專利名稱：粒狀水泥調(diào)凝劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是水泥工業(yè)的調(diào)凝劑，特別是一種粒狀水泥調(diào)凝劑。它是用工業(yè)廢渣副產(chǎn)石膏為原料，加入少量造粒膠結(jié)劑、有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化劑，常溫直接制成粒狀水泥調(diào)凝劑。
水泥調(diào)凝劑是水泥的品質(zhì)組成材料之一，常用3-6％的天然石膏與水泥熟料共同磨細(xì)成水泥，起到調(diào)節(jié)水泥凝結(jié)時(shí)間的作用。我國(guó)規(guī)定用天然二水石膏、硬石膏和符合技術(shù)要求的工業(yè)副產(chǎn)石膏作水泥調(diào)凝劑。工業(yè)廢渣副產(chǎn)石膏很多，如用硫酸分解磷礦石萃取磷酸后的固體廢棄渣磷石膏，以及燃煤電廠煙氣脫硫而得的粉粒狀、濕的二水物副產(chǎn)石膏，這些粉粒狀廢棄渣含過(guò)量的破壞水泥凝結(jié)和強(qiáng)度的磷、氟化物，需用時(shí)要作復(fù)雜的化學(xué)凈化處理或煅燒脫磷和氟，不能直接用作水泥調(diào)凝劑，因此，阻礙了對(duì)這些廢棄渣充分的利用，作產(chǎn)品又缺乏實(shí)用經(jīng)濟(jì)性，利用率很低，大量的廢棄渣都是覆土填埋，不但要負(fù)可觀的廢棄渣處置費(fèi)，又污染環(huán)境、浪費(fèi)資源。
我國(guó)水泥年產(chǎn)量達(dá)5×108噸，年需石膏作水泥調(diào)凝劑達(dá)2000×104噸以上，用天然優(yōu)質(zhì)石膏價(jià)高、資源少；開發(fā)品質(zhì)符合水泥摻用技術(shù)要求、經(jīng)濟(jì)的粒狀水泥調(diào)凝劑代替天然石膏作水泥調(diào)凝劑，不但需求量大，可變廢為寶，又符合國(guó)家資源綜合利用的政策。
已知用工業(yè)廢渣作水泥調(diào)凝劑，如用磷石膏作水泥調(diào)凝劑的方法有1．將磷石膏與水比例1∶3，攪拌洗滌，真空過(guò)濾，取其一部分加入一定量偏硅酸鈉拌勻，送入筒式回轉(zhuǎn)爐中900℃煅燒，把煅燒物與未煅燒的水洗物混合，控制物料含水率32-36(％)，進(jìn)入筒式造粒設(shè)備造粒，篩出3-50毫米顆粒作水泥調(diào)凝劑；2．將磷石膏與粘土按3∶2比例混合制成磚坯，于700-800℃下煅燒、破碎后作水泥調(diào)凝劑。
以上方法都要高溫煅燒、耗能大，工藝復(fù)雜，成本高，難與天然石膏競(jìng)爭(zhēng)、代替天然石膏，沒有實(shí)用經(jīng)濟(jì)性。目前尚未見有與本發(fā)明相同研究和成功的報(bào)道。
本發(fā)明的目的，在于提供一種用工業(yè)廢渣副產(chǎn)石膏為原料，加入少量造粒膠結(jié)劑、有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化劑，常溫制得可代替天然石膏直接用作水泥的粒狀水泥調(diào)凝劑。解決了工業(yè)廢棄渣不直接用作水泥調(diào)凝劑的難題，為處治工業(yè)廢棄渣，化廢為寶，充分利用資源，開拓出一條經(jīng)濟(jì)、科學(xué)的途徑。
本發(fā)明由如下技術(shù)和方法完成一、粒狀水泥調(diào)凝劑的制造1．用硫酸分解磷礦石萃取磷酸后的固體廢棄渣磷石膏及燃煤電廠煙氣脫硫而得的粉粒狀、濕的二水物副產(chǎn)石膏為原料，在80℃以下烘、曬至游離水含量≤20％、過(guò)0.8毫米方孔篩；2．測(cè)過(guò)篩后原料的游離水含量(以1克左右樣在55-60℃烘干至恒重的重量計(jì))，按不含游離水的磷石膏干重(克)90-94、市售常用525#水泥6-10、市售常用水玻璃0.20-0.30(以水玻璃模數(shù)2.6-2.8、液體密度1.36-1.40克/厘米3為100％濃度，用時(shí)按水玻璃與水比例1∶8-10，稀釋后在物料拌和時(shí)淋、噴加入)和水拌和；3．調(diào)控拌和物料的含水量在18-26％范圍，用雙輥對(duì)碾式成球機(jī)成型，取含水量為拌和物干重的20-24％，測(cè)定拌和物pH值≥9.5(可用水泥、水玻璃在范圍值用量的增減作調(diào)整)；
