【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种膨胀熟料的工业化生产制备，具体涉及一种环保、可连续工业化生产的氧化钙膨胀熟料及其制备方法。
技术介绍
1、随着我国预拌混凝土技术的迅速发展，混凝土的收缩率从以往的0.04-0.06％，增加到0.06-0.08％，结构出现裂缝的风险显著增加。混凝土的收缩开裂已成为困扰当代水泥混凝土工程界的重大难题，相关的研究成为当今国际混凝土材料研究领域的焦点。利用膨胀组分在水化过程中产生体积膨胀来补偿水泥基材料的收缩，是抑制混凝土收缩开裂的有效措施之一。氧化钙膨胀剂以水化需水量小、湿养护要求低、膨胀效能大等优点，成为当前混凝土抗裂材料应用研究的主要方向。
2、氧化钙作为一种膨胀熟料最先是在日本专利技术并被推广应用的，日本电气化学工业株式会社采用石灰石、石膏和铝矾土为原料按一定比例配制成生料后，使用电炉熔融煅烧制得膨胀熟料，然后再把煅烧好的膨胀熟料粉磨成规定细度的膨胀剂产品，这种膨胀剂性能优越，但是生产工艺难度大、成本很高。国内生产企业常选用生石灰、硫铝酸钙、硫酸钙复合制备膨胀剂，但经过多年的市场应用发现，相同化学组分的矿物不经过煅烧作为膨胀剂时活性很低，无法与日本膨胀剂产品性能相比，只有通过煅烧形成膨胀熟料，才能将膨胀剂的膨胀性能大幅提高。因此，膨胀熟料作为膨胀剂产品的核心材料，其工业化生产制备工艺成为膨胀剂行业研究的热点。
3、公开号为cn101333083a的中国专利公开了一种高性能膨胀性水泥熟料及其制备得到的系列膨胀剂，采用石灰石、矾土、石膏和铁粉为原料共同粉磨成生料粉，在回转窑、隧道窑或辊道窑中
4、公开号为cn103130437a的中国专利公开了一种石膏和氧化钙熔融包裹体膨胀熟料、混凝土膨胀剂及其制备方法与应用，采用石灰石、石膏、氧化铝和/或硫酸铝为原料共同粉磨成生料粉，在回转窑中经1300℃-1500℃高温煅烧而成。这种方法工业化生产膨胀熟料时，其配料方案在保证ca/s的基础上，引入大量的硫铝组分，一方面易生成无水硫铝酸钙，另一方面降低熟料烧成液相温度，利于氧化钙的烧成与熔融包裹，但是含硫组分在煅烧过程中分解产生的so3易挥发、逸出、回凝，造成回转窑内结成富硫圈和窑尾so2排放浓度超标，影响膨胀熟料烧成连续性和生产效率。
5、公开号为cn103496867a的中国专利公开了一种硫铝酸钙或硫铝酸钙-氧化钙类混凝土膨胀剂及其制备方法与应用，是在回转窑中将原料石灰石、石膏、铝矾土和生石灰按量投料煅烧，煅烧温度为1250℃-1450℃，煅烧时间为10-30分钟，煅烧结束后，将煅烧物质粉磨至比表面积150-400m2/kg，得到硫铝酸钙或硫铝酸钙-氧化钙类全熟料混凝土膨胀剂。这种方法生产膨胀剂时，同样存在液相粘度大、易结圈、so2排放浓度超标，造成窑内结圈和窑尾环保在线监测不合格，中断回转窑生产的连续性，造成被迫停窑，影响生产效率。
6、氧化钙膨胀熟料由于受自身配料方案限制，三大氧化物组分cao、so3和al2o3的三元相图共熔点影响，使其熟料在煅烧过程中液相量大、产生液相的烧结温度范围窄，高温易烧流，低温易跑生料，烧成工艺极难控制，按照一般工艺在回转窑上根本无法进行连续的工业化生产，主要原因是解决不了烧成过程中物料结圈、熔流等技术难题，这也是日本采用电炉熔融煅烧工艺生产这种膨胀熟料的原因，但是用电炉熔融煅烧工艺由于存在电耗高、产量低的缺点，致使生产成本显著增加，市场推广难度很大。另外，随着环保管控趋严，回转窑在线监测系统对so2排放浓度要求更高，以石膏为主要原料的氧化钙膨胀熟料的绿色环保生产受到更大的挑战。如何减少氧化钙膨胀熟料煅烧过程中的烧结液相量和so3逸出量，实现氧化钙膨胀熟料在回转窑上的环保、连续、工业化稳定生产，是关系到氧化钙膨胀熟料能否在全国范围内规模化应用推广的关键因素。
技术实现思路
1、为解决目前市场上的传统膨胀熟料在回转窑上工业化生产过程中so3易挥发回凝，造成回转窑窑内结圈严重、连续化生产困难、窑尾so2排放浓度超标等缺点，本专利技术针对现有技术存在的缺陷，摒弃常规氧化钙膨胀熟料生产过程中常用的石膏矾土等硫铝相原料，充分利用zn2+夺氧能力强的优势，在caf2矿化作用的配合下，促进f-cao生成和烧结致密，制备得到一种环保、可连续工业化生产的氧化钙膨胀熟料。
2、本专利技术的另一目的在于提供一种环保、可连续工业化生产的氧化钙膨胀熟料的制备方法，利用现有的水泥熟料回转窑生产线及生产工艺，调整原燃材料种类及部分烧成参数，就可以连续工业化生产出满足环保排放和质量指标要求的氧化钙膨胀熟料。
