一種利用赤泥制備高鐵水泥的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用赤泥制備高鐵水泥的方法。水泥熟料的礦物組成為：C4A325~40%、C2S25~50%、C4AF25%~40%和CT（鈣鈦礦）0.01~2%。（1）將赤泥、石灰石、鋁質(zhì)原料、硅質(zhì)原料和石膏分別烘干至含水率小于1%；（2）將原料于球磨機內(nèi)粉磨后過80um方孔篩備用；（3）將原料按預(yù)設(shè)礦物組成進行配料，并添加上述原料總質(zhì)量1~3%的礦化劑進行配料、混勻、壓片；（4）將（3）中所得料在1220~1300℃下燒結(jié)1~2小時,急冷；（5）在步驟（4）所得料中加入質(zhì)量百分比為步驟（4）所得料的5~15%的石膏磨細至比表面積超過380m2/kg即制成高鐵水泥。本發(fā)明成本低，通過優(yōu)化礦物組成及生產(chǎn)工藝制備出性能良好的高鐵水泥，減少赤泥對環(huán)境的污染、降低能耗及自然資源消耗。
【專利說明】—種利用赤泥制備高鐵水泥的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及特種水泥材料制備加工領(lǐng)域，特別是一種利用赤泥制備高鐵水泥的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]赤泥是利用鋁土礦提煉氧化鋁過程中產(chǎn)生的固體粉狀廢棄物。隨著鋁工業(yè)的發(fā)展，全世界每年的赤泥堆積量在不斷增加。據(jù)統(tǒng)計，2010年我國赤泥的年排放量已超過3000萬噸，大量赤泥得不到有效利用(特別是拜耳法赤泥)，給環(huán)境造成巨大的危害，也困擾鋁工業(yè)的發(fā)展。因此，赤泥的有效利用是鋁工業(yè)屆急需研究和希望突破的重大課題。利用赤泥中的鐵、鋁替代配料中的全部鐵質(zhì)原料和部分鋁質(zhì)原料，生產(chǎn)成本較低，赤泥消耗量大。
[0003]高鐵水泥屬第三系列水泥，主要礦物組成為C4A3 $ (25~45%)、C2S (20~50%)、C4A
F(15~40%)，具有燒成溫度低，易磨性好，早強、高強、高抗?jié)B、高抗凍、耐腐蝕、耐磨、低堿性和生產(chǎn)能耗低等憂點。在生產(chǎn)高鐵水泥時需要消耗大量的鐵質(zhì)原料和鋁質(zhì)原料，而國內(nèi)目前的鐵礦石資源比較緊張，價格昂貴，生產(chǎn)高鐵水泥的成本較高，無法大量規(guī)?；a(chǎn)。
[0004]夏杰申請的專利(申請?zhí)?00810233359.8)中介紹了一種赤泥制造快硬型鐵鋁酸
鹽水泥加工方法，其中礦物組成設(shè)計為C4A3 ^:30~45%、C2S:25~40%、C4A FlO~25%，C4A
F設(shè)計含量較少，赤泥在配料中強調(diào)提供鈣、硅成分，在水泥生產(chǎn)過程中還需要額外添加一定量的鐵質(zhì)校正原料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對赤泥綜合利用問題亟待解決，國內(nèi)特種水泥產(chǎn)量不足、生產(chǎn)成本較高、鐵礦石資源短缺等問題，提供一種利用赤泥在不需要添加額外鐵質(zhì)校正原料的情況下低成本制備高鐵水泥的方法。
[0006]本發(fā)明水泥熟料的礦物組成質(zhì)量百分比為=C4A3 ^ 25~40%、C2S 25~50%、
C4AF259T40%和CT (鈣鈦礦)0.0f 2%。原料為赤泥、石灰石、鋁質(zhì)原料、硅質(zhì)原料、石膏和礦化劑。
[0007]具體步驟為:
(I)將赤泥、石灰石、鋁質(zhì)原料、硅質(zhì)原料和石膏分別烘干至含水率小于1%。
[0008](2)分別將步驟(1)所得各種原料于球磨機內(nèi)粉磨后過SOum方孔篩備用。
[0009](3)將步驟(2)所得原料按預(yù)設(shè)水泥熟料的礦物組成質(zhì)量百分比計算各原料配比，并添加上述原料總質(zhì)量廣3%的礦化劑進行配料、混勻、壓片。
[0010](4)將步驟(3)所得料在122(Tl300°C下燒結(jié)1~2小時，急冷。
[0011](5)在步驟(4)所得料中加入質(zhì)量百分比為步驟(4)所得料的5~15%的石膏磨細至比表面積超過380m2/kg即制成高鐵水泥。[0012]所述赤泥為Fe2O3質(zhì)量百分含量>20%，Al2O3質(zhì)量百分含量>10%的拜耳法赤泥或燒結(jié)法赤泥。
