專利名稱：脫硫石膏無(wú)熟料鋼渣水泥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水泥技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種脫硫石膏無(wú)熟料鋼渣水泥。
背景技術(shù)：
“十一五”以來(lái)，我國(guó)火電廠脫硫設(shè)施建設(shè)快速發(fā)展，一大批脫硫設(shè)施建成投產(chǎn)，脫 硫設(shè)施超過(guò)90%的設(shè)備采用石灰——石膏法脫硫工藝，因此相伴而來(lái)的是脫硫石膏的大量 產(chǎn)生。同時(shí)我國(guó)鋼產(chǎn)量已達(dá)幾億噸/年，由此產(chǎn)生的鋼渣每年多達(dá)數(shù)千萬(wàn)噸，脫硫石膏和鋼 渣的有效利用問(wèn)題將日益突出。目前，由于鋼渣和脫硫石膏的成份復(fù)雜，質(zhì)量控制不嚴(yán)格等原因，只能用于基坑回 填、道路基層鋪設(shè)等低附加值的利用。但是，這些利用，一方面造成了鋼渣和脫硫石膏等不 能有效再生利用，自然資源的大量浪費(fèi)；另一方面，火電廠和鋼廠伴生的脫硫石膏和鋼渣的 量堆積過(guò)多，還會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境破壞。此外水泥的生產(chǎn)一般要利用大量的礦產(chǎn)資源，這些礦產(chǎn)資源再經(jīng)粉磨、高溫?zé)?(煅燒)，球磨等才能最終完成水泥的制造；而其中的高溫?zé)?溫度高達(dá)1400°C)過(guò)程， 一方面會(huì)造成能源的大量損耗，是一個(gè)高耗能過(guò)程；另一方面，高溫?zé)泼?噸的水泥，往 往伴隨產(chǎn)生1噸左右的CO2,這種高溫?zé)浦苽渌嗟墓に嚐o(wú)疑會(huì)對(duì)溫室效應(yīng)越來(lái)越嚴(yán)重的 大氣環(huán)境帶來(lái)更為嚴(yán)重的影響。一方面是脫硫石膏、鋼渣等的大量產(chǎn)生、廢棄造成的礦產(chǎn)資源的浪費(fèi)；另一方面是 高耗能水泥的不斷生產(chǎn)，伴隨礦山資源的不斷開(kāi)采和CO2排放量的不斷增大。這無(wú)疑不僅 加重了環(huán)境負(fù)擔(dān)，增加了能耗，而且造成了礦物資源的大量浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是根據(jù)脫硫石膏和鋼渣的各自特點(diǎn)，擬對(duì)二者進(jìn)行復(fù)合使用，制 備一種以脫硫石膏、鋼渣、礦渣、極少量水泥熟料等為主要材料的新型膠凝材料——脫硫石 膏無(wú)熟料鋼渣水泥(行業(yè)內(nèi)一般認(rèn)為其中水泥熟料的含量不高于5%的水泥可稱為無(wú)熟料 水泥)，其在可以保證水泥質(zhì)量的同時(shí)，又可以充分利用廢棄資源，減少礦山開(kāi)采、減少(X)2 排放量、改善環(huán)境和降低能耗。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案為一種脫硫石膏無(wú)熟料鋼渣水泥，主 要由以下重量百分比的各原料制備脫硫石膏10% 30%;鋼渣32% 70%;礦渣10% 55 % ；水泥熟料2. 5 % 5 %。本發(fā)明上述的脫硫石膏無(wú)熟料鋼渣水泥，制備該水泥的原料還包括半水石膏(成 分Ca [SO4] · 0. 5H20，又稱燒石膏)0 5 %。本發(fā)明上述的水泥熟料為硅酸鹽水泥熟料或硫鋁酸鹽水泥熟料或者硅酸鹽水泥 熟料與硫鋁酸鹽水泥熟料的混合物。作為優(yōu)選，本發(fā)明該水泥由以下重量百分比的組分制備脫硫石膏10% 20% ； 鋼渣35% 57. 5% ；礦渣30 50% ；半水石膏0 2. 