在熔融態(tài)下，加入該殘渣量50～70wt％的石灰石和該殘渣量20～30wt％的鐵鱗，熔融后自然冷卻，然后經(jīng)破碎后粉磨至比表面積大于3000cm2/g，制得含鐵鋁酸鹽水泥；或?qū)⑻崛♀伡扳伜辖鸷蟮臍堅鋮s后，加入該殘渣量50～70wt％的石灰石和該殘渣量20～30wt％的鐵鱗，混合共磨至粒度＜0.088mm，在100～150MPa壓力條件下成型，在1350～1400℃條件下煅燒1～3h，冷卻后取出破碎，粉磨至比表面積大于3000cm2/g，制得含鐵鋁酸鹽水泥。本發(fā)明實現(xiàn)了殘渣的高附加值利用，具有無公害化和資源高效利用的特點(diǎn)。
文檔編號C04B7/32GK101863628SQ20101015025
公開日2010年10月20日 申請日期2010年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月14日
發(fā)明者李友勝, 李楠, 柯昌明, 韓兵強(qiáng) 申請人:武漢科技大學(xué)