專利名稱：一種用高鈣粉煤灰制備高鈣粉煤灰水泥的方法
技術領域：
本發明涉及粉煤灰水泥的制備方法，具體涉及一種用高鈣粉煤灰制備高鈣 粉煤灰水泥的方法。
背景技術：
眾所周知，在粉煤灰中氧化鈣含量大于10% (重量)的粉煤灰稱為高鈣粉
煤灰。高鈣粉煤灰由于含有游離氧化鈣，如果直接應用于水泥和混凝土中使用 后，往往會引起水泥或混凝土體積安定性不合格問題，為建筑工程帶來隱患， 為此國家對高鈣粉煤灰中游離氧化鈣的含量進行了嚴格限制。按照國家有關高 鈣粉煤灰的技術標準，大部分高鈣粉煤灰不能夠直接添加到水泥或混凝土中使 用，需要對高鈣粉煤灰進行改性處理。
根據國家有關標準，由硅酸鹽水泥熟料和粉煤灰、適量石膏磨細制成的水
硬性膠凝材料稱為粉煤灰硅酸鹽水泥(簡稱粉煤灰水泥)，代號P F。水泥中 粉煤灰摻量按質量百分比計為20% 40%。
事實上，粉煤灰有多種類型，根據化學組成的不同，主要有高轉灰和低^ 粉煤灰。高鈣粉煤灰中由于存在游離氧化鈣，使得高鈣灰在水泥中的摻量通常 小于10%，所以達不到制備粉煤灰水泥要求的粉煤灰占20-40%的要求。為了提 高摻量，有必要對高鈣灰中游離氧化鈣進行消解。
高鈣粉煤灰中游離氧化鈣消解的方法有很多，按照消解游離氧化^的原理 不同，可分為物理法和化學法。
物理法就是對粉煤灰進行機械磨細，達到一定細度后，游離氧化轉遇水迅 速消解，不會對水泥或混凝土帶來安定性問題。但是這種方法，往往要求將高鈣粉煤灰粉磨的細度足夠細，有時粉煤灰的細度要小于30微米才能夠達到安 定性合格的要求，所以這種方法雖然工藝簡單，但存在能耗高，成本高的缺陷。
化學法就是通過對粉煤灰中添加化學物質如硫酸鹽等使得高鈣灰被化學 外加劑激發，達到消解游離氧化鈣的目的。這種方法突出的特點是所添加的化 學物質成本高，造成改性粉煤灰成本也高的缺陷。
還有一種就是調濕處理的方法，這種方法簡單且成本低，但是粉煤灰調濕 過程不容易操作，存在工藝上不容易實現環保的自動化作業，為大規模生產帶 來困難等缺陷。
發明內容
本發明的目的是提供一種工藝簡單，成本低，在制備粉煤灰水泥過程中不 增加復雜的設備和工序，用最簡單的方法增加高鈣粉煤灰的摻量的一種用高鈣 粉煤灰制備高鈣粉煤灰水泥的方法。
為了克服現有技術的缺陷，本發明的技術方案是這樣解決的 一種高鈣粉 煤灰制備高鈣粉煤灰水泥的方法，按下述步驟進行
(1) 、首先在現有的球磨機頭部設置一個燃燒室，計量后的粉煤灰的添加 量為18份 40份，所述消解劑包括消解液或固體消解劑，所述消解劑的添加
量為高鈣粉煤灰重量的0. 8份 3. 5份，在輸送進入磨機的過程中用機械方式 進行預混。
(2) 、將上述經過預混的混合料再與60份 70份水泥熟料、4份 6份石 膏、4份 12份高爐礦渣一并送入球磨機進行球磨；
(3) 、高鈣粉煤灰水泥出磨粒度控制在〈45微米，其篩余小于15%;
(4) 、在磨機的機械作用下，磨機內物料溫度升高，消解液中的水分蒸發， 與高鈣粉煤灰中的游離氧化鈣發生機械化學作用所需的機械化學反應溫度控 制在100°C-180°C的范圍內，在水泥磨制過程中實現游離氧化f5的消解，最終 制得高鈣粉煤灰含量為18份 40份的高轉粉煤灰水泥。(5)、通過調整通入磨機的燃燒室產生的煙氣量，使磨尾除塵器固氣分離 時不結露，防止袋式除塵器糊袋。
通過在水泥粉磨過程中，添加申請者已經申請專利(消解游離氧化鈣的消 解劑以及消解高鈣粉煤灰中游離氧化鈣的方法，申請號200810017534. X)中 的一種消解游離氧化鈣的液體消解劑，在水泥粉磨過程中實現高鈣粉煤灰中游 離氧化鈣的消解，從而提高水泥中高鈣灰的摻量。
為了保證磨內物料中的水分蒸發，發生機械化學反應，在磨機內充分實現 游離氧化鈣的消解，本發明在球磨機磨頭設置燃燒室，燃燒室產生的高溫氣體 通入磨機，加熱磨中物料，保證水分蒸發，反應完成后，在磨尾通過除塵器實 現固氣分離，同時由于燃燒室的設置，也保證了出磨氣體的溫度，防止磨尾袋 式除塵器結露，保證除塵器正常工作。
