專利名稱：利用半干法脫硫廢渣制備砌筑水泥的方法
利用半干法脫硫廢渣制備砌筑水泥的方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于環(huán)保工程及建筑材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用半干法脫硫廢渣制備砌筑水泥的方法。
背景技術(shù)：
燃煤煙氣脫硫凈化后再向大氣中排放是國內(nèi)外快速發(fā)展的一項(xiàng)環(huán)保技術(shù)，已經(jīng)在各主要工業(yè)領(lǐng)域被廣泛采用，其中以石灰或消石灰作為脫硫介質(zhì)時會產(chǎn)生大量的脫硫石膏。早期的脫硫技術(shù)以濕法和干法兩種方式為主，濕法脫硫產(chǎn)生大量污泥狀的脫硫石膏，而干法脫硫的產(chǎn)物一般與粉煤灰或爐渣一起排出，不會單獨(dú)排放脫硫石膏。濕法脫硫的石膏目前大量被應(yīng)用于生產(chǎn)各類建筑材料，已經(jīng)有大量的專利技術(shù)并形成了一套基本成熟的技術(shù)體系。
半干法脫硫是近些年快速發(fā)展的一類脫硫技術(shù)，與濕法脫硫相比，具有不產(chǎn)生污水、脫硫產(chǎn)物不用脫水烘干、占地少、投資小和成本低等特點(diǎn)。因此，與濕法脫硫相比，半干法脫硫在節(jié)能減排方面具有跨越式的進(jìn)步。但是半干法脫硫灰的物相組成遠(yuǎn)較濕法脫硫灰復(fù)雜，因而使干法脫硫灰的處理和利用變得困難，成為半干法脫硫成套技術(shù)推廣的瓶頸之ο
發(fā)明CN10135289;3B以半干法脫硫石膏和高爐水渣為主要原料生產(chǎn)干混砂漿。
該發(fā)明按重量百分比將10-30%的礦渣粉與10-30%的半干法脫硫石膏及 60-80%的中砂在混料機(jī)中混合均勻，得到干混砌筑砂漿，砂漿的28天抗壓強(qiáng)度在8-20MPa 之間。但這種砂漿也存在下述問題①其早期強(qiáng)度偏低，使其應(yīng)用上受到較多限限制；②脫硫灰在砂漿中的摻量太低，使該種干混砂漿的成本較高，且不利于大量處理和利用脫硫灰; ③該種建筑砂漿的長耐久性尚未得到驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)表明因鈣礬石延遲生成的影響，其長期強(qiáng)度可能嚴(yán)重下降甚至因膨脹開裂，其應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)不容忽視。
GB/T3183-2003定義砌筑水泥為由一種或多種水泥混合材料，加入適量硅酸鹽水泥熟料和石膏，經(jīng)磨細(xì)制成的工作性較好的水硬性膠凝材料，稱為砌筑水泥。實(shí)際上砌筑水泥是為了滿足使用者對砌筑砂漿的性能要求而研發(fā)的，作為砌磚、批蕩與一般裝修工程用，本質(zhì)上是一種造價低廉，強(qiáng)度標(biāo)號較低的水硬性膠凝材料?；谄涫褂媚康?，該材料并非一定得用硅酸鹽水泥熟料配制，用硫鋁酸鹽水泥熟料配制的，滿足其性能要求的水泥也可用作砌筑水泥，但后者的SO3含量可能超過GB/T3183-2003規(guī)定的不大于4%的要求。既然硫鋁酸鹽水泥已有國家標(biāo)準(zhǔn)，說明以其熟料加混合材調(diào)制的水泥能達(dá)到工業(yè)要求。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，提供一種以半干法脫硫廢渣為主要原料來制備砌筑水泥的方法，本發(fā)明意在將半干法脫硫廢渣摻入包括硫鋁酸鹽熟料在內(nèi)的其它原料制備達(dá)到GB/T3183-2003對砌筑水泥性能要求的砌筑水泥，只在成分上SO3 含量相對于GB/T3183-2003規(guī)定適當(dāng)放寬。