5% ；硅酸鹽水泥熟料1 3% ；硫鋁酸鹽水泥熟料1 3%，且硅酸鹽水泥熟料和硫鋁酸鹽水泥熟料用量總和為2. 5% 5%。作為最優(yōu)選，本發(fā)明該水泥由以下重量百分比的組分制備脫硫石膏10% ；鋼渣 40% ；礦渣44% ；半水石膏；硅酸鹽水泥熟料2. 3% ；硫鋁酸鹽水泥熟料2. 7%。上述的鋼渣生產(chǎn)工藝為單獨(dú)粉磨，其需要強(qiáng)調(diào)所要達(dá)到的指標(biāo)為比表面積大于 450m2/kg，含鐵量小于的鋼渣。上述的脫硫石膏為三氧化二硫含量大于40%的脫硫石膏。上述的脫硫石膏是發(fā)電廠采用石灰——石膏法脫硫工藝產(chǎn)生的副產(chǎn)品。上述的硫鋁酸鹽水泥熟料為三氧化二鋁含量大于觀％，3天抗壓強(qiáng)度達(dá)到50MPa 以上的硫鋁酸鹽水泥熟料。上述的硅酸鹽水泥熟料為3天抗壓強(qiáng)度彡23MPa, 28天抗壓強(qiáng)度彡52. 5Mpa的硅 酸鹽水泥熟料。上述的礦渣為28天活性指數(shù)大于95%的礦渣。本發(fā)明的制備方法首先鋼渣單獨(dú)磨細(xì)，其工藝為對(duì)鋼渣進(jìn)行鐵質(zhì)物質(zhì)與渣的 分離同時(shí)對(duì)其進(jìn)行粉磨(本發(fā)明鋼渣的生產(chǎn)工藝為同申請(qǐng)?zhí)枮?00410016138. 7中的工 藝)，獲得比表面積大于450m2/kg、含鐵量小于的鋼渣粉；然后，把鋼渣粉與脫硫石膏、 礦渣、水泥熟料等其他配料按比例投料球磨、生產(chǎn)出脫硫石膏無(wú)熟料鋼渣水泥(行業(yè)常規(guī) 工藝)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果1.本發(fā)明的水泥，不需要經(jīng)過(guò)煅燒處理，無(wú)廢氣排放(主要為二氧化碳)，因而，降 低能耗且具有很好的環(huán)境協(xié)調(diào)性；同時(shí)，本發(fā)明的水泥既緩解了鋼鐵電力企業(yè)環(huán)保壓力又 降低了建材企業(yè)資源短缺的壓力，實(shí)現(xiàn)減輕企業(yè)排廢負(fù)擔(dān)，增加收入和改善生態(tài)環(huán)境的效^ ο2.本發(fā)明所述的脫硫石膏無(wú)熟料鋼渣水泥，達(dá)到了 GB13590-2006《鋼渣硅酸鹽水 泥》的指標(biāo)要求，即凝結(jié)時(shí)間初凝不小于90min，終凝不大于600min ；安定性合格；3天抗壓 強(qiáng)度彡10MPaJ8天抗壓強(qiáng)度彡32. 5Mpa ； 3天抗折強(qiáng)度彡2. 5MPaJ8天抗折強(qiáng)度彡5. 5Mpa ； 比表面積不小于380m2/kg ；28天干縮率不大于0. 1 %，因此，具有后期強(qiáng)度高、抗折強(qiáng)度高 等優(yōu)點(diǎn)，從而有效保證了使用該水泥的工程質(zhì)量。3.本發(fā)明所述的脫硫石膏無(wú)熟料鋼渣水泥，其成分組成中脫硫石膏摻量為10% 以上，水泥熟料摻量為5%以下，有效利用了廢棄的脫硫石膏，減少了水泥熟料的使用量，降 低了生產(chǎn)成本。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施來(lái)對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明不僅僅局限于以下實(shí)施例。本發(fā)明實(shí)施例使用的各原料鋼渣一般的鋼鐵廠均可購(gòu)買，但要求鋼渣單獨(dú)磨 細(xì)，對(duì)鋼渣進(jìn)行鐵質(zhì)物質(zhì)與渣的分離同時(shí)對(duì)其進(jìn)行粉磨，獲得比表面積大于450m2/kg、含鐵 量小于的鋼渣粉。礦渣一般的鋼鐵廠均可購(gòu)買；硅酸鹽水泥熟料一般的水泥熟料生 產(chǎn)廠均可購(gòu)買；硫鋁酸鹽水泥熟料生產(chǎn)的硫鋁酸鹽水泥熟料廠家可購(gòu)買。脫硫石膏采用 石灰——石膏法脫硫工藝的火力發(fā)電廠均可購(gòu)買，要求三氧化硫的含量大于40% ；半水石 膏一般石膏廠均可購(gòu)買。