4．用雙軸螺旋式攪拌機(jī)攪拌、籠式粉碎機(jī)粉碎均化，雙輥對(duì)碾式造粒機(jī)擠壓成型(為扁卵形煤球狀顆粒、最大邊長(zhǎng)≤55毫米)，置棚內(nèi)常溫下靜停2-7天為成品(靜停時(shí)間以顆粒強(qiáng)度自2米高自由跌落雖碎不成粉為度)；5．以連續(xù)給料、攪拌、粉碎均化、成型的小時(shí)產(chǎn)量≥8-10噸，為最低經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，即經(jīng)濟(jì)規(guī)模的產(chǎn)量≥3×104噸/年。
二、粒狀水泥調(diào)凝劑生產(chǎn)工藝流程如

圖1所示，圖1是本發(fā)明的生產(chǎn)方框示意圖，圖中表示1．廢棄渣磷石膏，2．在80℃以下烘、曬至含水量≤20％，3．過(guò)0.8×0.8毫米方孔振動(dòng)篩，4．大于0.8毫米顆粒料回收倉(cāng)，5．小于0.8毫米顆粒料倉(cāng)(內(nèi)設(shè)有連續(xù)出料的計(jì)量與可調(diào)裝置)，6．皮帶輸送機(jī)，7．水泥料倉(cāng)(內(nèi)也設(shè)有連續(xù)出料的計(jì)量與可調(diào)裝置)，8．水玻璃溶液貯存器及定量淋噴裝置，9．雙軸螺旋攪拌機(jī)，10．籠式粉碎機(jī)，11．雙輥對(duì)碾式造粒機(jī)，12．防雨成品棚庫(kù)，13．成品露天堆放場(chǎng)。
三、實(shí)施例1．原料成份磷石膏的pH值2.5-3.5，結(jié)晶水15-21％，三氧化硫大于38-46％、五氧化二磷總量小于2.8％(其中可溶性小于1.7％、未直接反應(yīng)物占0.3-0.7％)、氟總量小于1.8％(其中水溶性小于1.0％)、二氧化硅3-8％、三氧化二鋁0.1-0.8％、三氧化二鐵0.1-0.6％、氧化鈣大于28-34％、氧化鈉0.15-0.50％，以上百分率均按不含游離水的磷石膏干物重量計(jì)；加入造粒膠結(jié)劑、有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化劑是市售常用525#水泥(硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥)，市售常用水玻璃(以模數(shù)2.6-2.8、液體密度1.36-1.40克/厘米3為100％濃度)；2．組份配比磷石膏∶水泥∶水玻璃=90-94∶6-10∶0.2-0.3(以磷石膏不含游離水的干物質(zhì)重量克計(jì)、水玻璃用前按水玻璃與水比例1∶9稀釋后淋、噴于拌和物料內(nèi))各組分經(jīng)攪拌、調(diào)濕、粉碎均化、機(jī)械擠壓造粒、常溫靜停2-7天直接制得粒狀水泥調(diào)凝劑產(chǎn)品，所得的產(chǎn)品亦可用于煅燒水泥熟料作礦化劑，產(chǎn)品對(duì)水泥性能無(wú)害、完全符合和達(dá)到GB175-92及GB5483-85的標(biāo)準(zhǔn)。
3．本發(fā)明的產(chǎn)品化學(xué)成分、摻用產(chǎn)品的水泥化學(xué)、礦物成分及物理力學(xué)性能見下表1)．本發(fā)明的產(chǎn)品化學(xué)成份與天然二水石膏對(duì)照表
2)．摻用本發(fā)明產(chǎn)品的水泥化學(xué)、礦物成分表<
3)．摻用本發(fā)明產(chǎn)品的水泥物理力學(xué)性能表
