一种不带入污染性铬元素的通用水泥生产方法技术

本发明专利技术公开了一种不带入污染性铬元素的通用水泥生产方法，通过在常规通用水泥生产工艺的粉磨工序环节加入复合型除铬剂，并利用粉磨过程使复合型除铬剂接触均匀，达到良好的除铬效果。本方法使用的复合型除铬剂具有良好的分散性和储存性，本方法应用领域广，适合于各类通用水泥的制备。类通用水泥的制备。

【技术实现步骤摘要】
一种不带入污染性铬元素的通用水泥生产方法


[0001]本专利技术涉及水泥制备
，尤其涉及一种不带入污染性铬元素的通用水泥生产方法。

技术介绍

[0002]水泥是一种应用广泛的建筑材料，跟人类的生产生活密不可分，日常生活中人们有大量和水泥制品接触的机会。在水泥的生产制造过程中，会因制备工艺及原材料等因素的影响引入对人体或者环境有害的物质。六价铬或水溶性铬(
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)就是水泥中含有的一种常见有害元素，六价铬具有水溶性，在有害物质的分类上，六价铬属于吞入性毒物及吸入性极毒物，它对人体的伤害非常明显，和人体皮肤接触使可以导致皮肤过敏，吸入进人体后具有致癌性，属于第一批被列入有毒有害水污染物名录的物质，对环境也有持续危害性。因此，处于健康及保护环境的需要，水泥的生产中必须控制六价铬的含量。
[0003]专利CN 111320402 A公开了一种可降低水泥中铬含量的水泥生产工艺，通过在制备中引入含钡废渣并优化生产流程以降低水泥中铬含量，但是该专利技术对原料限定要求多，应用领域较窄；专利CN 113087428 A提供了一种降铬剂及其制备方法和水泥，使用亚硝酸钠代替硫酸亚铁作为除铬剂以降低水泥铬含量，但是该专利技术会增加水泥中碱含量，在复杂气候条件下可能会降低水泥的力学性能。

