利用黃磷渣代替部分粘土生產(chǎn)硅酸鹽熟料的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種利用黃磷渣代替部分粘土生產(chǎn)硅酸鹽熟料的方法，具體包括以下步驟：通過配料、烘干、粉磨得生料，然后將生料進行預(yù)熱分解，最后經(jīng)高溫煅燒后冷卻得到熟料，所述配料過程中將原有的粘土的40-50wt%替換為黃磷渣。本發(fā)明提供的方法實施后，熟料燒成煤耗大幅下降，水泥磨和回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)量提高，大大節(jié)省了能源，減少CO2的排放，符合國家節(jié)能減排環(huán)保的理念；同時，該方案不僅消耗了大量的廢渣，由于熟料混合材的增加，也消耗了大量廢料如煤渣、煤灰、廢石灰石等，減少了大量堆放廢渣的土地面，保護了生態(tài)環(huán)境；另外，本發(fā)明提供的方案還能降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟效益。
【專利說明】利用黃磷渣代替部分粘土生產(chǎn)硅酸鹽熟料的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及硅酸鹽熟料生產(chǎn)領(lǐng)域，具體涉及一種利用黃磷渣代替部分粘土生產(chǎn)硅酸鹽熟料的方法。
【背景技術(shù)】 [0002]硅酸鹽水泥熟料的主要原料之一粘土，其成本相對于黃磷渣較高，而且單純加入粘土制得的熟料強度低，約為54-56MPa之間，水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量偏高，水泥與外加劑適應(yīng)性不穩(wěn)定，水泥的和易性不好等。這些性能已不能滿足廣大用戶特別是高端用戶的要求。
[0003]黃磷渣是生產(chǎn)黃磷后產(chǎn)生的一種廢料，經(jīng)高溫水急冷后為?；桑渲饕煞譃镾i02和CaO，其中含有害物質(zhì)P205和F-，對當(dāng)?shù)丨h(huán)境會產(chǎn)生嚴(yán)重污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對以上問題，提供一種利用黃磷渣代替部分粘土生產(chǎn)硅酸鹽熟料的方法，能夠提高熟料強度，改善生料易燒性，提高回轉(zhuǎn)窯的產(chǎn)量，降低燒成煤耗，提高熟料的性能。
[0005]本發(fā)明提供了一種利用黃磷渣代替部分粘土生產(chǎn)硅酸鹽熟料的方法，具體包括以下步驟:通過配料、烘干、粉磨得生料，然后將生料進行預(yù)熱分解，最后經(jīng)高溫煅燒后冷卻得到熟料，其特征在于:所述配料過程中將原有的粘土的40-50wt %替換為黃磷渣。
[0006]所述的黃磷渣中的主要成分為CaO 41-44%, SiO2 40-45%，Al2O3 3-5%, Fe2O3
0.4-0.6%，P2O5 2-4.5%，F(xiàn)- 0.005-0.01%。由于黃磷渣中 SiO2 和 CaO 的含量占到 80% 以上，可以作為原料進行生料的調(diào)配。
[0007]該方法的具體步驟為:
1)以重量計，將石灰石、粘土、硫酸渣、紅砂巖、黃磷渣按混合均勻，控制混合物料中的SiO2:12-13%, Al2O3:3-3.3%, Fe2O3:1.7-2.1%，CaO:42.8-43.5% ；
2)將上述物料烘干至水份含量<1.5wt%,然后進行粉磨和篩分,控制80 μ m篩的篩上物≤15wt%，得到的為干粉狀的生料；
3)將生料均化后進行預(yù)熱分解，然后在水泥回轉(zhuǎn)窯中進行高溫煅燒，煅燒溫度為1350-1450°C，得到部份熔融的物料；最后經(jīng)冷卻機快速冷卻至60-100°C得到硅酸鹽熟料。
[0008]通過控制入回轉(zhuǎn)物料的溫度和回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的燒成溫度，將熟料fCaO控制在0.5%至