實(shí)施例1采用鋼渣40 %，礦渣45 %，硅酸鹽水泥熟料2.3%，硫鋁酸鹽水泥熟料2.7%，脫硫 石膏10%。脫硫石膏無(wú)熟料鋼渣水泥的技術(shù)指標(biāo)其3天抗壓強(qiáng)度為18. IMPa, 3天抗折強(qiáng)度 為6. 5MPa, 28天抗壓強(qiáng)度為44MPa，28天抗折強(qiáng)度為8. 7MPa。試餅法、雷氏夾法安定性都合 格。初凝時(shí)間lh30min，終凝時(shí)間4h55min。實(shí)施例2采用鋼渣40 %，礦渣43 %，硅酸鹽水泥熟料2.3%，硫鋁酸鹽水泥熟料2.7%，脫硫 石膏12%。脫硫石膏無(wú)熟料鋼渣水泥的技術(shù)指標(biāo)其3天抗壓強(qiáng)度為17. IMPa, 3天抗折強(qiáng)度 為5. 5MPa, 28天抗壓強(qiáng)度為42. 3MPa, 28天抗折強(qiáng)度為8. 3MPa。試餅法、雷氏夾法安定性都 合格。初凝時(shí)間lh45min，終凝時(shí)間^i30min。實(shí)施例3采用鋼渣45 %，礦渣35 %，硅酸鹽水泥熟料2.3%，硫鋁酸鹽水泥熟料2.7%，脫硫 石膏15%。脫硫石膏無(wú)熟料鋼渣水泥的技術(shù)指標(biāo)其3天抗壓強(qiáng)度為16. IMPa, 3天抗折強(qiáng)度 為4. 5MPa, 28天抗壓強(qiáng)度為37. 5MPa, 28天抗折強(qiáng)度為7. 5MPa。試餅法、雷氏夾法安定性都 合格。lh55min，終凝時(shí)間5h55min。實(shí)施例4采用鋼渣45 %，礦渣30 %，硅酸鹽水泥熟料2.4%，硫鋁酸鹽水泥熟料2.6%，脫硫 石膏18%，半水石膏2%。脫硫石膏無(wú)熟料鋼渣水泥的技術(shù)指標(biāo)其3天抗壓強(qiáng)度為13. 8MPa, 3天抗折強(qiáng)度 為4. 4MPa, 28天抗壓強(qiáng)度為33. 4MPa, 28天抗折強(qiáng)度為6. 3MPa。試餅法、雷氏夾法安定性都 合格。2h09min，終凝時(shí)間6h07min。實(shí)施例5采用鋼渣41. 5%，礦渣30%，硅酸鹽水泥熟料5 %，，脫硫石膏20%，半水石膏 3. 5%。脫硫石膏無(wú)熟料鋼渣水泥的技術(shù)指標(biāo)其3天抗壓強(qiáng)度為11. 8MPa, 3天抗折強(qiáng)度 為3. 2MPa, 28天抗壓強(qiáng)度為34. 5MPa, 28天抗折強(qiáng)度為5. 9MPa。試餅法、雷氏夾法安定性都 合格。ai45min，終凝時(shí)間Mi50min。實(shí)施例6 采用鋼渣45 %，礦渣35 %，硫鋁酸鹽水泥熟料5 %，，脫硫石膏18 %，半水石膏 0. 5%。 脫硫石膏無(wú)熟料鋼渣水泥的技術(shù)指標(biāo)其3天抗壓強(qiáng)度為13. 5MPa, 3天抗折強(qiáng)度 為4. OMPa, 28天抗壓強(qiáng)度為35. 5MPa, 28天抗折強(qiáng)度為6. 2MPa。試餅法、雷氏夾法安定性都 合格。2hl5min，終凝時(shí)間5h20min。
權(quán)利要求