技术实现思路

[0004]有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所解决的技术问题是提供一种不带入污染性铬元素的通用水泥生产方法，降低污染性铬元素在水泥成品中的含量，解决现有技术中使用硫酸亚铁作为除铬剂易氧化难保存、结块导致分散性差的问题。
[0005]现有技术主要使用还原剂法消除水泥中污染性铬元素的影响，即使用还原剂将水泥中具有强污染性的六价铬还原成低毒性的三价铬。现有技术通常使用的还原剂有硫酸亚铁、锌盐、锰盐、有机醛类还原剂及硼氢化钠等。上述还原剂的缺陷也较为明显，锌盐既有较强的吸湿性，能吸收空气中的水分而变质，贮存要求多、使用成本高，难以实现大规模应用；锰盐、有机醛类还原剂及硼氢化钠虽然可以还原水泥中的污染性六价铬，但是它们本身具有一定毒性，使用不当容易造成二次污染，应用领域较窄；硫酸亚铁是现有技术中应用最广的还原剂，其价格低廉、毒副作用相对较小，但是也存在容易氧化不易保存，常因吸湿导致结块的问题，同时硫酸亚铁在水泥粉磨前和粉磨后的除铬效果差距较大，其原因在于硫酸亚铁在粉磨摩擦产生的高温环境下更容易与空气中的氧结合而氧化，进而降低了除铬性能。
[0006]在长期的生产实践中，专利技术人发现，相比于水泥粉磨后加入除铬还原剂，在粉磨过程中加入还原剂具有更优的理论除铬效果，还原剂和水泥利用粉磨工序可以混合均匀，还原性物质在粉磨过程中和六价铬的接触更加充分，减少污染。但是由于粉磨工序的高温环境等原因，还原剂在此过程稳定性变差，实际除铬性能反而低于粉磨后添加的效果。专利技术人
发现，酞菁是由四个异吲哚单元组成的平面大环共轭体系，由于其独特的分子构型，酞菁对光、热具有较高的稳定性；因为分子中心存在空穴结构，酞菁的配位能力很强，能和金属元素配位进而形成配合物。基于酞菁的理化特点，专利技术人使用酞菁和亚铁粒子配位得到的酞菁亚铁作为铬还原剂。酞菁亚铁在粉磨工序中有比硫酸亚铁更好的稳定性，一方面，酞菁的平面大环共轭体系能够减少中心的二价铁与空气的接触，降低空气氧化造成的还原剂损失；另一方面，共轭体系的存在有效提供了空间位阻，能够防止还原剂的聚团结块，提升了还原剂的分散性，有利于贮存。
[0007]专利技术人将还原剂、硬脂酸钙、抗结剂按照特定比例组合，得到了一种除铬效果良好的除铬剂。除铬剂中加入硬脂酸钙，硬脂酸阴离子有利于促进三价铬的吸附并形成硬脂酸铬，根据化学反应平衡机理，六价铬还原成三价铬为一个动态平衡过程，当被还原的三价铬及水泥中本身存在的三价铬因硬脂酸根的吸附而浓度减小时，有利于反应向还原反应的方向发展，进而提升还原剂对六价铬的还原效果。
[0008]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0009]一种不带入污染性铬元素的通用水泥生产方法，包括如下步骤：
[0010]S1原料破碎及预均化：石灰石原料使用常规破碎机破碎为粒度25～75mm的碎粒后堆化，贮存时间5～10d；
[0011]S2生料制备：预均化完成后的石灰石碎粒和粘土、铁粉混合得到生料，生料经研磨、气流分离、收集处理，收集产物在进行均化前贮存1～2d；
[0012]S3生料均化：采用本领域常规均化方法，利用物料分配器将生料置入均化库，经过均化库处理的生料通过自动称量系统计量，送入预热系统；
[0013]S4生料预热分解：生料采用本领域常规预热方法，经换热、升温、分解后送入回转窑煅烧，本工序生料分解率控制在90％以上；
[0014]S5熟料的烧成：生料由回转窑尾部进料经旋转煅烧，烧成温度控制在1350～1450℃，窑头出料，熟料通过输送装置进入熟料库贮存10～15d；
[0015]S6粉磨：贮存完成的熟料和脱硫石膏、石灰石、炉渣、矿渣混合得到熟料混合物，向熟料混合物中加入复合型除铬剂后进行粉磨加工，得到水泥粉末；
[0016]S7产品包装：水泥粉末经称重、封装，得到水泥产品。
[0017]优选的，步骤S2中所述生料的组成为12～18wt％的粘土，2～4wt％的铁粉，余量为预均化完成后的石灰石碎粒。
[0018]优选的，步骤S6中所述熟料混合物的组成为4～6wt％的脱硫石膏，5～7.5wt％的石灰石，5～7.5wt％的炉渣，4～6wt％的矿渣，余量为贮存完成的熟料。
[0019]优选的，步骤S6中所述复合型除铬剂的添加量为熟料混合物的0.05～0.08wt％。
[0020]优选的，步骤S6中所述复合型除铬剂为还原剂、硬脂酸钙、抗结剂以质量比(18～25)：(6～9)：1形成的混合物。
[0021]优选的，所述抗结剂为亚铁氰化钾、磷酸三钙、二氧化硅、微晶纤维素中的任意一种。
[0022]优选的，所述还原剂为酞菁亚铁、分散型还原复合材料、定向型还原复合材料中的任意一种。
[0023]在现有技术方案的基础上，专利技术人做出改进，还原氧化石墨烯可以为还原六价铬
提供较大的表面积，和还原剂组合制备得到复合材料。还原氧化石墨烯具有网状薄层结构，一方面可以阻止还原剂因静电吸引产生的聚团结块，提升还原剂分布性；另一方面，有利于还原剂和六价铬之间的电子交换，进而提升还原剂的还原能力。
[0024]优选的，所述分散型还原复合材料的制备方法为：
[0025]X1以重量份计，取2.5～4份还原氧化石墨烯和375～600份甲烷磺酸混合，以550W～850W的功率超声处理45～60min，得到还原氧化石墨烯悬浊液，备用；
[0026]X2以重量份计，向步骤X1得到的还原氧化石墨烯悬浊液中加入4～6份酞菁亚铁，以300～480rpm的搅拌速率混合15～30min，得到酞菁亚铁混合液，备用；
[0027]X3以重量份计，将步骤X2得到的酞菁亚铁混合液加入1500～20本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种不带入污染性铬元素的通用水泥生产方法，包括如下步骤：S1原料破碎及预均化：石灰石原料破碎为粒度25～75mm的碎粒后堆化，贮存时间5～10d；S2生料制备：预均化完成后的石灰石碎粒和粘土、铁粉混合得到生料，生料经研磨、气流分离、收集处理，收集产物在进行均化前贮存1～2d；S3生料均化：将生料置入均化库，经过均化库处理的生料通过自动称量系统计量，送入预热系统；S4生料预热分解：生料经换热、升温、分解后送入回转窑煅烧，本工序生料分解率控制在90％以上；S5熟料的烧成：生料由回转窑尾部进料经旋转煅烧，烧成温度控制在1350～1450℃，窑头出料，熟料进入熟料库贮存10～15d；S6粉磨：贮存完成的熟料和脱硫石膏、石灰石、炉渣、矿渣混合得到熟料混合物，向熟料混合物中加入复合型除铬剂后进行粉磨加工，得到水泥粉末；S7产品包装：水泥粉末经称重、封装，得到水泥产品。2.根据权利要求1所述的一种不带入污染性铬元素的通用水泥生产方法，其特征在于：所述复合型除铬剂的添加量为熟料混合物的0.05～0.08wt％。3.根据权利要求1或2所述的一种不带入污染性铬元素的通用水泥生产方法，其特征在于：所述复合型除铬剂为还原剂、硬脂酸钙、抗结剂以质量比(18～25)：(6～9)：1形成的混合物。4.根据权利要求3所述的一种不带入污染性铬元素的通用水泥生产方法，其特征在于：所述复合型除铬剂为还原剂、硬脂酸钙、抗结剂以质量比20：9：1...

【专利技术属性】
技术研发人员：段平娥，高小育，
申请(专利权)人：湖南先锋防水科技有限公司，
类型：发明
国别省市：