利用赤泥、铝灰生产高铁硫铝酸盐水泥的方法技术

本发明专利技术涉及特种水泥技术领域，具体涉及一种利用赤泥、铝灰生产高铁硫铝酸盐水泥的方法。所述的利用赤泥、铝灰生产高铁硫铝酸盐水泥的方法，包括以下步骤：将电石渣和废硫酸混合反应后烘干，得到含硫酸钙的废渣；将赤泥、二次铝灰、废阴极炭块、含硫酸钙的废渣和/或废石膏混合，采用石灰石作为校正料，研磨，烘干，得到水泥生料，将水泥生料进行煅烧，得到水泥熟料；将改性赤泥、废石膏混合作为混合料A；将改性赤泥、废石膏、石灰石混合作为混合料B；将水泥熟料和混合料A或混合料B混合，研磨，得到高铁硫铝酸盐水泥。本发明专利技术在利用工业固废的同时对废硫酸进行处理利用，生产的高铁硫铝酸盐水泥强度高，无重金属溶出，成本低。成本低。

【技术实现步骤摘要】
利用赤泥、铝灰生产高铁硫铝酸盐水泥的方法


[0001]本专利技术涉及特种水泥
，具体涉及一种利用赤泥、铝灰生产高铁硫铝酸盐水泥的方法。

技术介绍

[0002]赤泥是氧化铝生产中产出的最主要的固体废渣，是铝土矿经一系列物理、化学反应过程提取氧化铝后剩余的固体废料，每生产1吨氧化铝约产生0.8-1.6吨赤泥。目前国内氧化铝厂家年产赤泥约1亿吨以上，堆存量约5亿吨以上。由于赤泥碱含量高，资源化利用难度很大，堆存成本高，环境风险大。
[0003]铝灰是电解铝与铝加工熔炼过程中最主要的固体废渣，是金属铝熔炼过程中加入的各种助剂及金属氧化物的浮渣及炉体沉积渣。目前国内铝灰的产生量为约每年200万吨以上。铝灰已列为国家危险固体废弃物名录，因没有经济有效的处理方法，产渣厂家堆存量较大，堆存成本很高。
[0004]此外，硫酸在化工、钢铁等行业广泛应用，在许多生产过程中，硫酸的利用率很低，大量的硫酸随同含酸废水排放出去。这些废硫酸中含有重金属，如不经过处理而排放到环境中，不仅会使水体或土壤酸化，对生态环境造成危害，而且浪费大量资源。目前废硫酸的处理方法有浓缩法、氧化法、萃取法和结晶法等，处理成本均较高，而成品硫酸的价格又较低，整体经济效益低。
[0005]赤泥、铝灰等工业固废以及废硫酸的经济处理已成为行业和环境保护的心患，有效经济且大量的实现工业废弃物的资源化利用尤为迫切。
[0006]由于硫铝酸盐水泥可以很好地利用铝灰、赤泥等工业固废的主要成份，如：氧化铝、氧化钙、氧化硅等，因此，目前的研究均是针对如何大量利用赤泥、铝灰制备硫铝酸盐水泥。
[0007]专利CN201410105340.0中公开了一种利用铝灰生产硫铝酸盐水泥的工艺，以铝灰、脱碱赤泥、脱硫石膏和电石渣为原料，混合湿法粉磨，连续搅拌使各类成分在水相中充分混合、反应均化，将烘干后生料煅烧，最后经冷却机快速冷却后即获得硫铝酸盐水泥熟料。该技术方案虽然将赤泥、铝灰等工业固废用于生产硫铝酸盐水泥熟料，但其所用赤泥仅局限在拜尔法赤泥，且要脱碱，工艺上采用的是“混合湿法粉磨、压滤、烘干、煅烧”，能耗高，不仅赤泥的应用存在局限，而且一定程度上影响项目的经济性。
[0008]专利CN202010161255.1中公开了一种铝灰预处理的全固废制备硫铝酸盐水泥的方法及系统，将铝灰加热至不低于900℃进行热处理，将热处理后的铝灰与赤泥、脱硫石膏、电石渣进行均化混合，利用热处理产生的热气体对混合后的物料进行干燥，再将干燥后的物料进行生粉配比粉磨，将生粉配比粉磨后的物料进行煅烧，获得硫铝酸盐水泥熟料。本专利技术虽然实现了用铝灰完全代替铝矾土，且使回转窑尾部不易结圈、避免冷凝器堵塞，但是其需要对铝灰进行高温预处理，处理过程不仅耗能大，且有废气排出，对环境有害。
[0009]专利CN201710159979.0中公开了一种有机废水协同工业固废制备硫铝酸盐水泥
的系统及方法，将脱碱赤泥、电石渣、铝灰、脱硫石膏和一部分有机废水混合后获得混合液，再对混合液进行湿法粉磨，然后将湿法粉磨后的物料进行均化处理得到浆液，所述浆液经过机械压滤脱水获得浆料，另一部分有机废水经过浓缩后与所述浆料一起进入回转窑中进行高温煅烧获得硫铝酸盐熟料，高温煅烧过程中向回转窑中喷入煤粉，使煤粉、浆料中的有机废物和浓缩废水中的有机废物燃烧。该技术方案不仅需要对赤泥进行脱碱预处理，而且有机废水浓缩液与生料一起煅烧，会使部分有毒物质残留在水泥熟料中，在水泥使用过程中对人体和环境造成危害。
[0010]现有技术中，为了提高硫铝酸盐水泥中赤泥、铝灰的掺入量，需要对赤泥进行脱碱预处理，或者对铝灰进行高温预处理，增大了利用难度；而且湿法生产水泥熟料的工艺虽然能使生料成分混合均匀，粉尘飞扬少，但是能耗高，设备大型化困难。此外，也未有报道将废硫酸用于硫铝酸盐水泥的制备。

