铜、铅锌尾矿中二氧化硅活性调整的水泥熟料烧成方法技术

本发明专利技术公开了一种铜、铅锌尾矿中二氧化硅活性调整的水泥熟料烧成方法。它包括生料配制、粉磨、成球，在烧成器中于１４００～１４５０℃煅烧形成水泥熟料，其生料的重量百分比配方为：石灰石７８～８４％，原煤９～１１％，尾矿硅质材料３～８％，二氧化硅解聚矿化剂１～３％。它在不改变工艺设备和工艺流程的情况下，通过调整原料工艺配方，掺入适量铜、铅锌尾矿，利用尾矿中的富氧矿物、一价元素和高潜能矿物对二氧化硅的解聚作用，提高二氧化硅与氧化钙进行硅酸盐矿物生成反应的活性，加快反应速度，从而起到节能降耗增产的效果。本发明专利技术实施简单，节能显著，增产幅度大。

Method for sintering cement clinker with active regulation of silicon dioxide in copper and lead zinc tailings

The invention discloses a method for sintering cement clinker with active regulation of silica in copper and lead zinc tailings. It includes raw material preparation, grinding, into the ball, in the firing of ceramic at 1400 to 1450 DEG C calcined cement clinker formation, its raw material formula for weight percentage: limestone from 78 to 84%, coal 9 ~ 11%, 3 ~ 8% tailings siliceous material, silica mineralization depolymerization agent 1 ~ 3%. It does not change in the process equipment and process conditions, by regulating the raw material formula, adding copper, lead-zinc tailings, tailings in the depolymerization of oxygen rich minerals, monovalent elements and high potential minerals on silica, silica and calcium oxide to improve the reaction activity of silicate minerals, thus accelerate the speed of reaction. To increase the effect of energy saving. The invention has the advantages of simple implementation, obvious energy saving and large yield increase.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
我国是水泥生产大国，随着国民经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，对水泥的需求日益增加。水泥生产的关键是熟料的烧成。立窑生产水泥熟料的原料通常是石灰石、粘土或页岩、铁粉、矿化剂和无烟煤，按照工艺配方以一定的比例混合、粉磨、加水成球，在烧成器(立窑)中于1400～1450℃煅烧而成(见《水泥工艺学》，中国建筑工业出版社，1986.7)。各种原料的配制比例即生料配方是根据其化学成分而定的。所配制的生料就化学成分而言，其重量百分比一般为CaO(占65％)、SiO222％、Al2O36％、Fe2O34％、其它成分如Na2O、K2O、CaF2等占3％。对于SiO2，从化学活性评价，它是CaO(主要来自石灰石)、SiO2(主要来自粘土、煤灰)、Al2O3(主要来自粘土或页岩)、Fe2O3(主要来自铁粉)四个成分中最惰性最关键的成分，是形成水泥熟料主要强度矿物3CaO·SiO2，2CaO·SiO2的主体。所谓主体主要指①SiO2在水泥熟料烧成温度条件下，不会分解，不会熔解。②SiO2的结构特性决定了熔溶粘度很大，阻碍其本身的自行扩散和体系内的CaO、Fe2O3、Al2O3的扩散。③要参与熟料矿物3CaO·SiO2，2CaO·SiO2反应必须是单离子的4-，而SiO2的结构复杂，要解聚成4-很难。④SiO2在水泥熟料烧成中的溶出温度与CaO的活性温度不在同步范畴，因而形成了高能耗矛盾。所以SiO2在水泥烧成中处于主体成分地位，它的活性在熟料烧成中起着举足轻重的作用。传统水泥烧成用化学成分配方时，掩盖了SiO2本质的内涵，从而使水泥烧成能耗居高不下。水泥生产传统原料SiO2主要取自粘土，粘土的主要矿物组成为石英和高岭土。SiO2石英是熔点最高，粘度最大的架状结构0。高岑土Al4，它的4-是层状高熔点高粘度结构体。不管用何种粘土原料，原料中必定有Si-O结构体，只是Si-O结构状况不同而异。例如变质岩原料中的SiO2，其结构有简单的4-、0-岛状结构；岩浆岩原料中有6-、8-、12-的环状结构及4-、6-的链状结构；沉积岩(包括粘土)原料中多4-层状结构和0架状结构。SiO2的粘度、结构见下表。铁铝榴石Fe3Al23、绿帘石CaFeAl2O(OH)，低粘度的环状结构兰锥石BaLi、包头石BaLi(Ti、Nb、Fe)8O16(Cl)、绿栓石Ba3Al2，中等粘度的链状结构普通辉石(CaO Mg Fe2+)(Fe3+Al2)、透闪石Ca2Mg5(OH)2