本發(fā)明包括如下順序的步驟
(1)準(zhǔn)備如下幾種原料
(a)半干法脫硫渣，該脫硫渣為灰白色到淺灰黃色微細(xì)粉末，平均粒徑為4-lOum， BET比表面積為2-10m2/g ；其組成為質(zhì)量百分含量為40-50 %的Ca0、8_16 %的S03、 10-18 % 的 S02、l-3 % 的 Mg0、l-2 % 的 TFe、0. 2-1. 0 % 的 Si02、0. 4-0. 6 % 的 Al203、l_5 % 的K20、0. 1-0. 5 %的Na20、1_5 %的氯化物、15-25 %的燒失量；其放射性核素含量符合 GB6566-2010建筑主體材料核素含量指標(biāo)；
(b)高爐礦渣粉，該礦渣粉為煉鐵高爐排出的水淬廢渣磨細(xì)烘干到< 1. 00%的含水率及80 μ m方孔篩篩余<總質(zhì)量10%的細(xì)度的粉末；
(c)硫鋁酸鹽熟料粉，該硫鋁酸鹽熟料指制備硫鋁酸鹽水泥所用的熟料，是由石灰石、高鋁粘土及石膏的混合粉體在高溫下煅燒所得熟料，其礦物相以無水硫鋁酸鈣和硅酸二鈣為主，磨細(xì)烘干到< 1.00%的含水率及80μπι方孔篩篩余 < 總質(zhì)量10%的細(xì)度；
(d)石灰粉，該石灰粉磨細(xì)烘干到< 1.00%的含水率及80 μ m方孔篩篩余<總質(zhì)量10%的細(xì)度；
(2)按重量百分比分別是20-50wt%的高爐礦渣粉、4-15wt%的硫鋁酸鹽熟料粉、0-6Wt%的石灰粉及40-66Wt%含水率<1. 00%的半干法脫硫渣在混料機(jī)中混合均勻，得到砌筑水泥。
更進(jìn)一步，所述高爐礦渣粉優(yōu)選為符合GBT18046-2008要求的粒化高爐礦渣粉 S95 和 / 或 S105。
本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下優(yōu)點(diǎn)①脫硫灰摻量大，制備的砌筑水泥成本低；②為綠色建材提供了一種新的經(jīng)濟(jì)的原料來源，還能快速有效地處理和利用半干法脫硫灰。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)驗(yàn)實(shí)例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
(1)首先將高爐礦渣烘干，烘干后的高爐礦渣含水量為0. 8%。將烘干后的高爐礦渣磨細(xì)，測其粒度為80 μ m方孔篩篩余為總質(zhì)量的5 %，勃氏比表面積490m2/kg。從而得到符合要求的高爐礦渣粉。
(2)將半干法脫硫渣進(jìn)行含水量檢測，其中吸附水的含量為0. 7% ；該脫硫渣為灰白色到淺灰黃色微細(xì)粉末，分散性和流動性好，平均粒徑為4-lOum，BET比表面積為2_10m2/ g，其組成為質(zhì)量百分含量為40-50%的Ca0、8-16%的S03、10_18%的S02、1-3 %的MgO、1-2%的 TFe、0. 2-1. 0% 的 Si02、0. 4-0. 6% 的 Α1203、1_5%&Κ20、0. 1-0. 5% 的 Na20、1-5% 的氯化物、15-25%的燒失量，其放射性核素含量符合GB6566-2010建筑主體材料核素含量指標(biāo)，即IEa ^ 1. OB/Kg、Iy ^ 1. OB/Kg(檢測方法是GBl 1743-89)的要求；檢測硫鋁酸鹽水泥熟料的含水量為0. 5%，其粒度為80m方孔篩篩余；熟石灰粉的含水量為0. 9%，細(xì)度為80 μ m方孔篩篩余2%。
(3)按重量百分比將上述各烘干磨細(xì)的粉體依據(jù)不同的定量做了 6個配方(見表 1)在混料機(jī)中干混5分鐘即得到所需要的砌筑水泥。