1.2%，熟料立升重控制1350 ±50克/升單位。
[0009]所述石灰石中MgO含量≤2.5wt%,黃磷渣中P2O5的含量≤4.5%。
[0010]所述的烘干和粉磨步驟在立磨中進行。
[0011]所述的預(yù)熱分解可通過5級預(yù)分解窯系統(tǒng)進行操作，其中控制入窯物料的溫度在950-1000°C 以內(nèi)。
[0012]在進行高溫煅燒時，控制水泥回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)分解爐出口溫度由原來的870°C降到8400C ;二次風(fēng)溫由1100°C提高到1200°C ;三次風(fēng)溫由900°C提高到1000°C ;篦冷機一段推動次數(shù)由9-10次提高到11-12次。在高溫煅燒階段，熔融的物料占總料的25-27wt%時，可進行快速冷卻。
[0013]本發(fā)明具有以下有益效果:
I)利用黃磷渣中的微量元素P2O5和F—，改善生料的易燒性，改善熟料礦物的結(jié)晶形態(tài)；由于A礦數(shù)量增加，A礦邊緣比以前清晰，A礦棱柱狀減少板狀增加，A礦出現(xiàn)在空洞周圍的現(xiàn)象減少，；B礦圓度更好,表面交叉雙晶紋更明顯。
[0014]2)采用黃磷渣代替部分粘土生產(chǎn)的硅酸鹽熟料強度大幅提高，三天提高了 3至5MPa, 28天提聞5MPa左右，水泥中混合材慘量大幅提聞；由于憐潘的加入可米用聞KH、聞SM配料、熟料中硅酸鹽礦物增加，并且由于黃磷渣中的P2O5和F的存在熟料的礦特結(jié)晶形態(tài)有了很好的改善。
[0015]3)利用黃磷渣中的P2O5和F_有效的降低了熟料的高溫熔點和粘度，加速了固相反應(yīng)，降低了熟料燒成溫度，降低了熟料中f-CaO有含量；生料易燒性大幅改善，熟料燒成煤耗下降，水泥磨和回轉(zhuǎn)窯的產(chǎn)量大幅提高，大大節(jié)省了能源，減少CO2的排放，節(jié)能減排。
[0016]4)通過本發(fā)明提供的方法制備的熟料，其易磨性能夠顯著改善，使得水泥磨產(chǎn)量有一定提聞；水泥與外加劑相容得到了提聞。用本方案生廣的水泥熟料的小磨粉磨時間減少了 3分鐘，應(yīng)用于Φ4.2X13米的水泥磨，水泥磨產(chǎn)量可提高15-20噸/少時。用該熟料生產(chǎn)的水泥制備的砼，在保證其工作性能和質(zhì)量不變的情況下外加劑的用量可少用8-9%。
[0017]5)由于采用黃磷渣代替部分粘土生產(chǎn)硅酸鹽熟料，不僅消耗了大量的黃磷渣，減少了對粘土資源的需求，保護了大片農(nóng)田；同時增加了熟料混合材的用量，消耗了大量廢料如煤渣、煤灰、廢石灰石等，減少廢渣的堆放，有利于保護生態(tài)環(huán)境。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合實施例來進一步說明本發(fā)明，但本發(fā)明要求保護的范圍并不局限于實施例表述的范圍。
[0019]實施例1:
一種利用黃磷渣代替部分粘土生產(chǎn)硅酸鹽熟料的方法，具體的操作步驟為:
1)將石灰石84-86%、粘土3-4%、硫酸渣2.5_3%、紅砂巖4-4.5%、黃磷渣3_4%按比例混合均勻，控制混合物料中的石灰石的MgO ( 2.5%和磷渣中P2O5 ( 4.5% ；
2)將上述物料烘干至水份含量<1.5wt%,然后進行粉磨和篩分,控制80 μ m篩的篩上物≤15wt%，得到的為干粉狀的生料；
3)將生料均化后進行預(yù)熱分解，然后在水泥回轉(zhuǎn)窯中進行高溫煅燒，煅燒溫度為1350-1450°C，得到25wt熔融的物料；最后經(jīng)冷卻機快速冷卻至60-100°C得到硅酸鹽熟料，高溫煅燒時加強熟料中P2O5的測定，控制熟料中P2O5 ( 0.4% ；fCao控制在0.5%至1.2%，熟料立升重控制1350±50，熟料溫度< 100°C。
[0020]熟料產(chǎn)值控制范圍為:
熟料中二氧化硅被氧化鈣飽和成硅酸三鈣的程度KH:0.93±0.02 ；