本發明與現有技術相比，本發明的特點是
首先本發明制備高鈣粉煤灰水泥的工藝簡單，不需要在生產水泥之前專門 增加高鈣灰處理設備與工藝，只要在普通的水泥球磨機前增設燃燒室，為粉煤 灰原料增加混合設備即可實現本發明的技術方案。
其次，本發明游離氧化鈣消解效果顯著，可以大幅增加高鈣灰在水泥中的 摻量，水泥制造成本降低。由于機械研磨降低了游離氧化鈣的顆粒尺寸，消解 劑中的化學物質可以迅速和新鮮的磨細游離氧化鈣表面發生機械化學反應，隨 著物料溫度的提高，消解反應速度大幅度提高，消解劑水分不僅起到均勻分散 消解化學物質和粉煤灰充分接觸的作用，而且，水蒸汽也起到了消解游離氧化 鈣的目的，所以本發明游離氧化鈣消解效果顯著。
第三，通過在球磨機前增設燃燒室加熱磨內物料和利用球磨物料過程中物 料溫度升高的原理，將粉煤灰調濕過程在球磨水泥的過程中實現，克服了調濕 消解粉煤灰游離氧化鈣需要2-7天的弊端，實現了連續生產。
第四，由于消解液本身也是助磨劑，在消解游離氧化鈣的過程中還可以提高水泥磨機球磨效率10%以上。
圖1為高鈣粉煤灰水泥閉路球磨制備流程圖； 圖2為高鈣粉煤灰水泥開路球磨制備流程圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明作進一步詳細說明
圖1所示為高鈣粉煤灰水泥閉路球磨制備流程圖，高鈣粉煤灰原料經過皮 帶計量秤計量后和同樣按比例計量的消解劑在進入磨機磨頭料倉前的輸送帶 上進行機械預先混合，高鈣粉煤灰與消解劑的預混物和計量后的水泥熟料與石 膏一并進入磨頭料倉后被送入磨機進行球磨。在物料球磨的過程中，磨頭設置 的燃燒室產生的煙氣加熱物料，使得消解劑中的水分蒸發，游離氧化鈣被消解。 出磨物料通過選粉機進行分級，合格粉料進入水泥成品庫，粗顆粒物料返回球 磨機繼續磨細。
圖2所示為高鈣粉煤灰水泥開路球磨制備流程圖，控制入磨物料量，確保
出磨水泥符合粒度要求。由于在球磨機工作過程中必須對磨機出料口處進行除 塵，往往采用袋式除塵器除塵，為了保證袋式除塵器正常工作，需要調節燃燒 室煙氣進入磨機流量，在保證消解游離氧化鈣的溫度的同時，保證不出現除塵 氣體結露糊袋現象。 實施例1
水泥熟料是采用高質量的旋窯生產線生產的優質熟料。
天然石膏應符合GB/T 5483中規定的G類或A類二級(含)以上的石膏
或硬石膏。工業副產石膏工業生產中以硫酸鈣為主要成分的副產品。采用工
業副產石膏時，必須經過試驗，證明對水性能無害。
礦渣為符合GB/T203的粒化高爐礦渣。
高鈣灰為氧化鈣含量大于10%的火電廠粉煤灰或低鈣粉煤灰經過脫硫增轉產生的脫硫高鈣灰。
消解劑為專利申請號為200810017534.X中描述的液體或固體游離氧化鈣 消解材料。實施步驟
(1) 、首先在現有的球磨機頭部設置一個燃燒室，計量后的粉煤灰的添加 量為18份 40份，所述消解劑包括消解液或固體消解劑，所述消解劑的添加 量為高鈣粉煤灰重量的0. 8份 3. 5份，在輸送進入磨機的過程中用機械方式 進行預混。
(2) 、將上述經過預混的混合料再與60份 70份水泥熟料、4份 6份石 膏、4份 12份高爐礦渣一并送入球磨機，進行球磨；
(3) 、高鈣粉煤灰水泥出磨粒度控制在〈45微米，其篩余小于15%;
(4) 、在磨機的機械作用下，磨機內物料溫度升高，消解液中的水分蒸發， 與高鈣粉煤灰中的游離氧化鈣發生機械化學作用所需的機械化學反應溫度控 制在100°C-180°C的范圍內，在水泥磨制過程中實現游離氧化鈣的消解，最終 制得高鈣粉煤灰含量為18份 40份的高鈣粉煤灰水泥。
實施例2
水泥熟料70份；高韓粉煤灰20份；石膏5份；高爐礦渣5份；外加消解
劑為高鈣粉煤灰重量的1份；控制磨機內物料最高溫度為12(TC,水泥出磨粒度 45微米篩余小于15%，所得粉煤灰水泥符合GB 1344-1999《礦渣硅酸鹽水泥、 火山灰質硅酸鹽水泥及粉煤灰硅酸鹽水泥國家標準》中各項規定的指標，其他 步驟同實施例1。 實施例3