4．本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)1)．本發(fā)明產(chǎn)品可使工業(yè)廢棄渣內(nèi)含可溶性磷、氟化物在pH值≥9.5時(shí)，大部分被轉(zhuǎn)化為非水溶性硅酸鹽、磷酸鹽、鋁酸鹽等，并使有害物質(zhì)被降低至無(wú)害范圍；2)．加入少量水泥作晶坯，既是造粒膠結(jié)劑、有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化劑，又有補(bǔ)償水泥凝結(jié)與強(qiáng)度效用；3)．無(wú)需煅燒，常溫直接制得粒狀水泥調(diào)凝劑，節(jié)能、簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)、品質(zhì)穩(wěn)定、可調(diào)控，產(chǎn)品的技術(shù)性能達(dá)到可直接用作水泥調(diào)凝劑，代替天然石膏，變廢為寶，解決了工業(yè)廢棄渣處治和污染環(huán)境的問(wèn)題，有很好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
4)．摻用本發(fā)明產(chǎn)品的水泥技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1．一種粒狀水泥調(diào)凝劑，其特征是用硫酸分解磷礦石萃取磷酸后的固體廢棄渣磷石膏及燃煤電廠煙氣脫硫而得的粉粒狀、濕的二水物副產(chǎn)石膏為原料，在80℃以下烘、曬至含水率≤20％、過(guò)0.8毫米方孔篩，加入少量水泥、水玻璃造粒膠結(jié)劑、有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化劑與水，攪拌、調(diào)濕、粉碎均化、機(jī)械擠壓造粒，常溫靜停2-7天而制得粒狀水泥調(diào)凝劑產(chǎn)品。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的粒狀水泥調(diào)凝劑，其特征是所述的原料烘、曬過(guò)篩不含游離水是以1克原料樣在55-60℃下烘至恒定的重量計(jì)，三氧化硫大于38-46％，氧化鈣大于28-34％，結(jié)晶水15-21％，五氧化二磷總量小于2.8％、可溶性的含量小于1.7％，氟總量小于1.8％、水溶性的含量小于1.0％，加入少量水泥為市售常用525#水泥及模數(shù)2.6-2.8、液體密度1.36-1.40克/厘米3為100％濃度的市售工業(yè)水玻璃，水玻璃用時(shí)按水玻璃與水之比為1∶8-10稀釋后淋、噴于拌和物料內(nèi)，原料、水泥、水玻璃之重量比為90-94∶6-10∶0.2-0.3，拌和物的pH值≥9.5，并加水調(diào)濕至造粒含水率18-26％。
3．根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的粒狀水泥調(diào)凝劑，其特征是制造產(chǎn)品過(guò)程，原料及配料倉(cāng)有連續(xù)定量出料與計(jì)量可調(diào)裝置，采用雙軸螺旋攪拌機(jī)攪拌、籠式粉碎機(jī)粉碎均化、雙輥對(duì)碾式造粒機(jī)成型及有成型產(chǎn)品防雨棚和產(chǎn)品堆放場(chǎng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種粒狀水泥調(diào)凝劑。它是采用工業(yè)廢渣副產(chǎn)石膏為原料，在低溫烘、曬干燥、過(guò)篩，加入少量造粒膠結(jié)劑、有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化劑，經(jīng)調(diào)濕、攪拌、粉碎均化、機(jī)械擠壓造粒、常溫靜停而直接制得粒狀水泥調(diào)凝劑。本粒狀水泥調(diào)凝劑，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)，品質(zhì)符合摻用水泥技術(shù)國(guó)際要求，運(yùn)輸、貯存、使用方便，變廢為寶，解決了工業(yè)廢渣副產(chǎn)石膏不能直接用作水泥調(diào)凝劑的難題，可代替天然石膏，具有很好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
文檔編號(hào)C04B18/02GK1227197SQ9910158
公開日1999年9月1日 申請(qǐng)日期1999年3月11日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月11日
發(fā)明者蔡繼勛, 黃樹新, 蔡雨師 申請(qǐng)人:蔡繼勛