一种粉体生料熔解促进剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种粉体熔解促进剂及其制备方法，涉及水泥熟料煅烧技术领域，所述粉体熔解促进剂含有活化电解铝固体废弃物40

【技术实现步骤摘要】
一种粉体生料熔解促进剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于水泥熟料煅烧
，具体涉及一种粉体生料熔解促进剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]据统计，典型水泥企业电力消耗占综合能源消耗量5.90％，原煤消耗占综合能源消耗量3.61％，燃料油消耗占综合能源消耗量0.49％。而对于燃煤在水泥能耗中，熟料能耗约占70％
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80％。而在熟料煅烧过程中，碳酸盐的分解作为强吸热反应，所需热量约占悬浮预热窑或预分解窑生产总消耗的1/2，所需煤耗占比60
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70％。在熟料烧成的过程中，液相的形成、固液反应等过程也需要消耗大量的能量，约占40％。因此促进碳酸钙的分解、改善煅烧过程中液相的生成条件及性质是促进熟料烧成、降低能耗的重要途径。
[0003]铝冶炼行业蓬勃发展的同时，生产过程产生的炭渣、大修渣和铝灰等危险废物所带来的环境风险也日益凸显。目前电解铝过程中产生的固体危险废弃物，处置方法主要包括填埋法、焙烧法和资源综合利用等传统方法。填埋法流程简单，但易造成Al、F资源浪费，且会造成土壤和地下水污染。有价元素进行回收，有价金属回收方法目前大多仍大多停留在实验室阶段，还无法实现铝电解固废的高值化利用。水泥窑协同处置危险废物技术较为成熟，相关标准体系也较为完善。目前也有水泥窑协同处置技术，但普遍将其作为水泥生产的替代燃料，或替代原料，以实现固废的无害化处置。
[0004]经调研，电解铝固体废弃物中碱、氟含量较高，如电解铝大修渣中碱含量为14.23％，氟含量为11.503％，氟化物含量可达30％
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40％，氟化物在高温过程中可生成新相，加速生料分解反应的发生，同时可与氧化钙、三氧化二铝形成氟铝酸钙固溶于熟料，是一种较优的改善生料的易烧性的材料，可提高熟料的产量，增强水泥强度。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术提供了一种粉体生料熔解促进剂及其制备方法，该促进剂可有效促进碳酸盐分解，降低碳酸钙分解温度，多组分协同降低共熔点，促进水泥熟料的烧成。
[0006]粉体生料煅烧熔解促进剂，包括以下重量百分比的原料制备而成：活化电解铝固体废弃物40
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70％、共掺杂纳米稀土组分5
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20％、煅烧助熔组分10
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35％、辅助促分解组分5
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20％。
[0007]所述活化电解铝固体废弃物为电解铝固体废弃物通过机械
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化学耦合活化法制得；
[0008]所述电解铝固体废弃物为电解铝废大修渣和电解铝碳渣的一种或一种以上；
[0009]所述电解铝固体废弃物为电解铝废大修渣；
[0010]所述电解铝废大修渣含有氟化物33.4％重量，含碳材料38.6％，霞石8.4％，氧化铝3.8％，莫来石5.1％，钠长石2.6％，生石膏0.3％，其他材料5.9％，水1.9％；
[0011]所述共掺杂纳米稀土组分为稀土元素化合物通过多元共沉淀法制得；
[0012]所述稀土元素化合物为硝酸铈、硝酸镧、氯化铈、氯化镧、硝酸钇中的一种或几种；
[0013]所述煅烧助熔组分为硫代硫酸钠、磷酸二氢钠、硫酸锌中的一种或几种；
[0014]所述辅助促分解组分氟硅酸钠、柠檬酸钠、油酸钠中的一种或几种；
[0015]所述机械
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化学耦合活化法制备活化电解铝固体废弃物，具体步骤如下：
[0016]取适量电解铝固体废弃物，加入行星磨内，同时向磨内加入助磨组分以300r/min进行粉磨，粉磨时间40min，保证粉磨后颗粒的结晶度降至最低值，无序程度＞40％，粉磨结束后，向磨内按化学耦合激发剂/废弃物为2％的比例，加入化学激发剂，随后继续以500r/min粉磨时间60min，即得活化电解铝固体废弃物。
[0017]所述助磨组分包含硬脂酸钠、油酸、乙醇的一种或多种；
[0018]所述化学激发剂为硫酸钠、硅酸钠和木质素磺酸钠中的一种或几种；
