專利名稱：水泥燒成環(huán)保雙復(fù)合礦化劑工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水泥生產(chǎn)工藝與環(huán)保技術(shù)方法。
復(fù)合礦化劑(螢石、石膏)應(yīng)用于水泥生產(chǎn)已有五十多年歷史，特別是立窯水泥生產(chǎn)企業(yè)普遍采用這種工藝。但由于現(xiàn)有技術(shù)只有定性研究和斷點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)雜談文章而沒有定量方法，旋轉(zhuǎn)窯企業(yè)普遍不敢使用。由于理論缺陷，帶來空氣污染，設(shè)備腐蝕，能耗比旋轉(zhuǎn)窯高而被國家產(chǎn)業(yè)政策列為淘汰對(duì)象。為此，國家環(huán)保部門頒發(fā)了立窯廢氣中氟化氫和二氧化硫排放的控制標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明提供一種用雙復(fù)合礦化劑鍛燒水泥工藝，解決水泥生產(chǎn)過程中氟化氫和二氧化硫污染的技術(shù)問題。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的在氟硫飽和度的基礎(chǔ)上再用氟鈉飽和度定量指標(biāo)以及在生料配料中摻合具有活性二氧化硅和三氧化二鋁的混合材，形成雙復(fù)合即氟化鈣、硫酸鈣與活性二氧化硅、三氧化二鋁的化學(xué)反應(yīng)格局，就可以解決氟化氫和二氧化硫廢氣污染的問題。其具體步驟是一、關(guān)于解決氟化氫揮發(fā)污染問題的技術(shù)措施
(一)堅(jiān)持化學(xué)平衡配料，在生產(chǎn)中嚴(yán)格控制CA3/CaF2×8.97＞1的環(huán)保措施，并保持C3A飽和CaF2處于過飽和狀態(tài)，以防止污染大氣和生成危害礦物C11S12·CaF2。
(二)利用活性混合材中的活性SiO2和Al2O3在低溫氣化反應(yīng)過程中吸附轉(zhuǎn)化HF氣，其反應(yīng)式如下
低溫條件(20℃～600℃)活性SiO2與氣相HF生成SiF4(氟硅酸)吸附在固相物質(zhì)(生球料)表面不被跑掉。待進(jìn)入600℃以上中溫區(qū)后，SiF4被石灰石分解的CaO置換再生成CaF2與活性Al2O3反應(yīng)生成不易揮發(fā)分解的氟鋁酸鈣礦物。其反應(yīng)式如下(硅酸一鈣)(氟鋁酸鈣早強(qiáng)礦物)(三)含有活性SiO2與Al2O3的原材料有(按優(yōu)劣順序排)浮石、火山灰石、燒粘土、廢磚瓦、燒煤矸石、粉煤灰、活性頁巖、稀土等，生料中摻配1～3％即可吸附化合氣相物HF，而不讓其揮發(fā)。當(dāng)生成SiF4進(jìn)入中溫區(qū)域后就順利形成理想礦物-C11A7.CaF2。
(四)生產(chǎn)實(shí)踐中的檢驗(yàn)方法和計(jì)算公式1、在鍛燒過程中用氟離子選擇儀天天測(cè)定熟料中的氟含量。
2、用理論計(jì)算值與儀器測(cè)定值對(duì)比，求出氟化鈣的揮發(fā)率。隨時(shí)調(diào)整氟硫或氟鈉飽和度指標(biāo)，嚴(yán)格監(jiān)視防范HF的揮發(fā)污染。
3、理論計(jì)算熟料中含CaF2的公式熟料中F％×2.048=CaF2(％)螢石中CaF2(％)×生料配料比×1.64=CaF2(熟料中理論計(jì)算值％)公式中1.64即生料燒成熟料的比例常數(shù)。
4、氟化鈣揮發(fā)率=實(shí)測(cè)熟料CaF2(％)/熟料中理論計(jì)算CaF2(％)。
生產(chǎn)實(shí)踐證明只要堅(jiān)持化學(xué)平衡原則的配料方法，就可以防范氟的揮發(fā)污染，節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)。
二、關(guān)于解決二氧化硫揮發(fā)污染的技術(shù)措施。
(一)堅(jiān)持化學(xué)平衡原則的配料方法。應(yīng)用氟硫飽和度指標(biāo)嚴(yán)格控制石膏摻入量，避免浪費(fèi)和污染環(huán)境。
