一种利用骨料尾渣代替部分粘土生产硅酸盐熟料的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用骨料尾渣代替部分粘土生产硅酸盐熟料的方法，将传统原料配方中的部分粘土替换为骨料尾渣，然后配料均化、烘干、粉磨得到生料，再将生料进行预热分解，最后经高温煅烧后冷却得到熟料。通过本发明专利技术能够利用骨料尾渣中的MgO来改善生料的易烧性，降低熟料的烧成温度，并通过骨料尾渣中适量的MgO来与熟料矿物C4AF生成固熔体，使熟料玻璃质颜色变黑，适当改善水泥的颜色。本发明专利技术还能解决骨料尾渣的处理难题，节能环保，降低成本。

【技术实现步骤摘要】
一种利用骨料尾渣代替部分粘土生产硅酸盐熟料的方法
本专利技术涉及硅酸盐熟料生产领域，具体涉及一种利用骨料尾渣代替部分粘土生产硅酸盐熟料的方法。
技术介绍
生产硅酸盐熟料的主要原材料粘土，需要从外购进，且成本较高。骨料尾渣是生产碎石之后的一种废料，其主要成分为CaO、SiO2、Al2O3和MgO，如果直接将其废弃排除，存在以下问题：一是处理工作量太大，需占用大量土地资源，年产200万吨碎石约有20万吨尾渣；二是处理难度较大，成本极高；三是处理后对环境的影响极大，且存在极大的安全隐患，有可能造成滑坡、泥石流等次生灾害，最后直接废弃对资源来说是也极大的浪费。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对以上问题，提供一种利用骨料尾渣代替部分粘土生产硅酸盐熟料的方法，一方面可以利用废弃的骨料尾渣，另外，能够改善生料的易烧性，提高熟料产量，降低熟料的烧成热耗，并能适当改善熟料的颜色。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种利用骨料尾渣代替部分粘土生产硅酸盐熟料的方法，将传统原料配方中的部分粘土替换为骨料尾渣，然后配料均化、烘干、粉磨得到生料，再将生料进行预热分解，最后经高温煅烧后冷却得到熟料；其具体步骤为：1)按重量份计，将8-12份骨料尾渣加入76-80份石灰石中，混合均匀；2)步骤1)所得的物料加入2-3份红砂岩、4-6份粘土、1-2份硫酸渣、3-4份黄磷渣，再次混合均匀；3)将步骤2)所得的物料烘干至水份含量≤1.5％，然后进行粉磨和筛分，得到干粉状的生料；4)将生料均化后进行预热分解，然后在水泥回转窑中进行高温煅烧，煅烧温度为1350-1450℃，得到部分熔融的物料；最后经冷却机快速冷却至60-100℃得到硅酸盐熟料。优化的方案，步骤1)及2)中，所加入的原料为10份骨料尾渣、79份石灰石、4份粘土、2份红砂岩、2份硫酸渣、3份黄磷渣。生产中要保证骨料尾渣均匀地掺入石灰石中，矿山各个开采台段的石灰石按一定的比例搭配后进仓，骨料尾渣与石灰石一同破碎之后进预均化堆棚进行均化，加强预均化棚石灰石的检验，保证均化后石灰石的MgO含量在2.8—3.2％。所述的骨料尾渣中的主要成分为：CaO32-36％、SiO210-12％、Al2O32-3％、Fe2O30.6-0.8％和MgO10-12％。由于骨料尾渣中含有大量生料所需的成分，故可以作为原材料进行生料调配。步骤2)混合后所得的物料中，控制混合物料中的SiO2：12-13％，Al2O3：3-3.3％，Fe2O3：1.7-2.1％，CaO：42.0-43.0％。步骤3)中所述的烘干和粉磨步骤在立磨中进行；筛分时，控制80μm筛的筛上物≤15％。步骤4)中，所述的预热分解可通过5级预分解窑系统进行操作，其中控制入水泥回转窑的物料温度在950-1000℃。在进行高温煅烧时，控制水泥回转窑系统分解炉出口温度840℃；二次风温1200℃；三次风温1000℃；篦冷机一段推动次数11-12次。在高温煅烧阶段，熔融的物料占总料的25-27％时，硅酸三钙可顺利形成，此时进行快速冷却。步骤4)中冷却的时间为20-30分钟，采用快速冷却对改善熟料的质量及易磨性有良好的效果，特别是当MgO含量较高时，急冷可防止MgO结晶成方镁石，改善熟料的安定性。步骤4)中，通过控制入回转窑物料的温度和回转窑内的烧成温度，将熟料fCaO控制在0.5％至1.2％，熟料立升重控制1350±50克/升。所述预均化棚石灰石中MgO含量控制在2.8-3.2％。根据所掺入的骨料尾渣MgO含量，矿山各个开采台段的石灰石质量情况，通过计算，来合理地搭配各台段的配矿比例，使得均化后石灰石中MgO含量控制在2.8-3.2％，最终控制熟料中MgO含量在4-5％，如果MgO含量过高，会影响水泥的质量。本专利技术具有以下有益效果：1、利用骨料尾渣中的MgO来改善生料的易烧性，降低熟料的烧成温度，因为MgO在煅烧中与碱、硫等组分组合，最低共熔点约为1250-1280℃，比C3S-C2S-C3A三组分最低共熔点1455℃约降低175℃。回转窑的产量有所提高，节省了能源，降低了二氧化碳的排放，节能减排。2、利用骨料尾渣中适量的MgO来与熟料矿物铁铝酸四钙(C4AF)生成固熔体，可使熟料玻璃质颜色变黑，适当改善水泥的颜色。3、由于利用骨料尾渣代替了部分粘土生产硅酸盐熟料，不仅消耗了废渣，而且减少了粘土的使用量40-50％，有利于农田的保护。