一种低温烧成水硬性胶凝材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低温烧成水硬性胶凝材料的制备方法，其特征是包括：按硫铁矿烧渣25～35%、石灰石65～75%的原料组成和质量百分比例取各组分，破碎磨细后混合均匀制得混合料；将混合料置于1150～1350℃的温度下煅烧30～120min后，急冷，制得熟料；取熟料质量0～30%的二水石膏添加到熟料中，混合磨细至比表面积400～500m2/Kg，即制得水硬性胶凝材料。本发明专利技术以工业废渣硫铁矿烧渣作为原料制备以贝利特、铁相为主要矿物的水硬性胶凝材料；采用本发明专利技术，不仅提供了一种全新的水泥矿物体系，而且还大量利用了废弃物，降低了水泥生产成本，降低了煅烧温度，提高了环保效益，制备的胶凝材料具有优良的性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于水硬性胶凝材料，涉及。特别适用于以工业废弃物一硫铁矿烧渣(或富含铁、铝、硅等元素的其他工业废渣)等为原料制备水硬性胶凝材料，制备的水硬性胶凝材料适用作建筑材料。
技术介绍
目前，水泥已成为使用最广泛的水硬性胶凝材料，我国的特种水泥主要以以下三大系列为主，即(I)以C4A3S，β -C2S和石膏为主要组分的硫铝酸盐水泥系列；(2)以C4AF，C4A3S，β -C2S和石膏为主要组分的铁铝酸盐水泥系列；(3)以CllA7CaF2，β -C2S和石膏为主要组分的氟铝酸盐水泥系列。随着全球节能减排运动的兴起，探索全新的水泥矿物，研究开发节能型矿物，即低钙、低烧成温度的矿物体系，是未来特种水泥发展的要求。现有技术中，普通硅酸盐水泥的制备主要存在煅烧温度高(> 1350°C)，石灰石掺量高(Ca065 75%)的问题，大量使用燃料，增加了热耗且二氧化碳排放量高，不利于资源，能源和环境的保护，有悖于中国可持续发展的战略要求。而特种水泥品种繁多，分类复杂，其制备目前仍需要矾土等宝贵的矿产资源，不利于保护生态环境和资源的节约。硫铁矿烧渣是硫铁矿制 酸过程中的副产品，其主要化学成分为Fe203、A1203和Si02。近几年来硫铁矿制酸稳定在1400万t左右，每生产It硫酸约排除0.8 1.5t硫铁矿烧渣，现全国每年排出超过1100万t的硫铁矿烧渣。硫铁矿制酸中仅利用了硫铁矿中的硫资源，而含有的铁和其他有色金属元素最终富集到烧渣中。目前，硫铁矿烧渣的应用主要有以下两方面:一是品位较高的烧渣都被用作炼铁的原料，一是部分烧渣作为水泥添加剂使用。现有技术中，硫铁矿烧渣利用的专利有制备导电掺合料、制备絮凝剂、生产高纯硫酸亚铁和制备渗水防滑彩色花砖等。在我国每年废弃的大量工业废渣和金属尾矿中，含有较多的Fe203、A1203，利用这些工业废渣生产特种水泥，对于节约资源，保护生态环境具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在克服现有技术中的不足，提供。本专利技术利用低品位硫铁矿烧渣(即氧化铁含量小于35%的烧渣)，补充适量的钙源，在保证原料完全反应的前提下，低温煅烧，制备一种C2S-C4AF体系的、性能良好的水硬性胶凝材料。本专利技术的内容是:，其特征是包括下列步骤: a、配料:按硫铁矿烧渣25 35%、石灰石65 75%的原料组成和质量百分比例取各组分，破碎磨细后混合均匀制得混合料； b、煅烧:将混合料置于1150 1350°C的温度下煅烧30 120min(分钟)后，急冷，制得熟料；C、制备胶凝材料:取熟料质量O 30%的二水石膏添加到熟料中，混合磨细至比表面积400 500m2/Kg，即制得产物水硬性胶凝材料。本专利技术的内容中:步骤c中所述O 30%的二水石膏较好的是替换为:10 30%的二水石膏。本专利技术的内容中:步骤c中所述急冷较好的是以每分钟降温200 300°C的速度冷却煅烧后的物料。本专利技术的内容中:步骤a中所述破碎磨细较好的是将原料组分破碎磨细至80 μ m筛筛余小于8%。本专利技术的内容中:步骤b中所述的煅烧可以是在立窑或回转窑中煅烧，煅烧气氛以氧化气氛为宜。本专利技术的内容中:步骤c中所述二水石膏可以是天然二水石膏或化工副产物石膏，例如:磷石膏、氟石膏、钛石膏等。本专利技术的内容中:步骤a中所述硫铁矿烧渣的主要化学成分和质量百分比例组成为:Si0235 55%、A120325 45%、Fe20320 35%、S03 O 1%。本专利技术的内容中:步骤b中所述将混合料置于1150 1350°C的温度下煅烧30 120min后较好的是替换为:将混合料置于1260 1300°C的温度下煅烧30 120min后。本专利技术的内容中:步骤a中所述破碎磨细后混合均匀制得混合料，可以是将破碎磨细后的物料混合均匀制成球(直径1cm左右的球形颗粒)、压成块(直径80_左右圆饼)或混合散料等形式。