干法脫硫灰礦渣水泥及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種建材領域的水泥，特別是涉及一種干法脫硫灰礦渣水泥及其制備 方法。
【背景技術】
[0002] 年來，國家不費余力地加緊對各行業(yè)的煙氣治理布局，特別對S03& PM2. 5排放進 行了有效控制。其中，以循環(huán)流化床干法脫硫（CFB-FGD)為代表的干法脫硫工藝在我國得 到空前發(fā)展，因此由此產(chǎn)生了大量的干法脫硫灰。
[0003] 所述的脫硫灰顆粒很細，為粉煤灰和脫硫副產(chǎn)物的混合物，其主要礦物組成有 CaS03、CaS0 4、CaO、Ca (OH) 2和CaCO 3，以及來源于粉煤灰的礦物成分如莫來石、石英等，但其 物理和化學性能跟普通粉煤灰相比有很大差別。雖然不同煤種、負荷、運行條件下產(chǎn)生的脫 硫灰成分組成差別很大，但干法脫硫灰的共同特性為：成分復雜、硫鈣含量高、硫元素多以 亞硫酸鈣的形式存在。
[0004] 脫硫灰的上述特性嚴重限制了其在水泥領域方面的應用：首先，脫硫灰中硫元素 含量過高，而國家規(guī)定水泥中S0 3含量不得超過3. 5%，導致其不能直接用作水泥摻和材 料；其次，游離氧化鈣含量較高時易水化而使體積膨脹，造成安定性不良的應用隱患。另 夕卜，脫硫灰中的硫元素大多以CaS0 3的形式存在，而亞硫酸鈣具有不穩(wěn)定性，容易重新釋放 S02造成二次污染。因此，脫硫灰至今沒有成熟理想的利用途徑，大多閑置堆放，既污染 環(huán)境，又浪費資源。
[0005] 礦渣是鋼鐵廠產(chǎn)生的廢渣，有一定的潛在活性，僅2013年底時我國尚有約3500萬 噸?；郀t礦渣未得到利用。

【發(fā)明內容】

[0006] 本發(fā)明的主要目的在于，提供一種干法脫硫灰礦渣水泥及其制備方法，所要解決 的技術問題是使其提高礦渣水泥中的廢渣使用率以及干法脫硫灰的使用率，從而更加適于 實用，且具有產(chǎn)業(yè)上的利用價值。
[0007] 本發(fā)明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提 出的一種干法脫硫灰礦渣水泥，按重量百分數(shù)計，由以下物質組成：38-80wt%的礦渣微粉； 3-9wt%的娃酸鹽熟料粉；l〇-36wt%的干法脫硫灰；2-30wt%的鋼澄；和3-6wt%的活性 劑。
[0008] 優(yōu)選的，前述的干法脫硫灰礦渣水泥，其中所述的干法脫硫灰的含量為 20-36wt%。
[0009] 優(yōu)選的，前述的干法脫硫灰礦渣水泥，其中所述的礦渣微粉的含量為70-80wt %， 所述的礦渣微粉和干法脫硫灰的總量為90-95% wt%。
[0010] 優(yōu)選的，前述的干法脫硫灰礦渣水泥，其中所述的礦渣微粉質量系數(shù)為1. 5-2. 0。
[0011] 優(yōu)選的，前述的干法脫硫灰礦渣水泥，其中所述的干法脫硫灰為火電廠煤粉爐、鋼 鐵燒結機或者循環(huán)流化床鍋爐的煙氣經(jīng)干法脫硫工藝所產(chǎn)生的脫硫灰，干法脫硫灰含有 1- 65wt %亞硫酸媽、l_13wt %硫酸媽、3_12wt %氫氧化媽、7_42wt %碳酸媽、l_4wt %氯化媽 和0. 4-20wt%粉煤灰。
[0012] 優(yōu)選的，前述的干法脫硫灰礦渣水泥，其中所述的礦渣微粉為高爐煉鐵排出的水 淬廢渣；所述的硅酸鹽熟料粉為強度為50-65MPa，其比表面積350-450mm2/kg ;所述的鋼渣 為堿度1. 80以上的水淬粒狀鋼渣、塊狀鋼渣或粉狀鋼渣；所述的活性劑為硫酸鈉、碳酸鈉、 硅酸鈉和木質素系表面活性劑的混合物。
[0013] 優(yōu)選的，前述的干法脫硫灰礦渣水泥，其中所述的活性劑還包含有減水效果的添 加劑和/或穩(wěn)定劑。
[0014] 優(yōu)選的，前述的干法脫硫灰礦渣水泥，其中所述的礦渣微粉和鋼渣的含量之和大 于 80wt%。
[0015] 本發(fā)明的目的及解決其技術問題還采用以下的技術方案來實現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出 的一種干法脫硫灰礦渣水泥的制備方法，是將38_80wt %的礦渣微粉、3_9wt %的硅酸鹽熟 料粉、l〇-36wt%的干法脫硫灰、2-30wt%的鋼澄和3-6wt%的活性劑在混料機中混合均勾， 并控制45um篩余小于5%，得到42. 5MPa強度等級以上的礦渣水泥；其中，所述的礦渣微粉 是高爐煉鐵排出的水淬廢渣，其質量系數(shù)為1. 5-2. 0或者2. 0以上；所述的硅酸鹽熟料粉是 強度為50-65MPa的硅酸鹽熟料粉磨至比表面積350-450mm2/kg ;所述的干法脫硫灰是通過 火電廠煤粉爐、鋼鐵燒結機、或者循環(huán)流化床鍋爐等煙氣干法脫硫工藝所產(chǎn)生的脫硫灰，其 包含l_65wt%亞硫酸媽、l_13wt%硫酸H3-12wt%氫氧化H7-42wt%碳酸媽、l_4wt%氯 化鈣、0. 4-20wt%粉煤灰；所述的鋼渣是堿度1. 80以上的水淬粒狀鋼渣、塊狀鋼渣和粉狀 鋼渣；所述的活性劑是硫酸鈉、碳酸鈉、硅酸鈉和木質素系表面活性劑的混合物。
[0016] 借由上述技術方案，本發(fā)明的干法脫硫灰礦渣水泥及其制備方法至少具有下列優(yōu) 占.
