專利名稱：水泥熟料的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將脫硫爐渣作為原料的一部分使用的水泥熟料的制造方法。
背景技術(shù)：
一般來說，水泥是在作為燒成物的水泥熟料中添加石膏進(jìn)行粉碎而進(jìn)行制造，水泥熟料是將所謂石灰石、粘土、硅石、鐵原料這樣的原料，在水泥窯中，以1450°C左右的高溫進(jìn)行燒成而制造。作為燒成燃料，使用煤、重油、廢塑料等的廢棄物，但為了進(jìn)行高溫?zé)?，大量的燃料?huì)被消耗，并且隨著燃料的燃燒，大量的CO2產(chǎn)生。另外，因?yàn)橐允沂癁橹髟?，所以隨著其在800°C附近的熱分解(脫碳酸)，也會(huì)發(fā)生大量的C02。在這樣的水泥制造技術(shù)中所存在的特有的CO2發(fā)生機(jī)理之中，從近來的全球變暖問題、降低環(huán)境負(fù)荷等的觀點(diǎn)出發(fā)，水泥業(yè)界也就削減CO2的發(fā)生量的方法進(jìn)行了各種研 究。例如，石灰石關(guān)系到水泥熟料中的鈣成分，因此，開發(fā)出減少了水泥熟料中的C3S量的低熱硅酸鹽水泥，但結(jié)果是，與C3S的含量多的早強(qiáng)硅酸鹽水泥相比，石灰石的使用量(単位消耗量)沒怎么改變。另外，還研究了在原料(水泥燒成原料)中添加CaF2等的礦化劑，以降低燒成溫度。但是，礦化劑的品質(zhì)、穩(wěn)定供給、效果的穩(wěn)定性這些方面令人擔(dān)憂。另ー方面，對于作為煉鋼過程的鐵水預(yù)處理中發(fā)生的エ業(yè)副產(chǎn)品的脫硫爐渣，與高爐爐渣等其他爐渣一祥，就其再利用也進(jìn)行了各種研究。但是，因?yàn)楹辛蚝头?，所以在水泥領(lǐng)域的再利用中，沒有推進(jìn)到高爐爐渣的程度。在面向水泥領(lǐng)域的再利用中，例如，在專利文獻(xiàn)I中記述有在使用了由粉煤灰和高爐水碎爐渣等形成的混合水泥的水泥組成物中，作為堿性刺激劑加以利用。另外，在專利文獻(xiàn)2中，記述有ー種由特定的脫硫爐渣和水硬性物質(zhì)構(gòu)成的降低六價(jià)鉻的材料。雖然提出了對水泥熟料的原料的利用，但是關(guān)于使用脫硫爐渣的水泥熟料的制造幾乎沒有得到研究。在專利文獻(xiàn)3中，記述有一種用于能夠適合作為水泥原料使用的原料的鐵水預(yù)處理方法?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本特開2003-306359號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 :日本專利第3877583號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 :日本特開2001-262213號(hào)公報(bào)如上所述，雖然對于脫硫爐渣的再利用進(jìn)行了各種研究，但是關(guān)于面向水泥領(lǐng)域的再利用卻沒怎么得到研究，特別是可以進(jìn)行大量處理的作為水泥熟料的原料的利用幾乎沒有研究。根據(jù)專利文獻(xiàn)3的發(fā)明技術(shù)得到的脫硫爐渣，是作為水泥原料用而特別制造的特殊的物質(zhì)，因此，關(guān)于使用一般的脫硫爐渣制造水泥熟料的技術(shù)依然不清楚。另外，如上述，在水泥熟料的制造中，從削減CO2發(fā)生量的觀點(diǎn)出發(fā)，需要實(shí)現(xiàn)的是降低石灰石的使用量(単位消耗量)，推進(jìn)低溫?zé)伞?br>
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)這些課題的解決，其目的在于提供ー種將脫硫爐渣作為水泥熟料的原料使用的水泥熟料的制造方法，能夠降低石灰石的使用量，即使不使用作為礦化劑的物質(zhì)，也可以進(jìn)行穩(wěn)定的低溫?zé)傻乃嗍炝系闹圃旆椒āＳ糜诮鉀Q問題的方法本申請的第一發(fā)明的水泥熟料的制造方法為ー種水泥熟料的制造方法，其特征在于，其是“以石灰石、粘土、硅石、鐵原料作為原料的水泥熟料的制造方法，除了上述原料以夕卜，還使用脫硫爐渣作為原料的一部分，所述脫硫爐渣的単位消耗量為30 400kg/t”。水泥熟料的種類，只要是市售水泥所使用的水泥熟料則沒有特別限定，優(yōu)選普通硅酸鹽水泥、早強(qiáng)硅酸鹽水泥、低熱硅酸鹽水泥、中熱硅酸鹽水泥等各種硅酸鹽水泥所使用 的水泥熟料。