3、为解决上述技术问题，本专利技术采取以下技术方案：
4、一种环保、可连续工业化生产的氧化钙膨胀熟料，以石灰石为主要原料，以菱锌矿为调节材料，以萤石为矿化材料，由上述三种材料按比例混合粉磨制得的生料粉在回转窑上经1400℃-1500℃高温快烧制备得到氧化钙膨胀熟料：
5、上述三种材料按重量份数计，如下：
6、石灰石 85-90份，
7、菱锌矿 6-14份，
8、萤石 1-4份；
9、所述石灰石中caco3含量≥95wt％；
10、所述菱锌矿中znco3含量≥70wt％；
11、所述萤石中caf2含量≥80wt％。
12、本专利技术还提供了一种上述氧化钙膨胀熟料的制备方法，包含以下步骤：
13、s1、将以下组分按重量份计混合配料：石灰石85-90份、菱锌矿6-14份、萤石按1-4份混合得到混合物；
14、s2、将上述混合物共同粉磨至比表面积为250m2/kg～300m2/kg，且80μm方孔筛细度筛余不大于10％，获得所述用于生产氧化钙膨胀熟料的生料粉；
15、s3、将上述生料粉通过自动输送计量设备喂入回转窑，通过调整燃烧器位置及燃料用量，使回转窑煅烧带温度保持在1400℃-1500℃，确保生料粉在回转窑内高温快速煅烧；
16、s4、经回转窑高温快速煅烧后的膨胀熟料从回转窑窑头卸出，进入带扬料板的单筒冷却机中冷却；
17、s5、将步骤s4中冷却后的烧成熟料粉磨成0.08mm筛筛余≤10％的熟料粉，即得到本专利技术所述氧化钙膨胀熟料。
18、进一步地，所述氧化钙膨胀熟料工业化生产设备采用的回转窑为带五级预热器的回转窑，优选回转窑窑径为2.5m-3.2m。
19、进一步地，所述回转窑窑速为2.0转/分～2.5转/分。
20、进一步地，步骤s4中所述窑头冷却机出口抽检膨胀熟料立升重控制指标为1600g/l-1700g/l。针对冷却机出口熟料颗粒取样抽检其立升重，可了解烧本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种环保、可连续工业化生产的氧化钙膨胀熟料，其特征在于，以石灰石为主要原料，以菱锌矿为调节材料，以萤石为矿化材料，由上述三种材料按比例混合粉磨制得的生料粉在回转窑上经1400℃-1500℃高温快烧制备得到氧化钙膨胀熟料：
2.一种权利要求1所述氧化钙膨胀熟料的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述氧化钙膨胀熟料工业化生产设备采用的回转窑为带五级预热器的回转窑，所述回转窑窑径为2.5m-3.2m。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述回转窑窑速为2.0转/分～2.5转/分。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S4中所述窑头冷却机出口抽检膨胀熟料立升重控制指标为1600g/L-1700g/L。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S3所述燃料采用低硫型石油焦。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述窑尾SO2排放浓度≤50mg/Nm3。
【技术特征摘要】
1.一种环保、可连续工业化生产的氧化钙膨胀熟料，其特征在于，以石灰石为主要原料，以菱锌矿为调节材料，以萤石为矿化材料，由上述三种材料按比例混合粉磨制得的生料粉在回转窑上经1400℃-1500℃高温快烧制备得到氧化钙膨胀熟料：
2.一种权利要求1所述氧化钙膨胀熟料的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述氧化钙膨胀熟料工业化生产设备采用的回转窑为带五级预热器的回转窑，所述回转窑窑径为2.5...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘加平，张守治，田倩，王育江，王瑞，
申请(专利权)人：镇江苏博特新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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