煤矸石在干法水泥熟料生产中的应用方法技术

本发明专利技术公开了煤矸石在干法水泥熟料生产中的应用方法，所述的干法水泥熟料生产的原料包括石灰质原料、硅铝质原料、硅质校正料、铝质校正料、铁质校正料，所述的煤矸石以配料的方式掺入干法水泥熟料生产的原料中。采用上述技术方案，针对现有技术存在的问题，通过实验研究及CFD模拟分析等技术手段，探索煤矸石在干法水泥熟料生产过程中的掺入方式、掺加量、粉磨细度等因素对生产工艺及热工设备的影响，找寻煤矸石在水泥熟料生产过程中的最佳应用途径，解决煤矸石堆积带来的环境污染和资源浪费问题，并可节约水泥生产成本，产生了巨大的经济效益和社会环境效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于建筑材料工业生产的
，涉及干法水泥熟料生产技术，更具体地说，本专利技术涉及煤矸石在干法水泥熟料生产中的应用方法。
技术介绍
作为原煤生产中排量最大的工业废渣，煤矸石是一种与煤层伴生的含碳量较低、发热量低、灰分高且具有一定硬度的黑灰色岩石。我国煤炭绝大多数为井矿开采，煤矸石的产出率较高，其生产量约占煤炭开采量的10％～25％，成为中国积存量和年产量最大、占用堆积场地最多的工业废物。其储量巨大，且未得到充分的利用。根据国家发改委编制的《“十二五”大宗固体废物综合利用实施方案》所述，2015年我国煤矸石产量将达到7.76亿吨，占典型大宗工业固体废弃物总量的42％。目前国内煤矸石的综合利用率逐年提高，但还有相当数量的煤矸石未被利用，累积堆存量超过45亿吨，占用了巨大的土地资源，造成了严重的环境污染。目前，煤矸石主要的综合利用方向有：生产建筑材料、生产化工产品、能源利用、农林业领域等。生产建筑材料包括制砖、制备陶瓷、用作混凝土骨料等。但作为水泥生产的替代原料研究还不是很多。若能够作为干法水泥熟料生产的原料应用，则其用量会巨大，相应的处理量也会很大，将会是一种很理想的煤矸石处理途径。
技术实现思路
本专利技术提供一种煤矸石在干法水泥熟料生产中的应用方法，其目的是解决煤矸石堆积带来的环境污染和资源浪费问题。为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：本专利技术的煤矸石在干法水泥熟料生产中的应用方法，所述的干法水泥熟料生产的原料包括石灰质原料、硅铝质原料、硅质校正料、铝质校正料、铁质校正料，所述的煤矸石以配料的方式掺入干法水泥熟料生产的原料中。所述煤矸石的掺入量为原料总质量的9％或9％以下。煤矸石的发热量在400～1000kcal/kg之间。所述的煤矸石与其他原料一同加入原料磨进行粉磨，原料磨出磨的生料细度为80um；筛余≤12％。具体地，煤矸石作为原料配比后，其熟料的三个率值范围为：KH＝0.91±0.02，SM＝2.6±0.1，IM＝1.6±0.1。在实际操作中，严格控制关键部位的温度参数，防止系统产生结皮，即：控制C1筒出口温度在330℃以下；控制C2筒出口温度在540℃以下；控制分解炉出口温度900℃以下。所述的应用方法应用于各种规模的干法水泥熟料生产线。本专利技术采用上述技术方案，针对现有技术存在的问题，通过实验研究及CFD模拟分析等技术手段，探索煤矸石在新型干法水泥熟料生产过程中的掺入方式、掺加量、粉磨细度等因素对生产工艺及热工设备的影响，找寻煤矸石在水泥熟料生产过程中的最佳应用途径，解决煤矸石堆积带来的环境污染和资源浪费问题，并可节约水泥生产成本，产生了巨大的经济效益和社会环境效益。附图说明图1为本专利技术的基础实验研究、CFD模拟研究内容的示意图；图2为本专利技术的热工计算研究内容的示意图；图3为不同煤矸石掺入量低硅配料方案游离氧化钙含量的示意图；图4为不同细度煤矸石+低硅配料方案游离氧化钙含量的示意图；图5为原料出磨不同细度煤矸石+低硅配料方案游离氧化钙含量的示意图；图6为煤矸石TG-DSC曲线图；图7为煤粉燃尽率和生料分解率分布曲线图；图8为分解炉内中心剖面温度分布图谱；图9为煤矸石应用于烧成系统的热平衡图(煤矸石掺加量为3.3％)。具体实施方式下面对照附图，通过对实施例(5000t/d熟料生产线)的描述，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本专利技术的专利技术构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。本专利技术应用于新型干法水泥熟料生产中。通过实验研究及CFD模拟分析等技术手段，研究煤矸石的成分及燃烧特性，并针对不同的配料方案，开展水泥熟料煅烧试验；研究煤矸石在新型干法水泥熟料生产过程中的掺入方式、掺加量、粉磨细度等因素对生产工艺及热工设备的影响；研究不同煤矸石掺量、不同煤矸石细度条件下对水泥熟料易烧性的影响；通过CFD数值模拟技术，研究煤矸石与煤粉混合物在分解炉中的燃烧特性及对分解炉温度场、速度场、颗粒轨迹、气体成分等产生的影响。通过理论研究和科学实验，确定煤矸石可应用于新型干法水泥熟料生产中，掺入量可达9％左右；找到煤矸石在水泥熟料生产过程中的最佳应用途径，解决煤矸石堆积带来的环境污染和资源浪费问题，并可节约水泥生产成本，产生巨大的经济效益和社会环境效益。本专利技术的研究方法是：在查阅大量文献资料的基础工作上，针对具有一定热值的煤矸石试样进行基础实验研究，以确定煤矸石的最佳掺入方式和细度控制；CFD(计算流体力学)数值模拟分析研究，以确定煤矸石的加入对分解炉系统工况影响；热工计算研究，以确定混合燃料特性、烧成系统热耗变化及预热器出口温度变化。具体研究内容示意图如图1、图2所示。本文涉及的成分的百分比，均为质量的百分比。煤矸石在新型干法水泥熟料生产中应用的专利技术技术方案论述如下：一、煤矸石掺入方式的选择比较：1、煤矸石作为配料使用：对石灰石、硅铝质料、煤矸石及铁质料试样进行XRF(X射线衍射分析方法)分析，分析结果如表1所示。表1、原料化学成分XRF分析(％)物料LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3K2ONa2O∑石灰石41.772.070.450.1954.440.900.020.050.0199.90铁粉8.2046.829.2427.730.760.660.421.360.1795.36煤矸石15.8954.7214.546.232.821.381.152.290.2499.25粘土7.0868.1413.498.790.100.540.001.240.0099.41低硅粉砂岩8.2463.1912.645.334.251.670.022.810.8498.99高硅粉砂岩4.0279.668.463.380.360.850.022.490.0499.28通过化本文档来自技高网...

