添加稀土贫矿或稀土废渣烧制水泥技术制造技术

本发明专利技术涉及一种添加含微量稀土元素的添加剂烧制水泥的技术。它采用稀土贫矿或稀土废渣作添加剂用，它在生料中的掺量为０. ５～１５％重量百分比。本发明专利技术利用储量丰富的稀土贫矿或稀土废渣为水泥制造行业提供了一种质优价廉的添加剂，将这种添加剂掺入水泥生料中，可大幅度提高水泥熟料强度，同时提高水泥熟料产量，降低熟料能耗和生产成本。不仅解决了目前水泥熟料产质量低、能耗高的难题，而且因能变废为宝，极利于推广应用。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及水泥制造方法，具体涉及一种添加含微量稀土元素的材料烧制水泥的技术。近年来，我国水泥工业发展很快。但要在现有技术的基础上达到节能降耗、提高水泥产、质量的目的，根本途径在于改善生料易烧性，加速熟料矿物形成反应。迄今为止，用于水泥烧成方面的添加剂大部分是各类型的矿化剂。人们研究及八十年代后应用得最多的是氟、硫型复合矿化剂，实践证明氟、硫型复合矿化剂只要使用适当，可改善生料易烧性，加速熟料矿物形成，同时增加熟料烧成液相量，降低熟料烧成液相出现温度及液相粘度，从而达到提高水泥产、质量，降低能耗的目的。但氟、硫型复合矿化剂若使用不当，容易造成水泥性能不正常现象，如水泥急凝、缓凝、早期强度低等弊病;且由于上述矿化剂在煅烧过程中会形成HF、SO2、SO3等腐蚀性气体，对设备腐蚀大。另外，氟、硫型复合矿化剂的基本原材料主要是萤石和石膏，这二种材料的价格都比较高，尤其是石膏，由于水泥厂用量比较大，造成石膏量供不应求，以致其价格甚至比水泥价格还高，不利于降低生产成本。除此之外，有些工业废渣亦被作为矿化剂用于水泥生产中，例如铅锌尾矿、铜尾矿、重晶石贫矿和硫铁矿等。虽然这些矿化剂价格相对石膏低廉，也能达到石膏矿化剂的效果，但上述矿化剂来源仍不够广泛，不利于推广应用。因此寻找更为价廉、来源广泛而质优的添加剂仍然是水泥工业急待解决的难题。本专利技术的目的在于克服
技术介绍
的缺点，提供一种采用质优价廉、资源丰富的添加剂，并与生料共同粉磨烧制优质水泥熟料的生产方法，采用本法选用的添加剂，不仅要克服萤石、石膏复合矿化剂的不利因素，而且要大幅度提高水泥熟料强度，并提高水泥熟料产量，降低能耗。本专利技术的目的是通过以下措施来实现的。一种在水泥生料中掺入添加剂烧制水泥的技术，其特征在于采用稀土贫矿或稀土废渣作添加剂用，它以重量百分比为0.5～15%的量掺入水泥生料中，然后与生料共同粉磨制成黑生料或白生料，再入窑煅烧，制造出优质水泥熟料。上述烧制水泥技术中所添加的稀土贫矿指的是各种低品位稀土矿及其它所有含稀土元素的粘土、页岩、煤、硅质校正原料和铁质校正原料;稀土废渣则指所有含稀土元素的尾矿、页岩渣或者提炼稀土金属后剩余的冶炼渣。可以采用如下两种方式将稀土贫矿或稀土废渣掺入水泥生料中(1)在水泥生料配料时，用配料秤单独掺入;(2)在水泥生料的配料之前预先将稀土贫矿或稀土废渣与其它水泥原料按比例配入，并混均后再用配料秤配入。本水泥生料配料时，掺入适量的稀土贫矿或稀土废渣，并与其它原料共同粉磨制成黑生料或白生料，入窑煅烧。由于稀土贫矿或稀土废渣中的稀土元素具有较强的助焙作用和矿化作用，在熟料烧成过程中，不仅可降低烧成液相出现温度，降低烧成液相粘度，增加烧成液相量，从而有利于熟料中硅酸三钙矿物的形成与发育，提高熟料中硅酸三钙含量，而且可提高水泥熟料矿物活性，尤其是硅酸二钙水化活性，从而改善水泥生料易烧性，加速熟料矿物形成反应，提高水泥熟料产、质量，降低能耗。稀土贫矿或废渣掺量由下述二方面因素决定1、稀土贫矿或稀土废渣掺量与稀土贫矿或稀土废渣中的稀土元素种类和含量有关。稀土贫矿或稀土废渣中的稀土元素含量一般为0.01～0.3%，含量越高、掺量越少;掺量亦与稀土贫矿或废渣中的稀土元素种类有关，含轻稀土元素为主的贫矿掺量宜少，即在生料中掺量可控制在0.5～5%范围内;含重稀土元素为主的贫矿掺量宜多，掺量可控制在3～15%范围内。2、稀土贫矿或稀土废渣的掺量与稀土贫矿或稀土废渣主要化学组成有关。一般稀土贫矿或稀土废渣主要化学组成为SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO即与粘土组成相似，由于粘土本身为水泥原材料之一，所以在不影响生料配料率值的条件下，可以多掺，若对配料率值影响较大时，则要以满足配料率值为原则，掺入适当量。本专利技术与
