利用锂盐渣配制生料煅烧硅酸盐水泥熟料的方法技术

本发明专利技术公开了利用锂盐渣配制生料煅烧硅酸盐水泥熟料的方法，以锂辉石‑硫酸法生产碳酸锂过程中剩余的锂盐渣替代粘土质原料配制水泥生料。解决了生产碳酸锂工业废渣问题又能替代粘土质原料配制水泥生料减少土地浪费问题，更重要的是锂盐渣细度已达到配制水泥生料要求不需要再粉磨，降低了能耗，实现了节能减排意义重大。

Method for preparing calcined cement clinker from raw material by using lithium salt slag

The invention discloses a method for preparing calcined cement clinker raw material by using lithium slag lithium slag, surplus production of lithium carbonate process spodumene by sulfuric acid instead of clay cement raw meal prepared. To solve the industrial production of lithium carbonate residue can replace clay cement raw meal prepared to reduce the waste of land, more important is the fineness of lithium slag has reached the preparation of cement raw material requirements without grinding, reduce energy consumption and realize energy saving is significant.

【技术实现步骤摘要】
利用锂盐渣配制生料煅烧硅酸盐水泥熟料的方法
本专利技术涉及锂辉石-硫酸法生产碳酸锂行业锂副产锂盐渣(废渣)综合利用
，特别是涉及利用锂盐渣配制生料煅烧硅酸盐水泥熟料的方法。
技术介绍
由于新材料、新能源行业的快速发展，高端锂产品需求强劲，特别是动力电池、特种工程塑料、玻璃陶瓷和有机合成等领域需求旺盛，成为锂产品行业主要增长点。碳酸锂作为锂产品的基础原料每年将以8-10％的速度增长，特别是电池级和高纯级碳酸锂增速更快。虽然生产碳酸锂我国有锂辉石-硫酸法和盐湖卤水法两种，但盐湖卤水由于杂质含量高锂提取困难，不容易生产电池级和高纯级碳酸锂，因此我国大部分企业采用锂辉石-硫酸法生产碳酸锂。然而采用锂辉石-硫酸法生产碳酸锂每吨将副产约10吨锂盐渣，造成占用场地和环境污染(锂盐渣主要成分为：二氧化硅58.37％、三氧化二铁0.49％、三氧化铝15.34％、氧化钙6.85％、氧化镁0.68％、烧失量17.62％。锂盐渣细度分析：小于筛孔尺寸0.08MM方孔筛筛余占80.5％，大于筛孔尺寸0.16MM方孔筛筛余占4％)，制约了锂电行业的发展。由于锂盐渣系锂辉石1200℃以上转型、酸化、用水浸取、分离洗涤后固相废渣脉石，其主要矿物组成是铝硅酸盐，且二氧化硅已变为活性二氧化硅。而生产硅酸盐水泥时首先按一定组分配制合格水泥生料进行煅烧，配制水泥生料需用粘土质原料6-12％，目前我国水泥产量约18亿吨/年，折年消耗粘土质原料1-2亿吨，粘土质原料主要有黄土、粘土、页岩、泥岩、砂岩及河泥等，以黄土和粘土为主，每年消耗大量土地。本专利技术需要解决的技术问题就是如何充分利用锂辉石-硫酸法生产碳酸锂行业废渣替代粘土质原料配制水泥生料生产硅酸盐水泥，解决生产碳酸锂工业废渣问题，同时解决粘土质原料配制水泥生料造成的土地浪费问题。
技术实现思路
本专利技术就是针对上述存在的缺陷而提供利用锂盐渣配制生料煅烧硅酸盐水泥熟料的方法。本专利技术用锂辉石-硫酸法生产碳酸锂行业废渣替代粘土质原料配制水泥生料生产硅酸盐水泥，从而解决了生产碳酸锂工业废渣问题又能替代粘土质原料配制水泥生料减少土地浪费问题，更重要的是锂盐渣细度已达到配制水泥生料要求不需要再粉磨，降低了能耗，实现了节能减排意义重大。本专利技术的利用锂盐渣配制生料煅烧硅酸盐水泥熟料的方法技术方案为，以锂辉石-硫酸法生产碳酸锂过程中剩余的锂盐渣替代粘土质原料配制水泥生料。所述的利用锂盐渣配制生料煅烧硅酸盐水泥熟料的方法，包括以下步骤：(1)将锂盐渣干燥储存；(2)将石灰质原料、铁质校正原料烘干磨细至水分<1％、细度0.08MM方孔筛筛余<10％分别储存；(3)根据三种原料及校正原料成分计算原料配比(配料计算依据为行业内公知的物料平衡：反应物的量等于生成物的量)；(4)根据计算符合要求的原料配比进行水泥生料配制；(5)采用干法窑外分解窑系统煅烧制成符合GB/T21372-2008标准的硅酸盐水泥熟料。步骤(2)中所述石灰质原料为石灰石，包括按重量百分含量的：CaO大于等于45％，MgO小于3.0％，SO3＜1.0％，f-SiO2(燧石或石英)＜4.0％，Cl－＜0.015％。优选的，步骤(2)中所述石灰质原料为石灰石，包括按重量百分含量的：CaO大于48％，MgO小于2.5％，SO3＜1.0％，f-SiO2(燧石或石英)＜4.0％，Cl－＜0.015％。步骤(2)中所述铁质校正原料中氧化铁含量Fe2O3≥30％。步骤(3)计算原料配比具体为：①计算基准：a、干燥基：物料中的物理水分蒸发后处于干燥状态，以干燥状态质量所表示的计量单位，称为干燥基。b、灼烧基：去掉烧失量(结晶水、二氧化碳、挥发分等)后物料处于灼烧状态，以灼烧状态质量所表示的计量单位，称为灼烧基。c、湿基：用含水物料作为计算作为计算基准时称为湿基。湿基生料蒸发→干燥基生料灼烧→灼烧基+粉煤灰→熟料②配料方案的选择：本专利技术根据硅酸盐水泥熟料GB/T21372-2008标准选择熟料矿物组成和化学成分确定熟料三率值KH、n、p。③确定煅烧工艺：本技术采用干法窑外分解窑煅烧技术，生产1吨水泥熟料煤耗0.15～0.20吨原煤，粉煤灰沉降率100％，即粉煤灰100％进入熟料中。煤粉质量应符合水分<1％、灰分≤28％、挥发分22～32％、硫＜3％、低位发热量＞20000(kJ/kg)、细度0.08MM方孔筛筛余<15％。煅烧温度控制1450度左右。④水泥生料的配料计算：利用行业内公知试凑递减法进行生料配料计算，根据熟料化学成分要求，依次加入各种原料，态势技术加入原料的化学成分。然后进行熟料成分累加计算，如发现成分不符合要求，在进行试凑或使用校正原料校正，直至符合要求。具体步骤：基准：100Kg熟料，计算步骤a、列出原料、煤灰的化学成分，煤的工业分析资料。b、计算出煤灰掺入量。c、选择熟料率值：KH(饱和比)＝CaO-1.65Al2O3-0.35Fe2O3/2.8SiO2＝0.89-0.95、n(硅酸铝)＝SiO2/Al2O3+Fe2O3＝2.0-2.4、p(铝氧率)＝Al2O3/Fe2O3＝1.2-1.6。d、根据熟料率值计算熟料化学成分。e、递减试凑求各原料配合比。f、计算熟料化学成分并校验率值。g、将干燥原料配合比换算成湿基原料配合比。本专利技术生产1吨水泥熟料煤耗0.13～0.20吨原煤，粉煤灰沉降率100％，即粉煤灰100％进入熟料中；煤粉质量符合水分<1％、灰分≤28％、挥发分22～32％、硫＜3％、低位发热量＞20000(kJ/kg)、细度0.08MM方孔筛筛余<15％。水泥生料有按重量比的以下成分组成：石灰质原料78-86％、锂盐渣10-17％、铁质校正原料3-7％，所述铁质校正原料为铁粉。步骤(5)中，烧成温度1430-1480℃。本专利技术的有益效果为：本专利技术使用锂盐渣代替粘土质原料主要优势有三点，意识锂盐渣细度已达到配制水泥生料要求不需要再粉磨，降低了能耗；二是由于锂盐渣中的SiO2属于无定形SiO2，不含石英，因此生料的易烧性较好，熟料中游离CaO能够小于1％(国家标准游离CaO＜1.5％)，大大提高了水泥的安定性；三是锂盐渣中AI2O3含量比粘土质原料高10％，配制生料可不需要加铝质校正原料减少了投资。本专利技术以锂辉石-硫酸法生产碳酸锂行业锂盐渣(废渣)替代粘土质原料配制水泥生料，所配制的硅酸盐水泥生料经1450度高温煅烧后能够制得符合GB/T21372-2008标准的硅酸盐水泥熟料，该水泥熟料三个率值满足KH(饱和比)＝CaO-1.65Al2O3-0.35Fe2O3/2.8SiO2＝0.89-0.95、n(硅酸铝)＝SiO2/Al2O3+Fe2O3＝2.0-2.4、p(铝氧率)＝Al2O3/Fe2O3＝1.2-1.6。具体实施方式：为了更好地理解本专利技术，下面用具体实例来详细说明本专利技术的技术方案，但是本专利技术并不局限于此。实施例1用预分解窑以石灰石、锂盐渣、铁粉三种原料配制生料煅烧硅酸盐水泥熟料，煅烧热源采用烟煤煤粉(煤的工业分析见表2，煤灰化学成分见表1)。1.将锂盐渣干燥至水分1.5％储存。(化学成分见表1)2.将石灰石、铁粉分别破碎、干燥至水分0..8％，再粉磨到细度0.08MM方孔筛筛余<10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用锂盐渣配制生料煅烧硅酸盐水泥熟料的方法，其特征在于，以锂辉石‑硫酸法生产碳酸锂过程中剩余的锂盐渣替代粘土质原料配制水泥生料。

