本發(fā)明涉及火電廠循環(huán)流化床鍋爐產(chǎn)生的固廢物利用和水泥膠凝材料領(lǐng)域，具體是提供一種固硫灰渣水泥及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)電力需求的日益增長(zhǎng)，火力發(fā)電企業(yè)發(fā)展速度加快，特別是以煤為基的北方省份，以劣質(zhì)煤和煤矸石為燃料的循環(huán)流化床鍋爐發(fā)電機(jī)組的投產(chǎn)數(shù)量較多，由此產(chǎn)生的固硫灰、固硫渣及脫硫石膏等固廢物逐年增加。然而，由于受目前科研技術(shù)的局限，此類(lèi)固廢物的資源化利用水平較低，仍以露天堆存或填埋為主。固廢物的運(yùn)輸、存放，一方面增加了電力企業(yè)的生產(chǎn)成本，給企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)帶來(lái)了較大的壓力；另一方面，對(duì)當(dāng)?shù)氐耐恋亍⒖諝?、水源等產(chǎn)生污染。因此，通過(guò)技術(shù)手段高效利用固硫灰、固硫渣和脫硫石膏等固廢物的需求較為迫切。
火電廠煤粉鍋爐煙道收集的粉煤灰作為水泥生產(chǎn)中的一種活性混合材料，其合理的摻入可以適當(dāng)改善水泥性能，比如保水性好、后期強(qiáng)度高、水化熱低等，有利于擴(kuò)大水泥的使用范圍。因此，目前粉煤灰已被廣泛地應(yīng)用于水泥生產(chǎn)。
對(duì)循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行產(chǎn)生的固硫灰渣，由于受到燃料品質(zhì)、爐內(nèi)脫硫、爐溫較低等鍋爐運(yùn)行工藝的多種影響，其理化性能與煤粉爐產(chǎn)生的粉煤灰存在較大的差異，主要表現(xiàn)為需水量大、自硬性和后期膨脹等；因此，采用已有的粉煤灰利用技術(shù)，難以使其在水泥生產(chǎn)中有大量地應(yīng)用。對(duì)循環(huán)流化床鍋爐底部排出的爐渣，由于同樣的原因，目前尚未能在水泥生產(chǎn)中得到有效地利用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是通過(guò)有效的技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)火力發(fā)電中產(chǎn)生的固硫灰、固硫渣及脫硫石膏在水泥中的利用最大化，發(fā)揮各材料組分的理化綜合效應(yīng)，研制一種符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，具有廣闊市場(chǎng)前景的固硫灰渣水泥及其制備方法。
本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的而采取的技術(shù)方案為:
一種固硫灰渣水泥，包括以下質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的組分：
固硫灰粉35～50、固硫渣粉17～28、硅酸鹽水泥熟料粉25～37、脫硫石膏粉2～3，其中固硫灰粉的比表面積不低于1000m2/kg，固硫渣粉的細(xì)度45μm方孔篩篩余值為15％～17％。
本發(fā)明所述固硫灰粉的制備為：將符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(gb/t1596-2005)標(biāo)準(zhǔn)的循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行產(chǎn)生的固硫灰，用電廠余熱蒸汽動(dòng)能磨進(jìn)行磨細(xì)，比表面積不低于1000m2/kg。
本發(fā)明所述固硫渣粉、硅酸鹽水泥熟料粉及脫硫石膏粉可分別制備，也可由其原料混合制備，具體如下：
所述固硫渣粉的制備：將循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行產(chǎn)生的固硫渣用水泥球磨機(jī)磨細(xì)，其質(zhì)量符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(gb/t1596-2005)標(biāo)準(zhǔn)，細(xì)度45μm方孔篩篩余控制值為15％～17％；
所述硅酸鹽水泥熟料粉的制備：將符合《通用硅酸鹽水泥》(gb175-2007)標(biāo)準(zhǔn)的硅酸鹽水泥熟料，用水泥球磨機(jī)進(jìn)行磨細(xì)，細(xì)度45μm方孔篩篩余控制值為12％～15％；
所述脫硫石膏粉的制備：將硫酸鈣含量不低于90％的煙氣脫硫石膏在常溫下干燥后，用水泥球磨機(jī)磨細(xì)，細(xì)度45μm方孔篩篩余控制值為10％～14％；
所述固硫渣、硅酸鹽水泥熟料及脫硫石膏組成的混合粉料制備：將固硫渣、硅酸鹽水泥熟料及脫硫石膏，按照制備水泥的材料配方分別稱(chēng)量混合后，用水泥球磨機(jī)磨細(xì)制得，混合粉料的細(xì)度45μm方孔篩篩余控制值為12％～16％。
一種固硫灰渣水泥的制備方法，按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)取固硫灰粉、固硫渣粉、硅酸鹽水泥熟料粉和脫硫石膏粉，混合均勻制成。