4、大量的骨料尾渣得以利用，因此不必再去进行任何处理，也避免了因处理不善而发生次生灾害的风险，大大的降低了安全风险。具体实施方式下面结合实施例来进一步说明本专利技术，但实施例仅在于说明本专利技术，而不是对其进行限制。对比例1：在原料配方中不加入骨料尾渣，制备硅酸盐熟料的具体步骤是：1)将82份石灰石、10份粘土、3份红砂岩、2份硫酸渣、3份黄磷渣按比例混合均匀；2)将步骤1)所得的物料烘干至水份含量≤1.5％，然后进行粉磨和筛分，得到干粉状的生料；3)将生料均化后进行预热分解，然后在水泥回转窑中进行高温煅烧，煅烧温度为1350-1450℃，得到熔融物料的比例占25wt％时；最后经冷却机快速冷却至60-100℃得到硅酸盐熟料；fCao控制在0.5％至1.2％，熟料立升重控制1350±50克/升，熟料温度≤100℃。实施例1：一种利用骨料尾渣代替部分粘土生产硅酸盐熟料的方法，其具体步骤为：1)将100kg骨料尾渣加入800kg石灰石中，进行破碎，然后到预均化棚进行预均化，混合均匀；2)步骤1)所得的物料加入40份粘土、20份红砂岩、10份硫酸渣、30份黄磷渣，再次混合均匀；3)将步骤2)所得的物料烘干至水份含量≤1.5％，然后进行粉磨和筛分，得到干粉状的生料；4)将生料均化后进行预热分解，然后在水泥回转窑中进行高温煅烧，煅烧温度为1350-1450℃，得到熔融物料的比例占25wt％时；最后经冷却机快速冷却至60-100℃得到硅酸盐熟料；fCao控制在0.5％至1.2％，熟料立升重控制1350±50克/升，熟料温度≤100℃。熟料率值控制范围为：熟料中二氧化硅被氧化钙饱和成硅酸三钙的程度KH：0.93±0.02；熟料中硅酸盐矿物与溶剂矿物的比例SM：2.6±0.1；熟料熔剂矿物中铝酸三钙与铁铝酸四钙的比例IM：1.7±0.1。其中实施例1中骨料尾渣与石灰石的化学成分见表1：品名LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2OR2O石灰石41.754.161.150.2350.850.880.250.150.31骨料尾渣39.8610.522.610.7434.0111.280.20.150.28表1实施例1步骤1中所得的物料与对比例步骤1中所得的物料的化学成分对比见表2：LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2O对比例141.754.161.150.2350.850.880.250.15实施例141.404.891.490.4648.732.890.250.15表2实施例1步骤2)中各种原材料的化学成分见表3：品名LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2O1)所得物料41.404.891.490.4648.732.890.360.15红砂岩2.4486.676.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用骨料尾渣代替部分原材料生产硅酸盐熟料的方法，其特征在于：将传统原料配方中的部分粘土替换为骨料尾渣，然后配料均化、烘干、粉磨得到生料，再将生料进行预热分解，最后经高温煅烧后冷却得到熟料；其具体步骤为：1）按重量份计，将8‑12份骨料尾渣加入76‑80份石灰石中，混合均匀；2）步骤1）所得的物料加入4‑6份粘土、2‑3份红砂岩、1‑2份硫酸渣、3‑4份黄磷渣，再次混合均匀；3）将步骤2）所得的物料烘干至水份含量≤1.5%，然后进行粉磨和筛分，得到干粉状的生料；4）将生料均化后进行预热分解，然后在水泥回转窑中进行高温煅烧，煅烧温度为1350‑1450℃，得到部分熔融的物料；最后经冷却机快速冷却至60‑100℃得到硅酸盐熟料。

【技术特征摘要】
1.一种利用骨料尾渣代替部分原材料生产硅酸盐熟料的方法，其特征在于：将传统原料配方中的部分粘土替换为骨料尾渣，然后配料均化、烘干、粉磨得到生料，再将生料进行预热分解，最后经高温煅烧后冷却得到熟料；其具体步骤为：1）按重量份计，将8-12份骨料尾渣加入76-80份石灰石中，混合均匀；2）步骤1）所得的物料加入4-6份粘土、2-3份红砂岩、1-2份硫酸渣、3-4份黄磷渣，再次混合均匀；3）将步骤2）所得的物料烘干至水份含量≤1.5%，然后进行粉磨和筛分，得到干粉状的生料；4）将生料均化后进行预热分解，然后在水泥回转窑中进行高温煅烧，煅烧温度为1350-1450℃，得到部分熔融的物料；最后经冷却机快速冷却至60-100℃得到硅酸盐熟料；所述的骨料尾渣中的主要成分为：CaO32-36%、SiO210-12%、Al2O32-3%、Fe2O30.6-0.8%和MgO10-12%。2.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：张涛，刘文银，田太孝，余春华，
申请(专利权)人：葛洲坝当阳水泥有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42