[0017] 在本礦渣水泥中采用了 10_36wt%的干法脫硫灰，并利用了干法脫硫灰對礦渣的 堿性激發(fā)作用，大幅度提高所形成礦渣水泥的水化性能及其他使用性能，提高工業(yè)固體廢 渣的使用比例，最高可達80wt %以上。同時，在指標給水泥的方法中無增加額外工藝設施， 制備過程簡單易行。采用本發(fā)明的干法脫硫灰礦渣水泥及其制備方法，能夠得到具有高工 業(yè)固體廢渣使用率、低碳排放、低成本及高使用性能的礦渣水泥，進而能解決目前大量堆置 的工業(yè)固體廢渣如礦渣、干法脫硫灰等占用土地及危害環(huán)境的問題，進一步能提高"城市礦 山"的利用率，優(yōu)化資源配置，促進可持續(xù)性發(fā)展。
[0018] 上述說明僅是本發(fā)明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術手段， 并可依照說明書的內容予以實施，以下以本發(fā)明的較佳實施例詳細說明如后。
【具體實施方式】
[0019] 為更進一步闡述本發(fā)明為達成預定發(fā)明目的所采取的技術手段及功效，以下結 合較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的干法脫硫灰礦渣水泥及其制備方法詳細說明如后。
[0020] 本發(fā)明的一個實施例提出一種干法脫硫灰礦渣水泥，按重量百分數(shù)計，由以下 物質組成：38-80wt %的礦澄微粉；3-9wt %的娃酸鹽熟料粉；10-36wt %的干法脫硫灰； 2- 30wt%的鋼渣；和3-6wt%的活性劑。其中所述的礦渣微粉的質量系數(shù)為1. 5-2. 0或者 2. 0以上，優(yōu)選的礦渣微粉為高爐煉鐵排出的水淬廢渣，質量系數(shù)為1. 5-2. 0以上。其中所 述的硅酸鹽熟料粉是強度為50-65MPa的硅酸鹽熟料粉磨至比表面積350-450mm2/kg。所述 的干法脫硫灰是通過火電廠煤粉爐、鋼鐵燒結機、循環(huán)流化床（CFB)鍋爐等煙氣干法脫硫 工藝所產(chǎn)生的脫硫灰，其中包含l -65wt%亞硫酸Hl_13wt%硫酸H3-12wt%氫氧化隹$、 7-42wt%碳酸Hl_4wt%氯化媽、0. 4-20wt%粉煤灰。所述的鋼澄是堿度1. 80以上的水淬 粒狀鋼渣、塊狀鋼渣和粉狀鋼渣。所述的活性劑是硫酸鈉、碳酸鈉、硅酸鈉、木質素系表面活 性劑的混合物。優(yōu)選地，除了上述組分外，所述的活性劑還可以任選包含有減水效果的添加 劑、穩(wěn)定劑等。
[0021] 進一步，優(yōu)選的干法脫硫灰礦渣水泥的實施例中，所述的干法脫硫灰的含量為 20-36wt%。
[0022] 進一步，優(yōu)選的干法脫硫灰礦渣水泥的實施例中，所述的礦渣微粉的含量為 70-80wt %，所述的礦渣微粉和干法脫硫灰的總量為90-95 % wt %。
[0023] 進一步，優(yōu)選的干法脫硫灰礦渣水泥的實施例中，所述的礦渣微粉和鋼渣的含量 之和大于80wt %。
[0024] 上述干法脫硫灰礦渣水泥采用以下方法制備而成，按照上述水泥原料的組成， 將38-80wt %的礦渣微粉、3-9wt %的硅酸鹽熟料粉、10-36wt %的干法脫硫灰、2-30wt %的 鋼澄和3-6wt %的活性劑在混料機中混合均勾，并控制45um篩余小于5%，控制比表面積 350-450mm2/kg，先按小樣進行混合均勾后，再混合成大樣，制備成42. 5MPa強等級礦澄水 泥。
[0025] 按照上述實施例制備得到礦渣水泥實例1-6,其具體組成如表1所示。
[0026] 表1，礦渣水泥實例1-6
【主權項】
1. 一種干法脫硫灰礦渣水泥，其特征在于，按重量百分數(shù)計，由以下物質組成： 38-80wt%的礦渣微粉； 3-9wt%的硅酸鹽熟料粉； 10-36wt%的干法脫硫灰； 2- 30wt%的鋼渣；和 3- 6wt%的活性劑。