本發(fā)明的水泥熟料制造方法在原料上具有特征，除了現(xiàn)有的石灰石、粘土、硅石、鐵原料以外，還使用脫硫爐渣作為原料的一部分。通過使用脫硫爐渣，能夠降低石灰石的使用量，并且即使不使用礦化劑，也可以低溫?zé)伞Ｔ现?，脫硫爐渣的単位消耗量為30 400kg/t。低于30kg/t吋，石灰石使用量的降低，不使用礦化劑的低溫?zé)蔁o法充分實(shí)現(xiàn)。另外，若超過400kg/t，則難以燒成或廢氣中的SOjf加。水泥熟料的制造裝置(燒成裝置)、制造方法(燒成方法)如現(xiàn)有情況。本申請的第二發(fā)明的水泥熟料的制造方法，如第一發(fā)明所述的水泥熟料的制造方法，其特征在于，“所述水泥熟料中的C3S量為70 80%”。本發(fā)明者們，先前發(fā)明了水泥熟料中的C3S的含量超過70%的高活性水泥熟料(日本專利申請2010-216942)，優(yōu)選將本發(fā)明的水泥熟料的制造方法應(yīng)用于該高活性水泥熟料的制造中。若想要得到C3S的含量超過70%的高C3S的水泥熟料，則必須增多石灰石的使用量，且進(jìn)行高溫?zé)?，但通過使用脫硫爐渣，則能夠降低石灰石的使用量，也能夠低溫?zé)桑虼吮景l(fā)明的效果顯著。C3S的含量超過80%的情形，因?yàn)殡y以滿足上述脫硫爐渣的単位消耗量，所以不優(yōu)選。本申請的第三發(fā)明的水泥熟料的制造方法，如第一或第二發(fā)明所述的水泥熟料的制造方法，其特征在干，“所述脫硫爐渣，以CaO換算含有鈣成分40重量％以上，含有硫成分O. 50 10重量％，含有氟成分O. 03 2. O重量％ ”。因?yàn)槊摿驙t渣大量含有鈣成分，所以成為石灰石的替代品，但是為了得到石灰石的降低效果，優(yōu)選使用以CaO換算含有鈣成分40重量％以上的脫硫爐渣。另外，作為脫硫爐渣的特征之一，雖然是含有大量的硫成分，但優(yōu)選硫成分的含量為O. 50 10重量％。低于O. 50重量％時(shí)，若不大量使用脫硫爐渣，則難以得到作為礦化劑的效果，若大量使用，則難以進(jìn)行原料調(diào)合。另外，若使用硫成分含量超過10重量％的脫硫爐渣，則不得不減少其混合量，若是如此，則作為石灰石的替代品的效果變小。另外，脫硫爐渣也含有氟成分，優(yōu)選使用含有氟成分為O. 03 2. O重量％的脫硫爐渣。低于O. 03重量％時(shí)，作為礦化劑的作用容易不充分。超過2. O重量％吋，則可能對水泥窯中的燒成磚和水泥熟料的品質(zhì)造成不良影響。根據(jù)本發(fā)明的水泥熟料的制造方法，能夠降低用于原料(燒成原料)的石灰石的量。另外，即使不使用礦化劑，也能夠在比現(xiàn)有的燒成溫度低的溫度下燒成水泥熟料，因此能夠降低燃料的使用量。通過這些降低，能夠削減CO2的發(fā)生量。因?yàn)椴灰欢ㄐ枰褂玫V化劑，所以也可以實(shí)現(xiàn)這一成分的成本削減，消除在礦化劑的品質(zhì)、穩(wěn)定供給、效果的穩(wěn)定性這些方面的擔(dān)憂，消除単獨(dú)使用礦化劑造成的不良影響。另外，因?yàn)槟軌虼罅刻幚砻摿驙t渣，所以能夠削減廢物處理的量。如上，從各種觀點(diǎn)出發(fā)，都能夠以有助于降低環(huán)境負(fù)荷的形式制造水泥熟料。
具體實(shí)施例方式以下，基于ー個(gè)實(shí)施方式例更詳細(xì)地說明本發(fā)明。還有，本發(fā)明并不受以下說明的實(shí)施方式的限定。首先，對于本發(fā)明中使用的脫硫爐渣進(jìn)行說明。
[脫硫爐渣]從聞爐放出的鐵水中，聞濃度含有會(huì)對鋼的品質(zhì)造成不良影響的硫成分，因此使用脫硫劑進(jìn)行脫硫處理。脫硫劑有各種，但從廉價(jià)的角度出發(fā)，大多使用以石灰為主成分的CaO系脫硫劑(CaO-CaF2)15通過該脫硫處理得到的爐渣就是脫硫爐渣(CaO系脫硫爐渣)，除了大量含有鈣成分以外，其還含有硫成分、ニ氧化硅成分、氧化鋁成分和鐵成分，也含有微量的氟成分。其次，對于本發(fā)明的水泥熟料的制造方法進(jìn)行說明。[水泥熟料的制造](I)原料的調(diào)合本發(fā)明的特征在于水泥熟料的原料，除了現(xiàn)有的石灰石、粘土、硅石、鐵原料以外，還使用上述脫硫爐渣。各原料基于制造的水泥熟料的種類(礦物組成、化學(xué)組成)來調(diào)配設(shè)計(jì)，通過現(xiàn)有的水泥熟料制造中的原料調(diào)合エ序(各原料的計(jì)量、在原料研磨機(jī)中的混合粉碎、在摻混料倉中的混合等)進(jìn)行調(diào)合。因?yàn)槊摿驙t渣大量含有鈣成分，所以作為石灰石替代品進(jìn)行再利用。