高镁低品位石灰石和固废混合烧成水泥熟料及方法和应用技术

本发明专利技术公开一种高镁低品位石灰石和固废混合烧成水泥熟料及方法和应用，水泥熟料由组分

【技术实现步骤摘要】
高镁低品位石灰石和固废混合烧成水泥熟料及方法和应用


[0001]本专利技术属于建筑材料
，具体涉及一种高镁低品位石灰石和固废混合烧成水泥熟料及方法和应用
。

技术介绍

[0002]目前全球建筑工程中使用最多的水泥是硅酸盐水泥
。
传统的硅酸盐水泥其主要成分硅酸钙矿物占
75
％左右，因此水泥工业生产往往需要大量的优质高品位石灰石
。
高品位石灰石的储量比较有限，而低品位石灰石由于钙含量低，镁含量高，不仅会使熟料中硅酸钙矿物少造成强度低的问题，而且会带来游离氧化镁过高引起的体积安定性不良的问题
。
除此之外，低品位石灰石还可能包含高硫矿物，会给烧结熟料带来困难
。
所以低品位石灰石的难以利用极大的限制了水泥行业的可持续发展
。
[0003]由于工业化进程的持续推进，传统的工业生产造成了大量工业固废的堆积
。
例如我国煤炭开采产生的工业废弃物煤矸石当前累计存量达
45
亿吨以上；全球的金属
、
非金属尾矿高达
100
亿吨以上
。
大宗的固体废弃物被弃于地表，污染水体，压占土地，造成了周围环境的污染，成为了灾害隐患
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服上述技术不足，提供一种高镁低品位石灰石和固废混合烧成水泥熟料及方法和应用，解决现有技术中低品位石灰石和固体废弃物利用率低的技术问题
。<br/>[0005]为达到上述技术目的，本专利技术提供的技术方案是：
[0006]第一方面，本专利技术提供一种高镁低品位石灰石和固废混合烧成的水泥熟料，水泥熟料由组分
X
和组分
Y
组成；以氧化物的质量百分比计，组分
X
包括以下组分：
CaO
含量为
35
％～
50
％，
SiO2含量为6％～
22
％，
Al2O3含量为
20
％～
35
％，
Fe2O3含量为3％～
13
％，
MgO
含量为3％～
10
％，
SO3含量为2～6％；组分
Y
为占组分
X
总质量
0.1
～3％的
B2O3；水泥熟料的原料包括高镁低品位石灰石
、
铝质固废
、
铁质固废
、
镁质固废
、
硫质固废和熟料协同烧成剂
。
[0007]第二方面，本专利技术提供一种高镁低品位石灰石和固废混合烧成的水泥熟料的制备方法，包括以下步骤：将钙质原料
、
铝质原料
、
铁质原料
、
镁质原料和硫质原料依次经过烘干
、
破碎和混合球磨得到生料；将生料加入含熟料协同烧成剂的水溶液混合均匀，压制成型得到生料饼；将生料饼进行煅烧，将煅烧后的产物冷却至室温后破碎，得到水泥熟料
。
[0008]第三方面，本专利技术提供一种高镁低品位石灰石和固废混合烧成的水泥熟料在制备水泥中的应用
。
[0009]与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：
[0010]本专利技术将低品位石灰石和固废混合烧成，制备出了具有早期强度发展迅速，中后期持续发展的低钙高性能水泥熟料，节约了水泥生产原料的同时实现了大宗固废的资源化利用，提高低品位石灰石和固体废弃物的综合利用率，也促进了水泥向低碳方向发展
。
本发
明可以实现低钙熟料在低温矿相协同烧成，大幅减少烧成煤耗
。
具体实施方式
[0011]为了使本专利技术的目的
、
技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明
。
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术
。
[0012]本专利技术提供了一种
CaO
‑
Al2O3‑
SiO2‑
Fe2O3‑
MgO
‑