[0013]所述鋁質(zhì)原料為燒結(jié)鋁礬土、鋁礬土、耐火材料廢料和高鋁粉煤灰中的一種或幾種。
[0014]所述硅質(zhì)原料為粘土、硅灰、粉煤灰中的一種或幾種。
[0015]所述礦化劑為氟、鉻和錳的化合物中的一種或幾種。
[0016]按GB/T 1346-2011標準測定水泥的凝結(jié)時間、安定性，按質(zhì)量比水泥:水:砂=1:
0.25:1制成20*20*20mm試塊，I天后脫模，測量ld、3d、7d、28d抗壓強度(養(yǎng)護溫度20。。，濕度90%)。樣品的凝結(jié)時間、安定性均合格，樣品28d抗壓強度為68.0MPa以上。(注:用普通425硅酸鹽水泥按此方法制備小試塊，28d抗壓強度為65.8MPa)。
[0017]本發(fā)明的原料赤泥中含有較聞的Fe2O3和Al2O3,能提供聞鐵水泥熟料中全部的鐵和大部分的鋁，通過優(yōu)化礦物組成及生產(chǎn)工藝，在不需要添加額外鐵質(zhì)校正原料的情況下制備出性能良好的高鐵水泥，減少赤泥對環(huán)境的污染、降低能耗及自然資源消耗，實現(xiàn)高鐵水泥的低成本制備。
【具體實施方式】
[0018]實施例1:
熟料礦物組成質(zhì)量百 分比的設(shè)計為=C4A3 ^ 30%、C4AF40%、C2S28%、CT (鈣鈦礦)2% ;所
使用原料為赤泥、石灰石、燒結(jié)鋁礬土、粘土、石膏和氟化鈣。
[0019]具體步驟為:
(I)將赤泥、石灰石、燒結(jié)鋁礬土、粘土和石膏分別烘干至含水率小于1%。
[0020](2)分別將步驟(1)所得各種原料于球磨機內(nèi)粉磨后過SOum方孔篩備用。
[0021](3)將步驟(2)所得原料按預(yù)設(shè)礦物組成及各原料化學(xué)組成計算各原料配比，即:赤泥(取自廣西平果鋁業(yè)公司)26.8%，石灰石50.28%，粘土 3.26%，石膏7.36%，燒結(jié)鋁礬土(山東某廠的燒結(jié)鋁礬土)12.3%，添加上述原料總質(zhì)量1%的氟化鈣進行配料、混勻、壓片。
[0022](4)將步驟(3)所得料在1250°C下燒結(jié)I小時，急冷。
[0023](5)在步驟(4)所得的料中加入質(zhì)量百分比為步驟(4)所得料的12%的石膏磨細至比表面積為396m2/kg。
[0024]按GB/T 1346-2011標準測定水泥的凝結(jié)時間、安定性，按水泥:水:砂=1:0.25:I制成20*20*20mm試塊，I天后脫模，測量ld、3d、7d、28d抗壓強度(養(yǎng)護溫度20°C，濕度90%)，測試結(jié)果如表1。
[0025]表1:
【權(quán)利要求】
1.一種利用赤泥制備高鐵水泥的方法，其特征在于水泥熟料的礦物組成質(zhì)量百分比為:C4A3g 25~40%、C2S 25~50%、C4AF25%~40%和CT即鈣鈦礦0.01~2%，原料為赤泥、石灰石、鋁質(zhì)原料、硅質(zhì)原料、石膏和礦化劑； 具體步驟為: (1)將赤泥、石灰石、鋁質(zhì)原料、硅質(zhì)原料和石膏分別烘干至含水率小于1%; (2)分別將步驟(1)所得各種原料于球磨機內(nèi)粉磨后過SOum方孔篩備用； (3 )將步驟(2 )所得原料按預(yù)設(shè)水泥熟料的礦物組成質(zhì)量百分比計算各原料配比，并添加上述原料總質(zhì)量廣3%的礦化劑進行配料、混勻、壓片； (4)將步驟(3)所得料在122(Tl300°C下燒結(jié)I~2小時，急冷； (5)在步驟(4)所得料中加入質(zhì)量百分比為步驟(4)所得料的5~15%的石膏磨細至比表面積超過380m2/kg即制成高鐵水泥； 所述赤泥為Fe2O3質(zhì)量百分含量>20%，Al2O3質(zhì)量百分含量>10%的拜耳法赤泥或燒結(jié)法赤泥； 所述鋁質(zhì)原料為燒結(jié)鋁礬土、鋁礬土、耐火材料廢料和高鋁粉煤灰中的一種或幾種； 所述硅質(zhì)原料為粘土、硅灰、粉煤灰中的一種或幾種； 所述礦化劑為氟、鉻和 錳的化合物中的一種或幾種。
【文檔編號】C04B7/36GK103833245SQ201410059744
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年2月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月23日
【發(fā)明者】趙艷榮, 陳平, 張俊峰, 劉榮進, 韋家嶄, 韋懷珺 申請人:桂林理工大學(xué)