【技术特征摘要】
1.一种利用锂盐渣配制生料煅烧硅酸盐水泥熟料的方法，其特征在于，以锂辉石-硫酸法生产碳酸锂过程中剩余的锂盐渣替代粘土质原料配制水泥生料。2.根据权利要求1所述的利用锂盐渣配制生料煅烧硅酸盐水泥熟料的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将锂盐渣干燥储存；(2)将石灰质原料、铁质校正原料烘干磨细至水分<1％、细度0.08MM方孔筛筛余<10％分别储存；(3)根据三种原料及校正原料成分计算原料配比(配料计算依据为行业内公知的物料平衡：反应物的量等于生成物的量)；(4)根据计算符合要求的原料配比进行水泥生料配制；(5)采用干法窑外分解窑系统煅烧制成符合GB/T21372-2008标准的硅酸盐水泥熟料。3.根据权利要求2所述的利用锂盐渣配制生料煅烧硅酸盐水泥熟料的方法，其特征在于，步骤(2)中所述石灰质原料包括按重量百分含量的：CaO大于等于45％，MgO小于3.0％，SO3＜1.0％，f-SiO2＜4.0％，Cl－＜0.015％。4.根据权利要求2所述的利用锂盐渣配制生料煅烧硅酸盐水泥熟料的方法，其特征在于，步骤(2)中...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕天宝，武文焕，冯怡利，温显峰，刘尧，
申请(专利权)人：山东鲁北企业集团总公司，
类型：发明
国别省市：山东,37