一种煤矸石生产硅酸盐水泥熟料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种煤矸石生产硅酸盐水泥熟料的制备方法，包括石灰石、河道淤沙、转炉渣以及煤矸石；所述石灰石生料的重量份为77％～80％，所述河道淤沙生料的重量份为13％～16％，所述转炉渣生料的重量份为5％～7％，所述煤矸石生料的重量份为0％～5％；利用煤矸石配料生产硅酸盐水泥熟料方案，由于煤矸石是含有硫、铝、铁等多种微量元素的富氧矿物，这些矿物的晶相势垒较弱，在高速升温的过程中超过800℃时便能快速放氧，放出来的氧正好起到水泥原料内部解聚出[SiO4]‑4反应活性体的作用，从而有效促进熟料烧成，同时煤矸石中的大量微量元素也有助于熟料液相提早出现，有效降低物质的熔点，进一步促进熟料生成。

A preparation method of Portland cement clinker from coal gangue

【技术实现步骤摘要】
一种煤矸石生产硅酸盐水泥熟料的制备方法
本专利技术属于煤矸石生产硅酸盐水泥熟料
，具体涉及一种煤矸石生产硅酸盐水泥熟料的制备方法。
技术介绍
煤矸石是采煤过程中和洗煤过程中排放的固体废弃物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石；其主要成分与粘土相似，以二氧化硅、氧化铝为主，另外含有少量的氧化铁、氧化钙、氧化镁、氧化钠、氧化钾、五氧化二磷、三氧化硫和微量稀有元素；目前煤矸石是我国年排放量和累计存放量最大的工业废渣，煤矸石弃置不用、占用大片土地，其含有的硫化物逸出或浸出会污染大气、农田和水体；因此，研究应用煤矸石具有十分重要的社会意义，由于其具有与粘土及其相似的化学成分，而粘土是水泥生产中硅铝质材料通常采用的原料，粘土的反应活化能较高使得水泥能耗过高，且粘土开采破坏植被，毁坏田地，致使许多发达国家已禁止使用粘土烧制水泥；因此研究用煤矸石作为生产原料应用于硅酸盐水泥熟料的生产，既符合国家的资源循环利用产业政策，保护环境，又能够为水泥企业节能减排、降低成本，使其变废为宝，具有重要的经济效益和社会效益。
技术实现思路
针对现有技术上存在的不足，本专利技术提供一种煤矸石生产硅酸盐水泥熟料的制备方法。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种煤矸石生产硅酸盐水泥熟料的制备方法，包括石灰石、河道淤沙、转炉渣以及煤矸石；所述石灰石生料的重量份为77％～80％，所述河道淤沙生料的重量份为13％～16％，所述转炉渣生料的重量份为5％～7％，所述煤矸石生料的重量份为0％～5％；所述石灰石中，控制化学成分CaO：48～50％，SiO2：2～3％，Al2O3：0.5～2％，Fe2O3：0.3～1％，MgO：3～5％；所述河道淤沙中，控制化学成分CaO：7～9％，SiO2：65～67％，Al2O3：10～12％，Fe2O3：3～4％，MgO：1～3％；所述转炉渣中，控制化学成分CaO：41～43％，SiO2：11～13％，Al2O3：4～6％，Fe2O3：22～24％，MgO：10～12％；所述煤矸石中，控制化学成分CaO：7～11％，SiO2：49～55％，Al2O3：12～15％，Fe2O3：4～8％，MgO：1～3％；一种利用石灰石、河道淤沙、转炉渣及煤矸石的配料生产硅酸盐水泥熟料的方法，具体包括以下步骤：通过破碎、预均化、配料、烘干、粉磨制备成干粉生料，然后将生料喂入专利技术干法预分解窑进行预热、分解，最后经高温煅烧后冷却得到熟料，具体为：1)将生产原料石灰石、河道淤沙、转炉渣及煤矸石分别破碎至≤50mm并储存于堆棚内2)以质量计，将石灰石、河道淤沙、转炉渣及煤矸石按比例混合均匀后喂入烘干兼粉磨系统进行粉磨，控制粉磨成品水份含量≤1.5wt％，80微米筛的筛余物≤16wt％，得到的为干粉状的生料；3)将均化后的生料喂入干法预分解窑进行预热、分解，然后在水泥回转窑中进行高温煅烧，煅烧温度为1300～1450℃，煅烧7-9min，得到物料液相量为22-25％的部分熔融状的物料，将熔融状的物料在篦冷机上用高压风机鼓风以40～50℃/min的冷却速度冷却至60～100℃得到硅酸盐水泥熟料。步骤3)中，干法预分解窑规格为￠4.8m×74m，在干法预分解窑内通过5级预热、分解系统进行操作，同时控制物料入回转窑的分解率为90～95％；所述的5级预热、分解系统为，控制水泥回转窑系统分解炉出口温度为860～900℃；水泥回转窑尾烟室温度为1000～1200℃；水泥回转窑内二次风温为1000～1100℃；水泥回转窑内三次风温为800～900℃；篦冷机篦室推动次数为6-10次/分钟。采用上述技术方案，本专利技术的有益效果：1)利用煤矸石配料生产硅酸盐水泥熟料方案，由于煤矸石是含有硫、铝、铁等多种微量元素的富氧矿物，这些矿物的晶相势垒较弱，在高速升温的过程中超过800℃时便能快速放氧，放出来的氧正好起到水泥原料内部解聚出[SiO4]-4反应活性体的作用，从而有效促进熟料烧成，同时煤矸石中的大量微量元素也有助于熟料液相提早出现，有效降低物质的熔点，进一步促进熟料生成。2)利用煤矸石配料生产硅酸盐水泥熟料方案，由于煤矸石的加入可采用高KH、高SM配料、增加了熟料中硅酸盐矿物的含量，生产的硅酸盐熟料强度增幅显著。3)利用煤矸石配料生产硅酸盐水泥熟料方案，由于煤矸石中含有较低的发热量，可有效促进熟料烧成煤耗的降低，加之煤矸石中含有的少量微量元素有效的降低了物料的高温熔点和粘度，改善了生料的易烧性，加速了固相反应的进行，使得熟料烧成煤耗进一步下降，水泥磨和回转窑的产量大幅提高，大大节省了能源，降低了生产成本，减少CO2、NOX等废气的排放。4)通过本专利技术提供的方法制备的硅酸盐熟料，由于其物理性能显著改善，使得水泥磨产量有一定的提高；水泥的和易性、保水性、水泥与外加剂的相容性等都得到了提高。5)利用煤矸石配料生产硅酸盐水泥熟料方案，不仅消耗了大量的固体废弃物煤矸石，同时消耗了大量工业废弃物如河道淤沙、转炉渣等，减少废渣的堆放，有利于美化生态环境。附图说明图1是本专利技术中一种煤矸石生产硅酸盐水泥熟料的制备方法的工艺流程图。具体实施方式为使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本专利技术：因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。实施例1：一种煤矸石生产硅酸盐水泥熟料的制备方法，包括石灰石、河道淤沙、转炉渣以及煤矸石；所述石灰石生料的重量份为79％，所述河道淤沙生料的重量份为15％，所述转炉渣生料的重量份为6％，所述煤矸石生料的重量份为0％；所述石灰石中，控制化学成分CaO：49.05％，SiO2：2.35％，Al2O3：0.88％，Fe2O3：0.45％，MgO：3.5％；所述河道淤沙中，控制化学成分CaO：7.38％，SiO2：65.73％，Al2O3：10.23％，Fe2O3：3.37％，MgO：1.55％；所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤矸石生产硅酸盐水泥熟料的制备方法，其特征在于：包括石灰石、河道淤沙、转炉渣以及煤矸石；所述石灰石生料的重量份为77％～80％，所述河道淤沙生料的重量份为13％～16％，所述转炉渣生料的重量份为5％～7％，所述煤矸石生料的重量份为0％～5％；/n所述石灰石中，控制化学成分CaO：48～50％，SiO2：2～3％，Al2O3：0.5～2％，Fe2O3：0.3～1％，MgO：3～5％；/n所述河道淤沙中，控制化学成分CaO：7～9％，SiO2：65～67％，Al2O3：10～12％，Fe2O3：3～4％，MgO：1～3％；/n所述转炉渣中，控制化学成分CaO：41～43％，SiO2：11～13％，Al2O3：4～6％，Fe2O3：22～24％，MgO：10～12％；/n所述煤矸石中，控制化学成分CaO：7～11％，SiO2：49～55％，Al2O3：12～15％，Fe2O3：4～8％，MgO：1～3％；/n一种利用石灰石、河道淤沙、转炉渣及煤矸石的配料生产硅酸盐水泥熟料的方法，具体包括以下步骤：通过破碎、预均化、配料、烘干、粉磨制备成干粉生料，然后将生料喂入专利技术干法预分解窑进行预热、分解，最后经高温煅烧后冷却得到熟料，具体为：/n1)将生产原料石灰石、河道淤沙、转炉渣及煤矸石分别破碎至≤50mm并储存于堆棚内/n2)以质量计，将石灰石、河道淤沙、转炉渣及煤矸石按比例混合均匀后喂入烘干兼粉磨系统进行粉磨，控制粉磨成品水份含量≤1.5wt％，80微米筛的筛余物≤16wt％，得到的为干粉状的生料；/n3)将均化后的生料喂入干法预分解窑进行预热、分解，然后在水泥回转窑中进行高温煅烧，煅烧温度为1300～1450℃，煅烧7-9min，得到物料液相量为22-25％的部分熔融状的物料，将熔融状的物料在篦冷机上用高压风机鼓风以40～50℃/min的冷却速度冷却至60～100℃得到硅酸盐水泥熟料。/n...