SO3多元体系构成的高镁低品位石灰石和固废混合烧成的水泥熟料
。
该熟料体系主要通过高镁
、
高硫
、
低钙低品位石灰石协同固废进行混合烧成；所采用的大宗固废的主要化学成分是
SO2、Al2O3及
Fe2O3，与水泥所需原料的粘土资源类似，将固废资源化利用于水泥窑协同烧成不仅能解决大量固废堆积的环境污染，还能满足水泥工业对硅铝质原料的需求
。
[0013]本专利技术水泥熟料所需的钙含量低，所需碳酸钙含量比硅酸盐水泥少
30
％，有效减少烧成过程中的碳排放
。
该熟料的强度性能具有实现早期强度发展迅速，中后期持续发展的特性
。
而且随着水化的进行，熟料中的微膨胀组分
(
少量的氧化镁
、
含镁钙铝黄长石以及无水硫铝酸钙
)
能够补偿水泥的收缩
。
本专利技术还提供了一种熟料的制备方法，利用熟料烧成协同剂将矿物组分在低温下实现矿相协同烧成
。
[0014]本专利技术一种高镁低品位石灰石和固废混合烧成的水泥熟料，其中水泥熟料的原料由低品位石灰石
、
铝质固废
、
铁质固废
、
镁质固废
、
硫质固废和熟料协同烧成剂组成，即水泥熟料由上述生料共同烧制而成；烧成熟料组成换算成氧化物，由组分
X
和组分
Y
组成；具体可表示为：按质量百分比计，组分
X
包括
CaO
含量为
35
％～
50
％，
SiO2含量为6％～
22
％，
Al2O3含量为
20
％～
35
％，
Fe2O3含量为3％～
13
％，
MgO
含量为3％～
10
％，
SO3含量为2～6％；
[0015]组分
Y
为占组分
X
总质量
0.1
～3％的
B2O3。
[0016]本专利技术中需要控制烧成熟料的组成含量，以达到协同提高其综合性能的作用；例如钙过多则所需石灰石品质更高，过少产物无胶凝活性；铝含量高则对固废铝含量要求过高，过低则含铝矿物少，早期活性受影响；硅含量是要保证产物中有一定量的
C2S
形成，过少则后期强度难以保证，过多则会降低其他早强矿物形成
。
[0017]更进一步地，钙质固废包括高镁低品位石灰石，高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种高镁低品位石灰石和固废混合烧成的水泥熟料，其特征在于，所述水泥熟料由组分
X
和组分
Y
组成；以氧化物的质量百分比计，组分
X
包括以下组分：
CaO
含量为
35
％～
50
％，
SiO2含量为6％～
22
％，
Al2O3含量为
20
％～
35
％，
Fe2O3含量为3％～
13
％，
MgO
含量为3％～
10
％，
SO3含量为2～6％；组分
Y
为占组分
X
总质量
0.1
～3％的
B2O3；所述水泥熟料的原料包括高镁低品位石灰石
、
铝质固废
、
铁质固废
、
镁质固废
、
硫质固废和熟料协同烧成剂
。2.
根据权利要求1所述的高镁低品位石灰石和固废混合烧成的水泥熟料，其特征在于，所述高镁低品位石灰石中
CaO
含量为
38
％～
48
％，
MgO
含量为
1.5
％～6％
。3.
根据权利要求1所述的高镁低品位石灰石和固废混合烧成的水泥熟料，其特征在于，所述铝质固废包括硅铝质固废或高铝质固废；所述硅铝质固废为粉煤灰
、
煤矸石和赤泥中的一种或多种任意比例的混合物；所述硅铝质固废中
SiO2含量在
10
％～
45
％，
Al2O3含量在
25
％～
60
％；所述高铝质固废为高铝粉煤灰和铝灰渣中的一种或多种任意比例的混合物；所述高铝质固废
Al2O3含量大于
50
％，
SiO2小于
25
％
。4.
根据权利要求1所述的高镁低品位石灰石和固废混合烧成的水泥熟料，其特征在于，所述铁质固废为铜渣
、
硫酸渣

【专利技术属性】
技术研发人员：胡曙光，吕民望，王发洲，杨露，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：