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种。它包括生料配制、粉磨、成球，在烧成器中于1400～1450℃煅烧形成水泥熟料，其特征在于所述生料的重量百分比配方为石灰石78～84％，原煤9～11％，尾矿硅质材料3～8％，二氧化硅解聚矿化剂1～3％。二氧化硅解聚矿化剂的分子式为铁铝榴石Fe3Al23、绿帘石CaFeAl2O(OH)、兰锥石BaLi、包头石BaLi(Ti、Nb、Fe)8O16(Cl)、绿栓石Ba3Al2、氟化钙CaF2。本专利技术的优点1.原料易得廉价。除了水泥生产所用的常规原料石灰石、煤、铁粉、矿化剂、粘土外，本专利技术所用的铜、铅锌尾矿全国各地均有(如浙江富阳铅锌矿尾矿、浙江建德铜矿尾矿、浙江临安铅锌矿尾矿、安徽铜陵铜矿尾矿、广东韶关凡口铅锌矿尾矿等)，且为铜、铅锌矿选矿后排出的废渣，目前尚未大量利用，只要在水泥厂合理运输半径内即可；2.配料易掌握。只要根据原生产所用原料及尾矿成分特性适当调整配方即可生产出合格的水泥熟料；3.工艺简单。勿需对原生产工艺设备进行改造；4.节能增产明显。可降低能耗15％以上，增产熟料10％以上。具体实施例方式本专利技术着重抓住SiO2的Si-O结构本质，寻找和利用原料中的Si-O结构体结构特性，合理配制水泥原料，设法解聚Si-O结构体以促进其活性，达到节能增产目的。从上表可以看出，凡是简单的、低熔点、低粘度的Si-O结构体硅酸盐矿物都在变质岩类中，而变质岩类主要集中在岩浆后期热液变质的各种变质岩中，铜、铅锌矿床就产于这类变质岩中，因此这类矿床的选矿尾矿是本专利技术选择的Si-O结构低熔点、低粘度的主要Si质原料。选用铜、铅锌尾矿中的硅酸盐矿Si-O结构体的第一个作用是SiO2都是低粘度高活性Si-O结构体4-、6-。第二个作用是铜、铅锌尾矿的硅酸盐矿物Si-O结构体都是低熔点易解聚结构矿物体。水泥化学中生成3CaO·SiO2，2CaO·SiO2矿物必须是解聚出的4-参加反应，而像上表中岛状结构矿物，只要一分解就出现4-，而双体6-实际是6-的结构，只要加入一个解聚因子(O)，就能将双体拉开，用岩矿供氧因子供氧即可达此目的。如果水泥熟料烧成用传统配料粘土中的SiO2石英，它是架状的三维结构，要解聚一个4-必须要提供四个解聚因子，即要四个氧，供氧量增加，势必导致风机电耗增加。其次架状结构体的Si-O键结合能力强，要弱化它必须提供较大能量，才能打开Si-O键，与CaO化合。SiO2活性的调整。铜、铅锌尾矿中有较多的富氧矿物、一价元素和高潜能矿物。尾矿中的富氧矿物和Si-O结构体一体存在，如绿帘石Ca2(Al，Fe)3O(OH)2，在分解放氧过程中，内部把O直接冲入6-络阴离子团将双体岛状结构打开成2个4-- 一价元素在铜、铅锌尾矿也出现很多，如矽卡变质岩的尾矿常有CaF2，它是一种矿化剂，CaF2的F是一价元素。铜、铅锌尾矿中还有很多矿物含有(OH)-及H2O。这些矿物都可用来解聚Si-O结构体 所以本专利技术利用尾矿中原生的矿物特性来调整二氧化硅活性。本专利技术实施方式很简单，条件是在水泥生产企业附近合理运输半径内有铜、铅锌尾矿资源，通常勿需改造原生产工艺设备和工艺流程，只要调整原料工艺配方即可。具体实施步骤如下1.调研尾矿资源情况，并取样进行化学成分分析和矿物成分分析；2.根据尾矿化学成分和矿物成分特性，调整原料工艺配方，确定尾矿在原料中的配比；3.根据烧成的熟料的物化特性指标(如游离氧化钙含量、抗折抗压强度等)逐步调整尾矿的掺量至合理比例，一般可在重量比3～8％范围内调整。实施例1浙江临安上甘水泥有限公司，立窑设计生产能力8万吨/年，采用高、低品位石灰石搭配，掺入浙江富阳铅锌尾矿代粘土和矿化剂，生料原料配比为石灰石84％，尾矿硅质材料3％，二氧化硅解聚矿化剂3％，原煤10％。熟料烧成热耗从应用尾矿前的4598～5016kJ/kg(1100～1200kcal/kg)降到3762kJ/kg(900kcal/kg)，降幅达22％，产量提高20％，自2004年3月开始一直稳定运行，年节标准煤2500吨，年增水泥产量1.6万吨。实施例2浙江临安三鑫水泥有限公司，立窑设计生产能力6万吨/年，采用低品位石灰石，浙江富阳铅锌尾矿代粘土和矿化剂，生料原料配比为石灰石82％，尾矿硅质材料8％，二氧化硅解聚矿化剂1％，原煤9％。熟料烧成热耗从应用尾矿前的5016kJ/kg(1200kcal/kg)降到3135kJ/kg(750kcal/kg)，降幅达37.5％，立窑台时产量从4.5吨增加到7吨，增幅达55％，已稳定运行一年多，年节标准煤3600吨，年增水泥产量2.3万吨。实施例3湖南白沙矿务局水泥厂，2台立窑，设计生产能力本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铜、铅锌尾矿中二氧化硅活性调整的水泥熟料烧成方法，它包括生料配制、粉磨、成球，在烧成器中于１４００～１４５０℃煅烧形成水泥熟料，其特征在于：所述生料的重量百分比配方为：石灰石７８～８４％，原煤９～１１％，尾矿硅质材料３～８％，二氧化硅解聚矿化剂１～３％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：骆仲泱，施正伦，傅圣勇，施正展，杨国建，方梦祥，周劲松，袁小琴，王勤辉，高翔，王树荣，余春江，倪明江，岑可法，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]