一種利用骨料尾渣代替部分粘土生產硅酸鹽熟料的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及硅酸鹽熟料生產領域，具體涉及一種利用骨料尾渣代替部分粘土生產 硅酸鹽熟料的方法。
【背景技術】
[0002] 生產硅酸鹽熟料的主要原材料粘土，需要從外購進，且成本較高。
[0003] 骨料尾渣是生產碎石之后的一種廢料，其主要成分為Ca0、Si02、Al 203和MgO,如果 直接將其廢棄排除，存在以下問題：一是處理工作量太大，需占用大量土地資源，年產200 萬噸碎石約有20萬噸尾渣；二是處理難度較大，成本極高；三是處理后對環境的影響極大， 且存在極大的安全隱患，有可能造成滑坡、泥石流等次生災害，最后直接廢棄對資源來說是 也極大的浪費。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的是針對以上問題，提供一種利用骨料尾渣代替部分粘土生產硅酸鹽 熟料的方法，一方面可以利用廢棄的骨料尾渣，另外，能夠改善生料的易燒性，提高熟料產 量，降低熟料的燒成熱耗，并能適當改善熟料的顏色。
[0005] 為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：一種利用骨料尾渣代替部分 粘土生產硅酸鹽熟料的方法，將傳統原料配方中的部分粘土替換為骨料尾渣，然后配料均 化、烘干、粉磨得到生料，再將生料進行預熱分解，最后經高溫煅燒后冷卻得到熟料；
[0006] 其具體步驟為：
[0007] 1)按重量份計，將8-12份骨料尾渣加入76-80份石灰石中，混合均勻；
[0008] 2)步驟1)所得的物料加入2-3份紅砂巖、4-6份粘土、1-2份硫酸渣、3-4份黃磷 渣，再次混合均勻；
[0009] 3)將步驟2)所得的物料烘干至水份含量< 1. 5%，然后進行粉磨和篩分，得到干 粉狀的生料；
[0010] 4)將生料均化后進行預熱分解，然后在水泥回轉窯中進行高溫煅燒，煅燒溫度為 1350-1450°C，得到部分熔融的物料；最后經冷卻機快速冷卻至60-100°C得到硅酸鹽熟料。
[0011] 優化的方案，步驟1)及2)中，所加入的原料為10份骨料尾渣、79份石灰石、4份 粘土、2份紅砂巖、2份硫酸渣、3份黃磷渣。生產中要保證骨料尾渣均勻地摻入石灰石中， 礦山各個開采臺段的石灰石按一定的比例搭配后進倉，骨料尾渣與石灰石一同破碎之后進 預均化堆棚進行均化，加強預均化棚石灰石的檢驗，保證均化后石灰石的MgO含量在2. 8- 3. 2%〇
[0012] 所述的骨料尾渣中的主要成分為：CaO 32-36%、SiO2 10-12%、Al2O3 2-3%、 Fe2O3O. 6-0. 8%和Mg010-12%。由于骨料尾渣中含有大量生料所需的成分，故可以作為原 材料進行生料調配。
[0013] 步驟2)混合后所得的物料中，控制混合物料中的Si02:12-13%，Al 203:3-3. 3%， Fe2O3:1. 7-2. I %，CaO :42. 0-43. O % ο
[0014] 步驟3)中所述的烘干和粉磨步驟在立磨中進行；篩分時，控制80 μ m篩的篩上物 < 15%〇
[0015] 步驟4)中，所述的預熱分解可通過5級預分解窯系統進行操作，其中控制入水泥 回轉窯的物料溫度在950-1000°C。
[0016] 在進行高溫煅燒時，控制水泥回轉窯系統分解爐出口溫度840 °C ;二次風溫 1200°C ;三次風溫1000°C ;篦冷機一段推動次數11-12次。在高溫煅燒階段，熔融的物料占 總料的25-27%時，硅酸三鈣可順利形成，此時進行快速冷卻。
[0017] 步驟4)中冷卻的時間為20-30分鐘，采用快速冷卻對改善熟料的質量及易磨性有 良好的效果，特別是當MgO含量較高時，急冷可防止MgO結晶成方鎂石，改善熟料的安定性。
[0018] 步驟4)中，通過控制入回轉窯物料的溫度和回轉窯內的燒成溫度，將熟料fCaO控 制在0. 5%至1.2%，熟料立升重控制1350±50克/升。
[0019] 所述預均化棚石灰石中MgO含量控制在2. 8-3. 2%。根據所摻入的骨料尾渣MgO 含量，礦山各個開采臺段的石灰石質量情況，通過計算，來合理地搭配各臺段的配礦比例， 使得均化后石灰石中MgO含量控制在2. 8-3. 2 %，最終控制熟料中MgO含量在4-5%，如果 MgO含量過高，會影響水泥的質量。
[0020] 本發明具有以下有益效果：
[0021] 1、利用骨料尾渣中的MgO來改善生料的易燒性，降低熟料的燒成溫度，因為MgO在 煅燒中與堿、硫等組分組合，最低共熔點約為1250-1280°C，比C 3S-C2S-C3A三組分最低共熔 點1455°C約降低175°C。回轉窯的產量有所提高，節省了能源，降低了二氧化碳的排放，節 能減排。
[0022] 2、利用骨料尾渣中適量的MgO來與熟料礦物鐵鋁酸四鈣（C4AF)生成固熔體，可使 熟料玻璃質顏色變黑，適當改善水泥的顏色。
[0023] 3、由于利用骨料尾渣代替了部分粘土生產硅酸鹽熟料，不僅消耗了廢渣，而且減 少了粘土的使用量40-50 %，有利于農田的保護。
[0024] 4、大量的骨料尾渣得以利用，因此不必再去進行任何處理，也避免了因處理不善 而發生次生災害的風險，大大的降低了安全風險。
【具體實施方式】
[0025] 下面結合實施例來進一步說明本發明，但實施例僅在于說明本發明，而不是對其 進行限制。