与现有技术相比，本专利技术具有下列特点和有益效果: Cl)本专利技术以石灰石、工业废渣硫铁矿烧渣为主要原料，制备一种C2S-C4AF体系的水硬性胶凝材料，为工业废渣——硫铁矿烧渣的有效处理提供了一条有效途径，具有良好的社会效益和经济效益； (2)本专利技术以工业废渣硫铁矿烧渣代替矾土等其他矿物的加入，对于节约资源，保护生态环境有重要的意义； (3)本专利技术的制备过程，采用低温烧成，节省燃料，降低热耗；与硅酸盐水泥相比，减少了石灰石的引入，减少了 C02的排放；且低温烧成熟料部分粉化，节省粉磨电能，符合国家“节能减排”号召； (4)采用本专利技术，步骤a制得的混合料(即生料)的主要化学组成和质量百分比例一般为Ca054 60%、A12039 12%、Si0215 20%、Fe20314 19% ;步骤b制得的熟料的主要矿物相组成及相对含量为:C2S 45 55%、C4AF 45 55%、C4A3S O 10% ;本专利技术制得的熟料中C4AF含量高达45 55%，具有一定的早期强度(3d > 15MPa)，C2S含量达到45 55%，具有稳定的后期强度(28d > 45MPa)，产物性能优良； (5)本专利技术以工业废渣——硫铁矿烧渣作为原料制备以贝利特、铁相为主要矿物的水硬性胶凝材料，不仅开辟了全新的水泥矿物体系，而且利用了大量废弃物，降低了水泥生产成本，降低了煅烧温度，提高了环保效益，制备的胶凝材料具有优良的水硬性； (6)本专利技术制备工艺简单，工序简便，容易操作，实用性强。附图说明图1是本专利技术实施例4中熟料的X射线衍射图谱。具体实施例方式下面给出的实施例拟以对本专利技术作进一步说明，但不能理解为是对本专利技术保护范围的限制，该领域的技术人员根据上述本专利技术的内容对本专利技术作出的一些非本质的改进和调整，仍属于本专利技术的保护范围。实施例1: ，包括下列步骤: a、配料:按硫铁矿烧渣30%、石灰石70%的原料组成和质量百分比例取各组分，破碎磨细后混合均匀制得混合料； b、煅烧:将混合料置于1150 1350°C的温度下煅烧80min后，急冷，制得熟料；该熟料的矿物组成:C2S 47%、C4AF53% ； C、制备胶凝材料:将熟料磨细至比表面积400 500m2/Kg，即制得产物水硬性胶凝材料。实施例2: ，包括下列步骤: a、配料:按硫铁矿烧渣25.2%、石灰石74.8%的原料组成和质量百分比例取各组分，破碎磨细后混合均匀制得混合料； b、煅烧:将混合料置于1150 1350°C的温度下煅烧70min后，急冷，制得熟料；该熟料的矿物组成:C2S 53%、C4AF 47% ； C、制备胶凝材料:取熟料质量10%的二水石膏添加到熟料中，混合磨细至比表面积400 500m2/Kg，即制得产物水硬性胶凝材料。实施例3: ，包括下列步骤: a、配料:按硫铁矿烧渣26.1%、石灰石73.9%的原料组成和质量百分比例取各组分，破碎磨细后混合均匀制得混合料； b、煅烧:将混合料置于1150 1350°C的温度下煅烧90min后，急冷，制得熟料；该熟料的矿物组成:C2S 55%、C4AF 45% ； C、制备胶凝材料:取熟料质量15%的二水石膏添加到熟料中，混合磨细至比表面积400 500m2/Kg，即制得产物水硬性胶凝材料。实施例4: ，包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低温烧成水硬性胶凝材料的制备方法，其特征是包括下列步骤：a、配料：按硫铁矿烧渣25～35%、石灰石65～75%的原料组成和质量百分比例取各组分，破碎磨细后混合均匀制得混合料；b、煅烧：将混合料置于1150～1350℃的温度下煅烧30～120min后，急冷，制得熟料；c、制备胶凝材料：取熟料质量0～30%的二水石膏添加到熟料中，混合磨细至比表面积400～500m2/Kg，即制得产物水硬性胶凝材料。

【技术特征摘要】
1.一种低温烧成水硬性胶凝材料的制备方法，其特征是包括下列步骤: a、配料:按硫铁矿烧渣25 35%、石灰石65 75%的原料组成和质量百分比例取各组分，破碎磨细后混合均匀制得混合料； b、煅烧:将混合料置于1150 1350°C的温度下煅烧30 120min后，急冷，制得熟料； C、制备胶凝材料:取熟料质量O 30%的二水石膏添加到熟料中，混合磨细至比表面积400 500m2/Kg，即制得产物水硬性胶凝材料。2.按权利要求1所述一种低温烧成水硬性胶凝材料的制备方法，其特征是:步骤c中所述O 30%的二水石膏替换为:10 30%的二水石膏。3.按权利要求1或2所述一种低温烧成水硬性胶凝材料的制备方法，其特征是:步骤c中所述急冷是以每分钟降温200 300°C的速度冷却煅烧后的物料。4.按权利要求1或2所述一种低温烧成水硬性胶凝材料的制备方法，其特征是:步骤a中所述破碎磨细是将原料组分破碎磨细至80 μ m筛筛余小于8%。5.按权利要求1或2所述一种低温烧成水硬性胶凝材料的制备方法，其特征是:步骤b中所述的煅烧是在立窑或回转窑中煅烧。6.按权利要求1或2所述一种低温...

【专利技术属性】
技术研发人员：严云，谢斐琳，胡志华，
申请(专利权)人：西南科技大学，
类型：发明
国别省市：