2. 根據(jù)權利要求1所述的干法脫硫灰礦渣水泥，其特征在于，所述的干法脫硫灰的含 量為 20-36wt%。
3. 根據(jù)權利要求1所述的干法脫硫灰礦渣水泥，其特征在于，所述的礦渣微粉的含量 為70-80wt %，所述的礦渣微粉和干法脫硫灰的總量為90-95 % wt %。
4. 根據(jù)權利要求1-3任一項所述的干法脫硫灰礦渣水泥，其特征在于，所述的礦渣微 粉質量系數(shù)為1. 5-2. 0。
5. 根據(jù)權利要求4所述的干法脫硫灰礦渣水泥，其特征在于，所述的干法脫硫灰為火 電廠煤粉爐、鋼鐵燒結機或者循環(huán)流化床鍋爐的煙氣經(jīng)干法脫硫工藝所產(chǎn)生的脫硫灰，干 法脫硫灰含有l(wèi) -65wt %亞硫酸媽、l-13wt %硫酸媽、3-12wt %氫氧化媽、7-42wt %碳酸隹$、 l_4wt%氯化媽和0· 4_20wt%粉煤灰。
6. 根據(jù)權利要求5所述的干法脫硫灰礦渣水泥，其特征在于， 所述的礦渣微粉為高爐煉鐵排出的水淬廢渣； 所述的硅酸鹽熟料粉為強度為50-65MPa，其比表面積350-450mm2/kg ; 所述的鋼渣為堿度1. 80以上的水淬粒狀鋼渣、塊狀鋼渣或粉狀鋼渣； 所述的活性劑為硫酸鈉、碳酸鈉、硅酸鈉和木質素系表面活性劑的混合物。
7. 根據(jù)權利要求5所述的干法脫硫灰礦渣水泥，其特征在于，所述的活性劑還包含有 減水效果的添加劑和/或穩(wěn)定劑。
8. 根據(jù)權利要求4所述的干法脫硫灰礦渣水泥，其特征在于，所述的礦渣微粉和鋼渣 的含量之和大于80wt%。
9. 一種干法脫硫灰礦渣水泥的制備方法，其特征在于包括： 將38-80wt %的礦渣微粉、3-9wt %的硅酸鹽熟料粉、10-36wt %的干法脫硫灰、 2-30wt %的鋼澄和3-6wt %的活性劑在混料機中混合均勾，并控制45um篩余小于5%，得到 42. 5MPa強度等級以上的礦渣水泥； 其中， 所述的礦渣微粉是高爐煉鐵排出的水淬廢渣，其質量系數(shù)為1. 5-2. 0或者2. 0以上； 所述的硅酸鹽熟料粉是強度為50-65MPa的硅酸鹽熟料粉磨至比表面積350-450mm2/ kg ； 所述的干法脫硫灰是通過火電廠煤粉爐、鋼鐵燒結機、或者循環(huán)流化床鍋爐等煙氣干 法脫硫工藝所產(chǎn)生的脫硫灰，其包含l_65wt %亞硫酸媽、l-13wt %硫酸媽、3-12wt %氫氧化 隹碳酸Hl-4wt%氯化媽、0. 4-20wt%粉煤灰；所述的鋼澄是堿度1. 80以上的 水淬粒狀鋼渣、塊狀鋼渣和粉狀鋼渣；所述的活性劑是硫酸鈉、碳酸鈉、硅酸鈉和木質素系 表面活性劑的混合物。
【專利摘要】本發(fā)明是關于一種干法脫硫灰礦渣水泥及其制備方法。所述的干法脫硫灰礦渣水泥按重量百分數(shù)計，由以下物質組成：38-80wt％的礦渣微粉；3-9wt％的硅酸鹽熟料粉；10-36wt％的干法脫硫灰；2-30wt％的鋼渣；和3-6wt％的活性劑。上述原料在混料機中混合均勻，控制45um篩余小于5％，制備42.5MPa強度等級以上的礦渣水泥。本發(fā)明通過優(yōu)化控制各礦物的細度，優(yōu)化顆粒粒徑分布，優(yōu)化配方，從而改善了礦渣的活性，并可大量利用干法脫硫灰，實現(xiàn)節(jié)能減排。
【IPC分類】C04B7-36, C04B7-19
【公開號】CN104591559
【申請?zhí)枴緾N201410826426
【發(fā)明人】劉姚君, 汪瀾, 劉進強
【申請人】中國建筑材料科學研究總院
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2014年12月25日