【技术特征摘要】
1.一种煤矸石生产硅酸盐水泥熟料的制备方法，其特征在于：包括石灰石、河道淤沙、转炉渣以及煤矸石；所述石灰石生料的重量份为77％～80％，所述河道淤沙生料的重量份为13％～16％，所述转炉渣生料的重量份为5％～7％，所述煤矸石生料的重量份为0％～5％；
所述石灰石中，控制化学成分CaO：48～50％，SiO2：2～3％，Al2O3：0.5～2％，Fe2O3：0.3～1％，MgO：3～5％；
所述河道淤沙中，控制化学成分CaO：7～9％，SiO2：65～67％，Al2O3：10～12％，Fe2O3：3～4％，MgO：1～3％；
所述转炉渣中，控制化学成分CaO：41～43％，SiO2：11～13％，Al2O3：4～6％，Fe2O3：22～24％，MgO：10～12％；
所述煤矸石中，控制化学成分CaO：7～11％，SiO2：49～55％，Al2O3：12～15％，Fe2O3：4～8％，MgO：1～3％；
一种利用石灰石、河道淤沙、转炉渣及煤矸石的配料生产硅酸盐水泥熟料的方法，具体包括以下步骤：通过破碎、预均化、配料、烘干、粉磨制备成干粉生料，然后将生料喂入发明干法预分解窑进行预热、分解，最后经高温煅烧后冷却得到熟料，具...

【专利技术属性】
技术研发人员：张新策，郑波，夏静慧，周世奎，王巧林，刘小千，
申请(专利权)人：焦作千业水泥有限责任公司，
类型：发明
国别省市：河南;41