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相比有如下优点1、采用本专利技术能提高水泥熟料质量，即大幅度提高水泥熟料强度，同时熟料中游离氧化钙含量明显降低，此外，熟料凝结时间不会因稀土贫矿或稀土废渣的掺入而发生变化。使用本专利技术生产的水泥熟料与未使用技术生产的水泥熟料的质量相比，其1天抗压强度可提高6～34%，3天抗压强度可提高8～34%，7天抗压强度可提高10～30%，28天抗压强度可提高10～50%，同时，熟料安定性明显改善，该技术对改善熟料性能的效果远优于其它添加剂的效果。2、稀土贫矿在我国，特别是广东省储量十分丰富，大量的稀土贫矿由于其稀土金属含量低，没有提炼价值被广泛废弃于荒山野岭中;此外，由于稀土矿本身的稀土金属含量很低，一般均在千分之几，各稀土提炼厂在提炼稀土金属过程中，不得不排出大量的稀土废渣，排出的废渣占据了大量的农田和土地，造成环境污染，本专利技术将其变废为宝，有利于降低成本，有利于推广应用。3、本专利技术采用的稀土贫矿中主要成份与通用粘土成份相似，不但不会带进有害组份，对水泥熟料性能无不利影响。而且可以当作粘土质材料使用。4、本专利技术采用的添加剂在煅烧过程中不会因产生腐蚀性气体，而腐蚀设备，所以有利于延长设备使用寿命，也有利于推广应用。5、由于稀土贫矿质地疏松，易碎性特好，不需要添加专用破碎设备，稀土贫矿或稀土废渣添加方式可采用单独配料，也可以在生料之前预先掺入，与其它水泥原料按比例搭配均匀后再用配料秤配入，无需增加配料设备。综上所述，本专利技术不仅解决了目前水泥产、质量低，能耗高的难题，而且避免了萤石、石膏复合矿化剂的缺点，同时节省了投资。该技术容易掌握，易于推广应用。附图说明图1为实施例1用不同掺量的稀土贫矿作添加剂所制水泥的性能测定结果。图2为实施例2用不同掺量的稀土贫矿作添加剂所制水泥的性能测定结果。结合如下实施例进一步详述实施例1采用广东省平远县石正水泥二厂材料，并以其实际生产配料率值制成全黑生料AO，在AO的基础上添加图1所示的不同掺量的稀土贫矿，同时各原材料配比略加调整，以保证添加稀土贫矿后的各试样(A1、A2、A3、A4、A5)成份与AO基本一致。再将配好的生料A1、A2、A3、A4、A5分别磨细，在混料器中加水混合三小时后烘干，压成试饼，并置于硅钼电炉中烧至1400℃，保温半小时后出炉，吹风急冷制成熟料，然后外加5%工业用二水石膏粉磨至比表面积3000±10米2/千克，即制成优质水泥。测定其净浆抗压强度时，按标准水灰比用水量拌和，采用2×2×2(厘米)小试模成型，养护温度为20±2℃，其测定结果如图1所示。实施例2采用广东省南海县水泥厂材料，并以其实际生产配料率值制成全白生料BO，在BO的基础上添加图2所示的不同掺量的取自新兴县的稀土贫矿，同时各原材料配比略加调整，以保证添加稀土贫矿后的各试样(B1、B2、B3、B4、B5)成份与BO基本一致。再将配好的生料B1、B2、B3、B4、B5分别磨细，在混料器中加水混合三小时后烘干，压成试饼，并置于硅钼电炉中烧至1400℃，保温半小时后出炉，吹风急冷制成熟料，然后外加5%工业用二水石膏粉磨至比表面积3000±10米2/千克，即制成优质水泥。测定其净浆抗压强度时，按标准水灰比用水量拌和，采用2×2×2(厘米)小试模成型，养护温度为20±2℃，其测定结果如图2所示。权利要求1.一种在水泥生料中掺入添加剂烧制水泥的技术，其特征在于，采用稀土贫矿或稀土废渣作添加剂用，它以重量百分比为0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在水泥生料中掺入添加剂烧制水泥的技术，其特征在于，采用稀土贫矿或稀土废渣作添加剂用，它以重量百分比为０. ５～１５％的量掺入水泥生料中，然后与生料共同粉磨制成黑生料或白生料，再入窑煅烧，制造出优质水泥熟料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：吕辉，钟景裕，冯炎，文梓芸，樊粤明，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]