一种水泥熟料的生产方法技术

一种水泥熟料的生产方法，属于水泥生产领域，其特征在于首先按照质量比铬渣：原煤=0.5～2.5：10的配料比例配煤，混合均匀后经煤磨系统研磨制成铬煤粉，将此铬煤粉按质量比1.8～1：1的比例分成两份，分别投放至分解炉和回转窑的中备用；再将按质量比铬煤粉：水泥生料=1：4～9配比的水泥生料送至分解炉，在铬煤粉的燃烧供热下，温度控制在900±20℃分解，然后进入回转窑，含铬煤灰生料在窑温1350～1650℃下，从窑尾到窑头停留30～40min完成合格掺铬水泥熟料的烧成。该发明专利技术既实现了六价铬的彻底解毒，又将铬渣应用于水泥熟料的烧制中，一方面铬渣起助燃作用减少煤耗，另一方面铬煤灰掺入水泥熟料中替代部分原材料节约了原材料。

【技术实现步骤摘要】

一种水泥熟料的生产方法，属于水泥生产工艺领域，具体涉及一种使用铬煤粉作为燃料的水泥熟料生产方法。
技术介绍
铬渣是铬铁矿、碳酸钠、白云石在高温下(1000℃)煅烧氧化，使铬铁矿中的铬氧化成可溶性铬盐，用水浸取熔体，过滤生产重铬酸钠后排出的废渣。铬渣属危险废物，有害成分主要是可溶性Na2Cr2O7、酸溶性CaCrO4等六价铬离子，铬渣中含有毒性大的六价铬，若将它堆置于露天，当受到雨雪淋浸时，六价铬被溶出渗入地下水或进入地表水体，会造成严重环境污染，甚至引起污染事故，六价铬被认为有致癌作用的物质，潜伏期长，人接触会得皮肤病，对农作物、微生物也有很大的毒害作用，它是一种危害严重的化工固体废物。铬渣含六价铬高约1％，亦即每吨产品以铬渣形式排出的六价铬达13～25kg，其中水溶及酸溶六价铬大致各半，具有六价铬的共有毒性，特别是有致癌物CaCrO4。铬渣环保处置一直是铬盐行业和固体污染物处理的难点。目前用水泥解毒铬渣主要有三种方式，一是将铬渣干法解毒后作为混合材，同水泥熟料、石膏经水泥磨粉磨制成水泥，铬渣用量约为成品水泥的10％，例如中国专利《解毒铬渣作为水泥掺和材料的用途》(申请号：200610000017.2)中即是将解毒铬渣和一定比例的水泥熟料混合作为早强、低碱水泥使用；二是将铬渣作为水泥原料之一，经原料配料由生料磨制成球后由水泥机立窑烧制成水泥熟料，铬渣用量约占水泥熟料的5％～10％；三是将铬渣代替氟化钙作为矿化剂，作为水泥原料之一由生料磨制成生料，生料成球后由水泥机立窑烧制成水泥熟料，铬渣用量占水泥熟料2％。研究表明，铬渣主要化学成分含有：SiO2、A12O3、Fe2O3、CaO、MgO和没有反应的Cr2O3及水溶性Na2Cr2O7、酸活性CaCrO4等，这些成分与水泥熟料中的某些主要氧化物的含量相近，而能够较好满足水泥生产的化学含量要求，因此，如何利用铬渣生产水泥熟料，并在生产过程中消除含铬渣灰的二次污染，是目前该行业亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种通过铬渣配煤作水泥预分解窑煤粉助燃剂，同时利用水泥分解窑或回转窑使铬渣中六价铬被还原，进一步地利用熟料矿物形成中的晶体析出过程固化某些金属元素，实现铬渣的彻底解毒，消除含铬渣灰的二次污染，并将含铬煤灰用于水泥熟料生产的生产方法。本专利技术解决技术问题所采用的技术方案是：采用铬煤粉做燃料生产水泥熟料，其特征在于：包括如下步骤：a、称量以质量百分数计的水泥生料原料组分：石灰石82～85％，煤矸石5～7％，砂岩6～7％，铁质原料3～6％，混合并研磨后得水泥生料，泵送至预热器内预热；b、按质量比铬煤粉：水泥生料＝1：4～9量取铬煤粉，并将铬煤粉按质量比1.6～1.8：1的比例分成两份，分别投放至分解炉和回转窑的煤粉仓中备用；c、预热后的水泥生料送至分解炉中后，将分解炉煤粉仓中的铬煤粉通过喷煤嘴喷入分解炉中进行无焰燃烧，分解炉温度控制在900±20℃，以获得分解后的含铬煤灰水泥生料；d、分解后的含铬煤灰水泥生料进入回转窑后，将回转窑煤粉仓中的铬煤粉通过煤粉燃烧器喷煤嘴喷入回转窑中，控制回转窑转速为3.5～3.9r/min，烧成温度为1350～1650℃，获得掺铬水泥熟料。所述的铬煤粉是将铬渣和原煤按质量比0.5～2.5：10配制，混合均匀后经煤磨系统研磨制成。所述铬煤粉的研磨细度按0.08mm～0.1mm方孔筛筛余≤5.0％，含水量≤1.5％。所述的原煤包括有烟煤和/或无烟煤。所得的水泥生料细度按0.08mm～0.1mm方孔筛筛余≤17.0％，水分≤1.0％。所述的铁质原料包括硫酸渣和赤泥砂。所述水泥熟料中铬渣占水泥熟料的1～4％。所得水泥熟料的三率值为：KH＝0.92±0.02、SM＝2.50±0.10、IM＝1.45±0.10。本专利技术中可通过装载机计量完成煤的预配比、由煤堆料机和煤取料机完成掺铬渣煤的预均化。