水泥熟料65份；高鈣粉煤灰25份；石膏5份；高爐礦渣5份；外加消
解劑為高鈣粉煤灰重量的1. 5份；控制磨機內物料最高溫度為150°C，水泥出磨 粒度45微米篩余小于15%，所得粉煤灰水泥符合GB 1344-1999《礦渣硅酸鹽 水泥、火山灰質硅酸鹽水泥及粉煤灰硅酸鹽水泥國家標準》中各項規定的指標，其他步驟同實施例l。
實施例4
水泥熟料60份；高鈣粉煤灰30份；石膏5份；高爐礦渣5份；外加消 解劑為高鈣粉煤灰重量的2. 0份；控制磨機內物料最高溫度為160°C,水泥出磨
粒度45微米篩余小于10%，所得粉煤灰水泥符合GB 1344-1999《礦渣硅酸鹽 水泥、火山灰質硅酸鹽水泥及粉煤灰硅酸鹽水泥國家標準》中各項規定的指標， 其他步驟同實施例l。 實施例5
水泥熟料60份；高鈣粉煤灰25份；石膏5份；高爐礦渣10份；外加消
解劑為高鈣粉煤灰重量的3份；控制磨機內物料最高溫度為17(TC，水泥出磨粒 度45微米篩于15%，所得粉煤灰水泥符合GB 1344-1999《礦渣硅酸鹽水泥、 火山灰質硅酸鹽水泥及粉煤灰硅酸鹽水泥國家標準》中各項規定的指標，其他 步驟同實施例l。
實施例6
水泥熟料60份；高鈣粉煤灰35份；石膏5份；高爐礦渣5份；外加消
解劑為高鈣粉煤灰重量的2份；控制磨機內物料最高溫度為120°C，水泥出磨粒 度45微米篩余小于10%，所得粉煤灰水泥符合GB 1344-1999《礦渣硅酸鹽水 泥、火山灰質硅酸鹽水泥及粉煤灰硅酸鹽水泥國家標準》中各項規定的指標， 其他步驟同實施例l。
權利要求
1. 一種用高鈣粉煤灰制備高鈣粉煤灰水泥的方法，其特征在于按下述步驟進行(1)、計量后的高鈣粉煤灰與消解劑進行預混，其所述高鈣粉煤灰的添加量為18份～40份，所述消解劑包括消解液或固體消解劑，所述消解劑的添加量為高鈣粉煤灰重量的0.8份～3.5份，用機械方式進行預混。(2)、將上述粉煤灰與消解劑的預混物與60份～70份水泥熟料、4份～6份石膏、4份～12份高爐礦渣一并送入球磨機，進行球磨；(3)、在球磨機頭部設置一個燃燒室，通過燃料燃燒后的高溫煙氣加熱球磨機內的物料溫度為100℃-180℃，使得球磨機內的物料達到在球磨過程中消解游離氧化鈣的溫度。(4)、在磨機的機械作用下和燃燒室煙氣的加熱作用下，磨機內物料溫度升高，消解液中的水分蒸發，與高鈣粉煤灰中的游離氧化鈣發生機械化學作用所需的機械化學反應溫度控制在100℃-180℃的范圍內，在水泥磨制過程中實現游離氧化鈣的消解，最終制得高鈣粉煤灰含量為18份～40份的高鈣粉煤灰水泥。(5)、高鈣粉煤灰水泥出磨粒度控制在＜45微米，其篩余小于15％；
2、 根據權利要求1所述的一種用高鈣粉煤灰制備高鈣粉煤灰水泥的方法， 其特征在于所述與高鈣粉煤灰中的游離氧化鈣發生機械化學作用所需的機械 化學反應溫度控制在120°C-170°C的范圍內。
3、 根據權利要求1所述的一種用高鈣粉煤灰制備高鈣粉煤灰水泥的方法， 其特征在于所述球磨機可以是傳統的球磨機或是立磨；粉磨工藝可以是開路或 是閉路。
全文摘要
本發明公開了一種用高鈣粉煤灰制備高鈣粉煤灰水泥的方法。在現有球磨機頭部設置一個燃燒室，將計量好的高鈣粉煤灰與消解劑進行預混后，再與計量后的水泥熟料、石膏、高爐礦渣等一并送入球磨機球磨；在磨機的機械作用下，磨機內物料溫度升高，加上由磨頭燃燒室提供熱量，使得消解液中水分蒸發后與高鈣粉煤灰中的游離氧化鈣發生機械化學作用，在水泥磨制過程中實現游離氧化鈣消解，最終制得高鈣粉煤灰水泥。該工藝簡單，不需要在生產水泥之前專門增加高鈣灰處理工藝，游離氧化鈣消解效果顯著，大幅增加高鈣灰在水泥中的摻量，水泥制造成本降低。克服了調濕消解粉煤灰游離氧化鈣需要2-7天的弊端，連續生產，同時提高水泥磨機球磨效率10％以上。
文檔編號C04B7/38GK101279824SQ200810018379
公開日2008年10月8日 申請日期2008年6月4日 優先權日2008年6月4日
發明者王文成, 鵬 趙 申請人:長安大學