[0019]所述的多元共沉淀法制备共掺杂纳米稀土组分，具体步骤如下：
[0020]以Ce(NO3)3·
6H2O和La(NO3)3·
6H2O为稀土组分原料，分别取适量Ce(NO3)3·
6H2O和La(NO3)3·
6H2O，按3：1的比例溶于去离子水中，配置为0.1mol/L的Ce3+、La3+共存稀土溶液，取适量共沉淀剂溶于去离子水，配置0.3mol/L的共沉淀剂溶液，在60℃以及搅拌速度400rpm的条件下，向共沉淀剂溶液中缓慢地加入共存稀土溶液。待反应完毕后，将溶液在室温静置2h。抽滤清洗后，烘干。将烘干后的材料置于行星式球磨机进行球磨，以500r/min，球磨时间为40min，即得共掺杂纳米稀土组分。
[0021]所述共沉淀剂为碳酸铵、碳酸氢铵、草酸、碳酸钠、氢氧化钠的一种或几种。
[0022]所述的粉体生料熔解促进剂的制备方法，具体步骤如下：
[0023]按比例取适量权利要求2所述的机械
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化学耦合活化法制备的活化电解铝固体废弃物和权利要求3所述的多元共沉淀法制备的共掺杂纳米稀土组分，加入干粉搅拌机内，搅拌10min，随后向搅拌机内按比例加入权利要求1所述的煅烧助熔组分和生料促分解组分一起搅拌，搅拌时间20min，即得粉体熔解促进剂。
[0024]所述粉体生料熔解促进剂采用如下方式中的至少一种加入到水泥生产过程中：
[0025](1)将粉末状复合生料熔解促进剂在生料磨前皮带与水泥生料混合；
[0026](2)将粉末状复合生料熔解促进剂在进入预热器前与水泥生料混合；
[0027]本专利技术获得的有益效果：
[0028](1)活化电解铝固体废弃物：机械活化后，电解铝固体废弃物颗粒尺寸变小显著变小，此时加入少量的化学激发剂可改变物料表面的物理化学等方面的性能，使粉料颗粒表面化学键的破坏加快，化学健力发生改变，粉料活性增加，具有更好的表面效应。在应用过程中，一是可在高温条件下生成新相，破坏晶体结构，使晶体结构趋向无定形化，促进碳酸盐分解反应的发生；二是可生成中间相，促使C3S的提前出现，提高烧成速度、达到降低水泥熟料烧成能耗的目的；三是含有微量多种金属元素，具有多元素协同降低共熔点的作用；四是废弃物中含有部分碳基组分，在高温时可放出部分热量，有助于降低熟料制备煤耗。
[0029](2)共掺杂纳米稀土组分：在使用过程中，会进一步发生分解生成尺寸更小的多元纳米稀土组分，同时生成气体，扰动生料，有助于均匀分散；同时，纳米颗粒比表面积进一步增大，表面配位不足的原子占比更高，表面能进一步提升，表现出高活性的特点，更易与原材料发生反应，嵌入原料晶格内部，增加原料中的结构空位，促进质点扩散过程，降低反应
势能，加速反应的发生。
[0030](3)煅烧助熔组分：碱金属、过渡金属等组分的引入，进一步增强多元素协同作用，降低体系最低共融温度，使液相可在在较低反应温本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种粉体生料熔解促进剂，其特征在于，包括以下重量百分比的原料制备而成：活化电解铝固体废弃物40
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70％、共掺杂纳米稀土组分5
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20％、煅烧助熔组分10
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35％、辅助促分解组分5
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20％；所述活化电解铝固体废弃物为电解铝固体废弃物通过机械
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化学耦合活化法制得，所述电解铝固体废弃物为电解铝废大修渣和电解铝碳渣；所述电解铝固体废弃物含有氟化物、氟铝酸盐；所述稀土元素化合物为硝酸铈、硝酸镧、氯化铈、氯化镧、硝酸钇中的一种或几种；所述煅烧助熔组分为磷酸二氢钠、硫酸锌、硫代硫酸钠中的一种或几种；所述辅助促分解组分为氟硅酸钠、柠檬酸钠、油酸钠中的一种或几种。2.权利要求1所述的粉体生料熔解促进剂，其特征在于，所述活化电解铝固体废弃物的具体制备方法包括如下步骤：取适量电解铝固体废弃物，加入行星磨内，同时向磨内加入助磨组分以300r/min进行粉磨，粉磨时间40min，保证粉磨后颗粒的结晶度降至最低值，无序程度＞40％，粉磨结束后，向磨内按化学耦合激发剂/废弃物为2％的比例，加入化学激发剂，随后继续以500r/min粉磨时间60min，即得活化电解铝固体废弃物；所述助磨组分包含硬脂酸钠、油酸、乙醇的一种或多种；所述化学激发剂为硫酸钠、硅酸钠...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈名秀，张德峰，孙位仕，陶钱忠，吕晓，陈祥菊，胡文博，冯文刚，付勇辉，
申请(专利权)人：安徽海螺制剂工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：