與現(xiàn)有粉煤灰水泥的材料配方相比，按照本發(fā)明材料配方制備的水泥，不僅性能符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)p·f42.5水泥的質(zhì)量指標(biāo)，而且固硫灰的用量較大，可達(dá)35％～50％；同時(shí)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)水泥生產(chǎn)中摻固硫渣的空白，其用量可達(dá)17％～28％；考慮脫硫石膏的利用，本發(fā)明固廢利用率可達(dá)63％～75％；因此，本發(fā)明可有效地降低水泥生產(chǎn)的成本，實(shí)現(xiàn)固硫灰及固硫渣的大規(guī)模消納，具有良好的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例中，檢驗(yàn)本發(fā)明p·f42.5水泥的儀器設(shè)備、溫濕度條件、試件制作、試驗(yàn)方法及質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)均執(zhí)行現(xiàn)行國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)施例1
(1)固硫灰粉的制備：將符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(gb/t1596-2005)標(biāo)準(zhǔn)的固硫灰，用電廠余熱蒸汽動(dòng)能磨進(jìn)行磨細(xì)，比表面積為1004m2/kg。
(2)固硫渣粉的制備：將固硫渣用水泥球磨機(jī)磨細(xì)，其質(zhì)量符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(gb/t1596-2005)標(biāo)準(zhǔn)，細(xì)度(45μm方孔篩篩余)為16.7％。
(3)硅酸鹽水泥熟料粉的制備：將符合《通用硅酸鹽水泥》(gb175-2007)標(biāo)準(zhǔn)的硅酸鹽水泥熟料，用水泥球磨機(jī)進(jìn)行磨細(xì)，細(xì)度(45μm方孔篩篩余)為14.5％。
(4)脫硫石膏粉的制備：將脫硫石膏在常溫下干燥后，用水泥球磨機(jī)磨細(xì)，細(xì)度(45μm方孔篩篩余)為12.6％。
p·f42.5水泥的制備：按照材料用量配方，固硫灰粉40；固硫渣粉27；硅酸鹽水泥熟料粉30；脫硫石膏粉3；稱(chēng)取各料，混拌均勻制得。
實(shí)施例1的水泥檢驗(yàn)結(jié)果及質(zhì)量，見(jiàn)表1。
表1實(shí)施例1的水泥檢驗(yàn)結(jié)果
由表1可知，實(shí)施例1水泥的檢驗(yàn)結(jié)果，符合《通用硅酸鹽水泥》(gb175-2007)標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)p·f42.5水泥的各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)。
實(shí)施例2
(1)固硫灰粉的制備：將符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(gb/t1596-2005)標(biāo)準(zhǔn)的固硫灰，用電廠余熱蒸汽動(dòng)能磨進(jìn)行磨細(xì)，比表面積為1121m2/kg。
(2)固硫渣粉的制備：將固硫渣用水泥球磨機(jī)磨細(xì)，其質(zhì)量符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(gb/t1596-2005)標(biāo)準(zhǔn)，細(xì)度(45μm方孔篩篩余)為15.2％。
(3)硅酸鹽水泥熟料粉的制備：將符合《通用硅酸鹽水泥》(gb175-2007)標(biāo)準(zhǔn)的硅酸鹽水泥熟料，用水泥球磨機(jī)進(jìn)行磨細(xì)，細(xì)度(45μm方孔篩篩余)為12.3％。
(4)脫硫石膏粉的制備：將脫硫石膏在常溫下干燥后，用水泥球磨機(jī)磨細(xì)，細(xì)度(45μm方孔篩篩余)為12.8％。
p·f42.5水泥的制備：按照材料用量配方，固硫灰粉50；固硫渣粉23；硅酸鹽水泥熟料粉25；脫硫石膏粉2；稱(chēng)取各料，混拌均勻制得。
實(shí)施例2的水泥檢驗(yàn)結(jié)果及質(zhì)量，見(jiàn)表2。
表2實(shí)施例2的水泥檢驗(yàn)結(jié)果
由表2可知，實(shí)施例2水泥的檢驗(yàn)結(jié)果，符合《通用硅酸鹽水泥》(gb175-2007)標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)p·f42.5水泥的各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)。
實(shí)施例3
(1)固硫灰粉的制備：將符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(gb/t1596-2005)標(biāo)準(zhǔn)的固硫灰，用電廠余熱蒸汽動(dòng)能磨進(jìn)行磨細(xì)，比表面積為1054m2/kg。
(2)固硫渣、硅酸鹽水泥熟料及脫硫石膏組成的混合粉料制備：以制備水泥的總質(zhì)量計(jì)，分別按固硫渣28％、硅酸鹽水泥熟料34％、脫硫石膏3％稱(chēng)料；將其混合后，用水泥球磨機(jī)磨細(xì)，混合粉料的細(xì)度(45μm方孔篩篩余)為14.1％；
p·f42.5水泥的制備：以制備水泥的總質(zhì)量計(jì)，分別按固硫灰粉35％、上述混合粉料65％稱(chēng)料，混拌均勻制得。
實(shí)施例3的水泥檢驗(yàn)結(jié)果及質(zhì)量，見(jiàn)表3。
表3實(shí)施例3的水泥檢驗(yàn)結(jié)果
由表3可知，實(shí)施例3水泥的檢驗(yàn)結(jié)果，符合《通用硅酸鹽水泥》(gb175-2007)標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)p·f42.5水泥的各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)。