【技术保护点】
煤矸石在干法水泥熟料生产中的应用方法，所述的干法水泥熟料生产的原料包括石灰质原料、硅铝质原料、硅质校正料、铝质校正料、铁质校正料，其特征在于：所述的煤矸石以配料的方式掺入干法水泥熟料生产的原料中。

【技术特征摘要】
1.煤矸石在干法水泥熟料生产中的应用方法，所述的干法水泥熟料生产的
原料包括石灰质原料、硅铝质原料、硅质校正料、铝质校正料、铁质校正料，
其特征在于：所述的煤矸石以配料的方式掺入干法水泥熟料生产的原料中。
2.按照权利要求1所述的煤矸石在干法水泥熟料生产中的应用方法，其特
征在于：所述煤矸石的掺入量为原料总质量的9％或9％以下。
3.按照权利要求2所述的煤矸石在干法水泥熟料生产中的应用方法，其特
征在于：煤矸石的发热量在400～1000kcal/kg之间。
4.按照权利要求1或2或3所述的煤矸石在干法水泥熟料生产中的应用方
法，其特征在于：所述的煤矸石与其他原料一同加入原料磨进行粉磨，原料磨
出磨的生料细度为80um；筛...

【专利技术属性】
技术研发人员：江斌，盛赵宝，张宗见，汪克春，轩红钟，
申请(专利权)人：安徽海螺建材设计研究院，
类型：发明
国别省市：安徽;34