另外，因?yàn)橐埠需F成分、ニ氧化硅成分、氧化鋁成分，所以也可以在減少粘土、硅石、鐵原料各量的方向上進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)前述理由，脫硫爐渣在単位消耗量為30 400kg/t的范圍添加，并與其他原料混合。另外，根據(jù)前述理由，優(yōu)選以CaO換算含有鈣成分40重量％以上，含有硫成分為O. 50 10重量％，含有氟成分為O. 03 2.0重量％。在本發(fā)明中，雖然燒成是低溫?zé)?，但是，并不需要為此添加現(xiàn)有的作為礦化劑(mineralizer/ 熔劑)的物質(zhì)(CaF2、NaF、MgF2, Na2SiF6, MgSiF6, BaF2, CaSO4, CaSO4 · 2H20等)。這是由于，脫硫爐渣中所含的硫成分和氟成分起到了礦化劑的作用。如前述，本發(fā)明的水泥熟料的制造方法，適合制造水泥熟料中的C3S的含量超過70%的高活性水泥熟料(參照日本專利申請2010-216942)。使C3S > 70%和C3S多、C2S少的高活性水泥熟料易于燒成。(2)熟料燒成經(jīng)調(diào)合的水泥熟料的原料(調(diào)合原料)，被送至燒成裝置并進(jìn)行熟料燒成。燒成裝置用現(xiàn)有的水泥熟料燒成裝置(水泥窯、預(yù)熱器等)即可，燒成方法也如現(xiàn)有方法。燒成溫度優(yōu)選為1240 1410°C，能夠進(jìn)行比以往低100 200°C的低溫?zé)?。由此，因?yàn)槟軌驕p少煤等燃料的使用量，所以能夠抑制CO2的發(fā)生量。經(jīng)過熟料燒成的水泥熟料，如以往一祥進(jìn)行冷卻、粗粉碎。(3)水泥熟料能夠由本發(fā)明的制造方法制造的水泥熟料的種類沒有特別限定，是水泥熟料中的C3S量為30 50%的低熱硅酸鹽水泥、中熱硅酸鹽水泥，50 70%的普通硅酸鹽水泥、早強(qiáng)硅酸鹽水泥等各種水泥熟料。如前述，其中，在水泥熟料中的C3S的含量超過70%的高活性水泥熟料(參照日本專利申請2010-216942)，特別是70 80 %的高活性水泥熟料的制造中，優(yōu)選使用本發(fā)明的制造方法。高活性水泥熟料是用于高溫性水泥的制造的水泥熟料，基于Bogue公式的計(jì)算值的礦物組成為，C3S > 70%，C2S < 5%。(4)水泥熟料的試制為了確認(rèn)本發(fā)明的效果，利用電爐進(jìn)行熟料燒成，試制各種水泥熟料。 I)使用原料石灰石、粘土、硅石、鐵原料使用了現(xiàn)有水泥制造所使用的エ業(yè)原料。脫硫爐渣使用三種鈣成分、硫成分、氟成分不同的脫硫爐渣。表I中顯示化學(xué)成分及其比例(wt% )。表I使用原料的種類和化學(xué)成分
權(quán)利要求
1.一種水泥熟料的制造方法，其特征在于，其為以石灰石、粘土、硅石、鐵原料作為原料的水泥熟料的制造方法，除了上述原料以外，還使用脫硫爐渣作為原料的一部分，所述脫硫爐渣的單位消耗量為30 400kg/t。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水泥熟料的制造方法，其特征在于，所述水泥熟料中的C3S量為70 80%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的水泥熟料的制造方法，其特征在于，所述脫硫爐渣，以CaO換算含有鈣成分40重量％以上，含有硫成分O. 50 10重量％，含有氟成分O. 03 2. O重量％。
全文摘要
提供一種將脫硫爐渣作為水泥熟料的原料使用的水泥熟料的制造方法，能夠降低石灰石的使用量，即使不使用作為礦化劑的物質(zhì)，也可以進(jìn)行穩(wěn)定的低溫?zé)傻乃嗍炝系闹圃旆椒āＲ环N以石灰石、粘土、硅石、鐵原料作為原料的水泥熟料的制造方法，其特征在于，除了所述原料以外，還使用脫硫爐渣作為原料的一部分，所述脫硫爐渣的單位消耗量為30～400kg/t。優(yōu)選所述脫硫爐渣，以CaO換算含有鈣成分40重量％以上，含有硫成分0.50～10重量％，含有氟成分0.03～2.0重量％。
文檔編號(hào)C04B7/147GK102690068SQ20111032893
公開日2012年9月26日 申請日期2011年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月22日
發(fā)明者二戶信和, 山口博之, 西田?？? 野川純, 須崎一定, 鯉淵清 申請人:株式會(huì)社Dc