1.一種脫硫石膏無(wú)熟料鋼渣水泥，其特征在于該水泥主要由以下重量百分比的組分 制備脫硫石膏10% 30% ；鋼渣32% 70% ；礦渣10% 55% ；水泥熟料2. 5% 5%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫硫石膏無(wú)熟料鋼渣水泥，其特征在于制備該水泥的原料 還包括半水石膏0 5%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的脫硫石膏無(wú)熟料鋼渣水泥，其特征在于所述的水泥熟料為 硅酸鹽水泥熟料或硫鋁酸鹽水泥熟料或者硅酸鹽水泥熟料與硫鋁酸鹽水泥熟料的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的脫硫石膏無(wú)熟料鋼渣水泥，其特征在于該水泥由以下重量 百分比的組分制備而成脫硫石膏10% 20% ；鋼渣 57. 5% ；礦渣30 50% ；半水 石膏0 2. 5% ；硅酸鹽水泥熟料1 3% ；硫鋁酸鹽水泥熟料1 3%，且硅酸鹽水泥熟料 和硫鋁酸鹽水泥熟料用量總和為2. 5% 5%。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的脫硫石膏無(wú)熟料鋼渣水泥，其特征在于該水泥由以下重量 百分比的組分制備而成脫硫石膏10% ；鋼渣40% ；礦渣44% ；半水石膏；硅酸鹽水泥 熟料2. 3% ；硫鋁酸鹽水泥熟料2. 7%。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的脫硫石膏無(wú)熟料鋼渣水泥，其特征在于所述的鋼渣為比表 面積大于450m2/kg、含鐵量小于的鋼渣。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的脫硫石膏無(wú)熟料鋼渣水泥，其特征在于所述的脫硫石膏為 其中的三氧化二硫含量大于40%的脫硫石膏。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的脫硫石膏無(wú)熟料鋼渣水泥，其特征在于所述的硫鋁酸鹽水 泥熟料為三氧化二鋁含量大于觀％，3天抗壓強(qiáng)度達(dá)到50MPa以上的硫鋁酸鹽水泥熟料。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的脫硫石膏無(wú)熟料鋼渣水泥，其特征在于所述的硅酸鹽水泥 熟料為3天抗壓強(qiáng)度彡23MPa, 28天抗壓強(qiáng)度彡52. 5Mpa的硅酸鹽水泥熟料。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的脫硫石膏無(wú)熟料鋼渣水泥，其特征在于所述的礦渣為觀 天活性指數(shù)大于95%的礦渣。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種脫硫石膏無(wú)熟料鋼渣水泥，該水泥主要由以下重量百分比的組分制備脫硫石膏10％～30％；鋼渣32％～70％；礦渣10％～55％；水泥熟料2.5％～5％；半水石膏0～5％。本發(fā)明的水泥，不需要經(jīng)過(guò)煅燒處理，無(wú)廢氣排放，因而，降低能耗且具有很好的環(huán)境協(xié)調(diào)性；同時(shí)，本發(fā)明的水泥既緩解了鋼鐵電力企業(yè)環(huán)保壓力又降低了建材企業(yè)資源短缺的壓力，實(shí)現(xiàn)減輕企業(yè)排廢負(fù)擔(dān)，增加收入和改善生態(tài)環(huán)境的效果。
文檔編號(hào)C04B7/153GK102079635SQ20101057843
公開(kāi)日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2010年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月29日
發(fā)明者孫家瑛, 沈建生, 陳偉, 陳福旦 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)寧波理工學(xué)院