(二)利用分解溫度的區(qū)別和化合易難程度的不同分別使用含硫的原燃材料。例如，硫鐵礦、硫鐵廢渣、高硫煤中的硫化物，天然二水石膏這類含硫原燃材料的硫化物比較耐溫，分解速度較慢，化合機(jī)會(huì)多，容易被化合固溶，生產(chǎn)實(shí)踐證明用理論計(jì)算熟料中的SO3量與熟料分析結(jié)果相吻合，證明沒有或者很少揮發(fā)。此時(shí)配料方案中就可以按SO3含量設(shè)計(jì)C4A3S礦物，并用氟硫飽和度指標(biāo)定量控制。而無水硬石膏、工業(yè)副產(chǎn)品的磷石膏、海鹽渣、脫水石膏模等這類含硫原材料不耐溫，易揮發(fā)，只能做水泥緩凝劑使用而不能作鍛燒用的礦化劑。實(shí)踐證明，采用這類含硫材料作礦化劑時(shí)，其硫的揮發(fā)率高達(dá)40～60％，不僅浪費(fèi)了資源，而且污染了環(huán)境。此時(shí)，就要單摻螢石作礦化劑，并采用氟鈉飽和度定量指標(biāo)控制，則可利用Na2O的化學(xué)特性令它生成C8A3.N；再利用原燃材料中自身所含的硫化物(多為FeS2，不易揮發(fā))，足夠飽和K2O生成K2SO4并起催化作用。如果出現(xiàn)fSO3也會(huì)形成對(duì)質(zhì)量有利的CaSO4，而不會(huì)生成危害礦物C23S12.K2O。兩種定量控制指標(biāo)的數(shù)學(xué)模型如下
(兩指標(biāo)控制范圍均為1±0.05)本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的經(jīng)濟(jì)效益一、本發(fā)明操作簡單，實(shí)施容易，消除污染。
二、不采用礦化劑時(shí)，其立窯企業(yè)熟料熱耗平均達(dá)1400～1500大卡；噸水泥綜合電耗達(dá)120度左右；熟料強(qiáng)度只有450號(hào)左右。采用復(fù)合礦化劑后，熟料單位熱耗降至1100～1200大卡，全國平均1100大卡；綜合電耗平均95度。熟料強(qiáng)度全國平均達(dá)570號(hào)，因此復(fù)合礦化劑給立窯水泥事業(yè)帶來技術(shù)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)效益是明顯的。
三、生產(chǎn)實(shí)踐證明采用雙復(fù)合礦化劑工藝后，熟料單位熱耗可降至800±20大卡。較全國立窯平均熱耗1100大卡，下降27.27％；綜合噸水泥電耗75～80度，較全國平均95度下降18％；立窯產(chǎn)量提高15％左右；熟料強(qiáng)度可達(dá)625號(hào)以上。其熟料中蘊(yùn)藏著更大的化學(xué)能量。例如摻合5～8％的混合材不降低熟料強(qiáng)度，仍可以生產(chǎn)625號(hào)水泥。摻合12～15％的混合材(火山灰質(zhì))，可生產(chǎn)符合國標(biāo)的525號(hào)水泥。
四、雙復(fù)合礦化劑新工藝的發(fā)明也為旋轉(zhuǎn)窯大膽采用復(fù)合礦化劑，進(jìn)一步提高質(zhì)量，降低能耗提供了理論和實(shí)踐的依據(jù)。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明涉及水泥的生產(chǎn)工藝和環(huán)保技術(shù)，其特征是在采用螢石、石膏作復(fù)合礦化劑時(shí)采用氟硫飽和度定量指標(biāo)控制；單摻螢石作礦化劑時(shí)，再用氟鈉飽和度定量指標(biāo)控制，并在生料配料中摻合具有活性SiO2和Al2O3的混合材，形成雙復(fù)合即CaF2、SO3與活性SiO2、Al2O3的化合反應(yīng)格局，從而消除HF、SO2廢氣的污染。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，在消除氟化氫時(shí)，其特征是堅(jiān)持化學(xué)平衡配料，生產(chǎn)中嚴(yán)格控制C3A/F×8.97＞1的環(huán)保措施，并保持C3A處于過飽和狀態(tài)，以防止污染大氣和生成危害礦物C11S12.CaF2(氟硅酸鹽)。
3.按照權(quán)利要求1、2所述的方法，在消除氟化氫和二氧化硫的污染時(shí)，其特征是
全文摘要
水泥燒成環(huán)保雙復(fù)合礦化劑新工藝。其特征是:在氟硫飽和度的基礎(chǔ)上再用氟鈉飽和度定量指標(biāo)以及在生料配料中摻合具有活性SiO
文檔編號(hào)C04B7/42GK1233602SQ98108159
公開日1999年11月3日 申請(qǐng)日期1998年4月27日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月27日
發(fā)明者馬中奇, 張婉玉, 馬斌, 馬玉萍, 馬艷 申請(qǐng)人:馬中奇, 張婉玉, 馬斌, 馬玉萍, 馬艷