技术实现思路

[0011]本专利技术的目的是提供一种利用赤泥、铝灰生产高铁硫铝酸盐水泥的方法，不需要对赤泥和铝灰进行预处理，在利用工业固废的同时对废硫酸进行处理利用，解决了赤泥、铝灰、废硫酸等工业废弃物难以大量资源化利用难题，生产的高铁硫铝酸盐水泥强度高，无重金属溶出，成本低。
[0012]本专利技术所述的利用赤泥、铝灰生产高铁硫铝酸盐水泥的方法，包括以下步骤：
[0013](1)废硫酸预处理：将电石渣和废硫酸混合反应后烘干，得到含硫酸钙的废渣；
[0014](2)制备水泥熟料：将赤泥、二次铝灰、废阴极炭块、含硫酸钙的废渣和/或废石膏混合，采用石灰石作为校正料，研磨，烘干，得到水泥生料，将水泥生料进行煅烧，得到水泥熟料，水泥熟料符合以下氧化物重量百分比要求：SiO2占5～13％，Al2O3占20～30％，Fe2O3占4～10％，CaO占40～50％，SO3占5～12％；
[0015](3)准备混合料：将改性赤泥、废石膏按质量比10:1～4混合，得到混合料A；将改性赤泥、废石膏、石灰石按质量比10:1～4:1～4混合，得到混合料B；
[0016](4)制备水泥：将水泥熟料和混合料A或混合料B按质量比10:1～4混合，研磨，得到高铁硫铝酸盐水泥。
[0017]步骤(1)中，电石渣中的钙离子与废硫酸中的硫酸根离子的摩尔比为1.1～1.3:1。含硫酸钙的废渣中水分含量低于5wt％。电石渣保持过量，以使废硫酸充分反应。
[0018]废硫酸主要成份为H2SO4及其盐类，其含有重金属。
[0019]电石渣主要成份为Ca(OH)2。
[0020]步骤(2)中，赤泥为拜耳法赤泥、烧结法赤泥中的一种或两种。赤泥在混料前进行分开晾干、松散，选用陈化后的赤泥。赤泥的掺配量为25-40％。
[0021]拜耳法赤泥的成份组成为(以质量百分比计)：Al2O
3 18～22％，SiO
2 20～30％，CaO 1～5％，Fe2O
3 20～30％，Na2O 4～8％。
[0022]烧结法赤泥的成份组成为(以质量百分比计)：Al2O
3 5～7％，SiO
2 20～30％，CaO 38～45％，Fe2O
3 5～8％，Na2O 1～3％。
[0023]二次铝灰为提取了金属铝后的铝灰。二次铝灰的掺配量为10-30％。
[0024]二次铝灰的成份组成为(以质量百分比计)：Al2O360～70％，SiO
2 1～10％，CaO 1
～5％，Fe2O
3 1～3％，MgO 1～10％，氟化物0.5～8％，氯化物0-1％。
[0025]废阴极炭块在混料前研磨至80-100目，废阴极炭块的掺配量为0-5％，优选为1-5％。
[0026]废阴极炭块的成份组成为(以质量百分比计)：Al2O350～70％，C20～30％，NaF-N3AlF65～10％。
[0027]废石膏为氟石膏、磷石膏、脱硫石膏中的一种或多种，其水分含量低于5wt％，主要成份为CaSO4。
[0028]含硫酸钙的废渣和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用赤泥、铝灰生产高铁硫铝酸盐水泥的方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)废硫酸预处理：将电石渣和废硫酸混合反应后烘干，得到含硫酸钙的废渣；(2)制备水泥熟料：将赤泥、二次铝灰、废阴极炭块、含硫酸钙的废渣和/或废石膏混合，采用石灰石作为校正料，研磨，烘干，得到水泥生料，将水泥生料进行煅烧，得到水泥熟料，水泥熟料符合以下氧化物重量百分比要求：SiO2占5～13％，Al2O3占20～30％，Fe2O3占4～10％，CaO占40～50％，SO3占5～12％；(3)准备混合料：将改性赤泥、废石膏按质量比10:1～4混合，得到混合料A；将改性赤泥、废石膏、石灰石按质量比10:1～4:1～4混合，得到混合料B；(4)制备水泥：将水泥熟料和混合料A或混合料B按质量比10:1～4混合，研磨，得到高铁硫铝酸盐水泥。2.根据权利要求1所述的利用赤泥、铝灰生产高铁硫铝酸盐水泥的方法，其特征在于：步骤(1)中，电石渣中的钙离子与废硫酸中的硫酸根离子的摩尔比为1.1～1.3:1。3.根据权利要求1所述的利用赤泥、铝灰生产高铁硫铝酸盐水泥的方法，其特征在于：步骤(2)中，赤泥为拜耳法赤泥、烧结法赤泥中的一种或两种，赤泥的掺配量为25-40％。4.根据权利要求1所述的利用赤泥、铝灰生产高铁硫铝酸盐水泥的方法，其特征在于：步骤(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦占忠，张凤炳，赵刚，李勇，韩磊，杨保鑫，焦文帅，焦伟，
申请(专利权)人：淄博海慧工程设计咨询有限公司，
类型：发明
国别省市：