[0026] 對比例1 :
[0027] 在原料配方中不加入骨料尾渣，制備硅酸鹽熟料的具體步驟是：
[0028] 1)將82份石灰石、10份粘土、3份紅砂巖、2份硫酸渣、3份黃磷渣按比例混合均 勻；
[0029] 2)將步驟1)所得的物料烘干至水份含量彡1. 5%，然后進行粉磨和篩分，得到干 粉狀的生料；
[0030] 3)將生料均化后進行預熱分解，然后在水泥回轉窯中進行高溫煅燒，煅燒溫度 為1350-1450°C，得到熔融物料的比例占25wt%時；最后經冷卻機快速冷卻至60-100°C得 到硅酸鹽熟料；《^〇控制在0.5%至1.2%，熟料立升重控制1350±50克/升，熟料溫度 彡 KKTC0
[0031] 實施例1 :
[0032] -種利用骨料尾渣代替部分粘土生產硅酸鹽熟料的方法，其具體步驟為：
[0033] 1)將IOOkg骨料尾渣加入800kg石灰石中，進行破碎，然后到預均化棚進行預均 化，混合均勻；
[0034] 2)步驟1)所得的物料加入40份粘土、20份紅砂巖、10份硫酸渣、30份黃磷渣，再 次混合均勻；
[0035] 3)將步驟2)所得的物料烘干至水份含量彡1. 5%，然后進行粉磨和篩分，得到干 粉狀的生料；
[0036] 4)將生料均化后進行預熱分解，然后在水泥回轉窯中進行高溫煅燒，煅燒溫度 為1350-1450°C，得到熔融物料的比例占25wt%時；最后經冷卻機快速冷卻至60-100°C得 到硅酸鹽熟料；fCao控制在0. 5%至1.2%，熟料立升重控制1350±50克/升，熟料溫度 彡 KKTC0
[0037] 熟料率值控制范圍為：
[0038] 熟料中二氧化硅被氧化鈣飽和成硅酸三鈣的程度KH :0. 93±0. 02 ;
[0039] 熟料中硅酸鹽礦物與溶劑礦物的比例SM :2. 6 ±0. 1 ;
[0040] 熟料熔劑礦物中鋁酸三鈣與鐵鋁酸四鈣的比例頂：1. 7±0. 1。
[0041] 其中實施例1中骨料尾渣與石灰石的化學成分見表1 :
[0042]
【主權項】
1. 一種利用骨料尾渣代替部分原材料生產硅酸鹽熟料的方法，其特征在于：將傳統原 料配方中的部分粘土替換為骨料尾渣，然后配料均化、烘干、粉磨得到生料，再將生料進行 預熱分解，最后經高溫煅燒后冷卻得到熟料； 其具體步驟為： 1) 按重量份計，將8-12份骨料尾渣加入76-80份石灰石中，混合均勻； 2) 步驟1)所得的物料加入4-6份粘土、2-3份紅砂巖、1-2份硫酸渣、3-4份黃磷渣，再 次混合均勻； 3) 將步驟2)所得的物料烘干至水份含量< 1. 5%，然后進行粉磨和篩分，得到干粉狀的 生料； 4) 將生料均化后進行預熱分解，然后在水泥回轉窯中進行高溫煅燒，煅燒溫度為 1350-1450°C，得到部分熔融的物料；最后經冷卻機快速冷卻至60-100°C得到硅酸鹽熟料。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟1)及2)中，所加入的原料為10份 骨料尾渣、79份石灰石、4份粘土、2份紅砂巖、2份硫酸渣、3份黃磷渣。
3. 根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述的骨料尾渣中的主要成分為： CaO 32-36%、Si02 10-12%、A1203 2-3%、Fe203 0.6-0.8%和]\%010-12%。
4.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于：步驟2)混合后所得的物料中，控制 混合物料中的SiO2:12-13%，Al 203:3-3. 3%，Fe 203:1. 7-2. 1%，CaO :42. 0-43. 0%。
5. 根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于：步驟3)中篩分時，控制80 y m篩的 篩上物< 15%。
6. 根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于：步驟4)中，所述的預熱分解可通過5 級預分解窯系統進行操作，其中控制入水泥回轉窯的物料溫度在950-1000°C。
7. 根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于：在高溫煅燒階段，熔融的物料占總料 的25-27%時，可進行冷卻。
8. 根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于：步驟4)中冷卻的時間為20-30分鐘。
【專利摘要】本發明公開了一種利用骨料尾渣代替部分粘土生產硅酸鹽熟料的方法，將傳統原料配方中的部分粘土替換為骨料尾渣，然后配料均化、烘干、粉磨得到生料，再將生料進行預熱分解，最后經高溫煅燒后冷卻得到熟料。通過本發明能夠利用骨料尾渣中的MgO來改善生料的易燒性，降低熟料的燒成溫度，并通過骨料尾渣中適量的MgO來與熟料礦物C4AF生成固熔體，使熟料玻璃質顏色變黑，適當改善水泥的顏色。本發明還能解決骨料尾渣的處理難題，節能環保，降低成本。
【IPC分類】C04B7-14
【公開號】CN104743945
【申請號】CN201510071669
【發明人】張濤, 劉文銀, 田太孝, 余春華
【申請人】葛洲壩當陽水泥有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年2月11日