水泥熟料硅酸鹽礦物與溶劑礦物的比例SM:2.6 ±0.1 ;
熟料熔劑礦物中鋁酸三鈣與鐵鋁酸四鈣的比例頂:1.6±0.1。
[0021]其中實施例1中原料的化學(xué)成分見表1:表1
生產(chǎn)中要加強石灰石、粘土、紅沙巖、硫酸渣、磷渣的均化，保其化學(xué)成份的穩(wěn)定；加強生料成份的的檢驗頻次，提高檢驗結(jié)果的準(zhǔn)確性；采用在線自動控制程序，實現(xiàn)生料成份的即時自動調(diào)整。努力提高KH、SM、IM率值合格率。
[0022]實施例1中，用磷渣配料前后熟料化學(xué)分析結(jié)果對比表2:
【權(quán)利要求】
1.一種利用黃磷渣代替部分粘土生產(chǎn)硅酸鹽熟料的方法，通過配料、烘干、粉磨得生料，然后將生料進行預(yù)熱分解，最后經(jīng)高溫煅燒后冷卻得到熟料，其特征在于:所述配料過程中將原有的粘土的40_50wt%替換為黃磷渣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用黃磷渣代替部分粘土生產(chǎn)硅酸鹽熟料的方法，其特征在于:所述的黃磷渣中的主要成分為 CaO 41-44%, SiO2 40-45%, Al2O3 3-5%, Fe2O3 0.4-0.6%,P2O5 2-4.5%, F— 0.005-0.01%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用黃磷渣代替部分粘土生產(chǎn)硅酸鹽熟料的方法，其特征在于:具體的步驟為:1)以重量計，將石灰石、粘土、硫酸渣、紅砂巖、黃磷渣按混合均勻，控制混合物料中的SiO2:12-13%, Al2O3:3-3.3%, Fe2O3:1.7-2.1%，CaO:42.8-43.5% ；2)將上述物料烘干至水份含量<1.5wt%,然后進行粉磨和篩分,控制80 μ m篩的篩上物≤15wt%，得到的為干粉狀的生料；3)將生料均化后進行預(yù)熱分解，然后在水泥回轉(zhuǎn)窯中進行高溫煅燒，煅燒溫度為1350-1450°C，得到部份熔融的物料；最后經(jīng)冷卻機快速冷卻至60-100°C得到硅酸鹽熟料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用黃磷渣代替部分粘土生產(chǎn)硅酸鹽熟料的方法，其特征在于:所述石灰石中MgO含量< 2.5wt%，黃磷渣中P2O5的含量< 4.5wt%。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用黃磷渣代替部分粘土生產(chǎn)硅酸鹽熟料的方法，其特征在于:所述的烘干和粉磨步驟在立磨中進行。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用黃磷渣代替部分粘土生產(chǎn)硅酸鹽熟料的方法，其特征在于:所述的預(yù)熱分解可通過5級預(yù)熱分解系統(tǒng)進行操作，其中控制入回轉(zhuǎn)窯物料的溫度在950 0C -1000 °C 內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用黃磷渣代替部分粘土生產(chǎn)硅酸鹽熟料的方法，其特征在于:在進行高溫煅燒時，控制水泥回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)分解爐出口溫度由原來的870°C降到840°C ；二次風(fēng)溫由1100°C提高到1200°C ;三次風(fēng)溫由900°C提高到1000°C ;篦冷機一段推動次數(shù)由9-10次提高到11-12次。
【文檔編號】C04B7/24GK103553377SQ201310517346
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月29日
【發(fā)明者】趙向東, 田太孝, 劉文盛 申請人:葛洲壩當(dāng)陽水泥有限公司