本专利技术中公开的铬煤粉喷入分解炉和回转窑煤粉燃烧的过程中，铬渣起到煤粉助燃剂的作用。铬渣中铬以氧化铬(Cr2O3)、重铬酸钠(Na2Cr2O7·2H2O)、铬酸钠(Na2CrO4)和重铬酸钾(K2Cr2O7)等形式存在。三氧化铬(铬酸、铬酸酐)CrO3，是紫红色针状或片状晶体，密度2.70g/cm3，熔点196℃，在熔融状态时稍有分解。CrO3极易吸收空气中的水分而潮解，易溶于水溶在水中生成铬酸H2CrO4。CrO3的毒性较大并有强酸性及腐蚀性，它的浓溶液在高温时能腐蚀大部分金属，稀溶液也能损害植物纤维，使皮革脆硬等。CrO3是强氧化剂，其水溶液重铬酸在常温下能分解放出O2，破坏动植物的组织。在有还原剂的碱性条件下，或在有碱金属硫化物、硫氢化物的碱性条件下，或在有硫、碳和碳化物存在的高温、缺氧条件下，六价铬都可还原为毒性较小的三价铬。CrO3在加热到200℃以上有化学方程式：4CrO3＝2Cr2O3﹢3O2↑。另外，Na2Cr2O7﹢2KCl＝K2Cr2O7﹢2NaCl，Na2Cr2O7
﹢K2SO4＝K2Cr2O7﹢Na2SO4；K2Cr2O7受强热时按下式分解：4K2Cr2O7＝4K2CrO4﹢2Cr2O3﹢3O2↑，反应中有氧气放出。重铬酸钠(Na2Cr2O7·2H2O)，燃爆危险，助燃，为致癌物，具强腐蚀性、刺激性，可致人体灼伤。铬酸钠(Na2CrO4)，黄色单斜晶体，易潮解，有氧化作用。其水合物有六水合物、十水合物，工业品为四水合物。加热至68℃失去结晶水变成α型Na2CrO4，413℃转变为β型。具有氧化性，易为常用还原剂还原为三价铬。重铬酸钾(K2Cr2O7)，为橙红色板状结晶，有强的氧化性，与可燃物接触可能着火，受强热时分解放出O2，反应式为：4K2Cr207＝4K2CrO4﹢2Cr2O3﹢3O2↑。铬酸钾K2CrO4，黄色斜方晶体，有氧化作用。铬渣产生的O2能加速风口前碳的燃烧过程，提高理论燃烧温度。着火温度反映了煤样着火的难易程度，在工程实际中，掌握着火温度对于煤的点燃和稳定燃烧有重要的指导意义。燃尽温度是煤样基本燃尽时的温度，燃尽温度越低，表明燃尽时间越短，煤样越容易燃尽，残炭中的可燃剩余量就越少。随着O2浓度的增加，煤粉燃烧的着火温度和燃尽温度均呈下降趋势，燃尽温度的下降幅度较着火温度更大，说明富O2可使煤粉的燃烧在较低的温度区完成，对煤粉的充分燃烧有较大影响。也就是说，随着O2浓度的增加，在较低温度下就能满足煤粉稳定燃烧的条件，这更有利于煤粉在分解炉内的燃烧。O2浓度的变化对煤粉燃本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水泥熟料的生产方法，其特征在于：包括以下步骤：1）按以下质量百分数的组分混合石灰石82～85%，煤矸石5～7%，砂岩5～7%，铁质原料3～6%并研磨得水泥生料，泵送至预热器内预热；2）按质量比铬煤粉：水泥生料=1：4～9量取铬煤粉，并将铬煤粉按质量比1.6～1.8：1的比例分成两份，分别投放至分解炉和回转窑的煤粉仓中备用；3）将预热后的水泥生料送至分解炉中后，将分解炉煤粉仓中的铬煤粉通过喷煤嘴喷入分解炉中进行无焰燃烧，分解炉温度控制在900±20℃，以获得分解后的含铬煤灰水泥生料；4）分解后的含铬煤灰水泥生料进入回转窑后，将回转窑煤粉仓中的铬煤粉通过煤粉燃烧器喷煤嘴喷入回转窑中，控制回转窑转速为3.5～3.9r/min，烧成温度为1350～1650℃，获得掺铬水泥熟料。

【技术特征摘要】
1.一种水泥熟料的生产方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）按以下质量百分数的组分混合石灰石82～85%，煤矸石5～7%，砂岩5～7%，铁质原料3～6%并研磨得水泥生料，泵送至预热器内预热；
2）按质量比铬煤粉：水泥生料=1：4～9量取铬煤粉，并将铬煤粉按质量比1.6～1.8：1的比例分成两份，分别投放至分解炉和回转窑的煤粉仓中备用；
3）将预热后的水泥生料送至分解炉中后，将分解炉煤粉仓中的铬煤粉通过喷煤嘴喷入分解炉中进行无焰燃烧，分解炉温度控制在900±20℃，以获得分解后的含铬煤灰水泥生料；
4）分解后的含铬煤灰水泥生料进入回转窑后，将回转窑煤粉仓中的铬煤粉通过煤粉燃烧器喷煤嘴喷入回转窑中，控制回转窑转速为3.5～3.9r/min，烧成温度为1350～1650℃，获得掺铬水泥熟料。
2.根据权利要求1所述的水...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔光明，王汝秀，
申请(专利权)人：乔光明，
类型：发明
国别省市：山东;37