(4)據(jù)GB/T3183-2003規(guī)定的方法分別測定6個配方所制備的砌筑水泥的多項(xiàng)主要性能。表2列出各配方實(shí)例的主要性能指標(biāo)。
(5)從表2可以看出，本發(fā)明的各配方實(shí)例均能滿足12. 5標(biāo)號砌筑水泥的各項(xiàng)應(yīng)用性能。而SO3含量大多超出GB/T3183-2003標(biāo)準(zhǔn)要求，但仍有配方1中SO3的含量為3. 9%， 剛好達(dá)到<4.0%的要求。市場上實(shí)際使用的砌筑水泥的應(yīng)用性能多數(shù)低于國標(biāo)要求，說明滿足市場需要的砌筑水泥并非都要達(dá)到國標(biāo)的要求，而本發(fā)明在成本上有明顯優(yōu)勢。
表1實(shí)施實(shí)例配方單位Wt %
權(quán)利要求
1.一種利用半干法脫硫廢渣制備砌筑水泥的方法，其特征在于包括如下順序的步驟(1)準(zhǔn)備如下幾種原料(a)半干法脫硫渣，該脫硫渣為灰白色到淺灰黃色微細(xì)粉末，平均粒徑為4-lOum，BET 比表面積為2-10m2/g ；其組成為質(zhì)量百分含量為40-50%的Ca0、8_16%的S03、10-18%的 SO2,1-3% 的 MgO、1-2% 的 TFe,0. 2-1. 0% 的 Si02、0. 4-0. 6% 的 A1203、1-5% 的 K20,0. 1-0. 5% 的 Na20,1-5%的氯化物、15-25%的燒失量；其放射性核素含量符合GB6566-2010建筑主體材料核素含量指標(biāo)；(b)高爐礦渣粉，該礦渣粉為煉鐵高爐排出的水淬廢渣磨細(xì)烘干到=1.00%的含水率及80 μ m方孔篩篩余<總質(zhì)量10%的細(xì)度的粉末；(c)硫鋁酸鹽熟料粉，該硫鋁酸鹽熟料指制備硫鋁酸鹽水泥所用的熟料，是由石灰石、 高鋁粘土及石膏的混合粉體在高溫下煅燒所得熟料，其礦物相以無水硫鋁酸鈣和硅酸二鈣為主，磨細(xì)烘干到含1. 00%的含水率及80 μ m方孔篩篩余<總質(zhì)量10%的細(xì)度；(d)石灰粉，該石灰粉磨細(xì)烘干到=1.00%的含水率及80μ m方孔篩篩余彡總質(zhì)量10% 的細(xì)度；(2)按重量百分比分別是20-50襯％的高爐礦渣粉、4-15wt%的硫鋁酸鹽熟料粉、0-6 wt%的石灰粉及40-66 wt%含水率<1. 00%的半干法脫硫渣在混料機(jī)中混合均勻，得到砌筑水泥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用半干法脫硫廢渣制備砌筑水泥的方法，其特征在于所述高爐礦渣粉優(yōu)選為符合GBT18046-2008要求的?；郀t礦渣粉S95和/或S105。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用半干法脫硫廢渣制備砌筑水泥的方法，屬于環(huán)境保護(hù)工程和建筑材料制備技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明將半干法脫硫渣與少量硫鋁酸鹽水泥熟料、高爐礦渣、石灰烘干研磨，然后在混料機(jī)中混合均勻即得到砌筑水泥。本發(fā)明解決了半干法脫硫石膏由于成分復(fù)雜而不易綜合利用的問題，有效地利用固體廢棄物，生產(chǎn)成本低，強(qiáng)度等主要性能達(dá)到或超過砌筑水泥的國家標(biāo)準(zhǔn)，對于節(jié)能減排和環(huán)境保護(hù)具有重要意義。
文檔編號C04B7/153GK102515585SQ20111038778
公開日2012年6月27日 申請日期2011年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月29日
發(fā)明者彭美勛, 蔣建宏 申請人:湖南科技大學(xué)