[发明专利]脱硫石膏无熟料钢渣水泥

说明书

技术领域

本发明属于水泥技术领域，具体涉及一种脱硫石膏无熟料钢渣水泥。

背景技术

“十一五”以来，我国火电厂脱硫设施建设快速发展，一大批脱硫设施建成投产，脱硫设施超过90％的设备采用石灰——石膏法脱硫工艺，因此相伴而来的是脱硫石膏的大量产生。同时我国钢产量已达几亿吨/年，由此产生的钢渣每年多达数千万吨，脱硫石膏和钢渣的有效利用问题将日益突出。

目前，由于钢渣和脱硫石膏的成份复杂，质量控制不严格等原因，只能用于基坑回填、道路基层铺设等低附加值的利用。但是，这些利用，一方面造成了钢渣和脱硫石膏等不能有效再生利用，自然资源的大量浪费；另一方面，火电厂和钢厂伴生的脱硫石膏和钢渣的量堆积过多，还会造成严重的环境破坏。

此外水泥的生产一般要利用大量的矿产资源，这些矿产资源再经粉磨、高温烧制(煅烧)，球磨等才能最终完成水泥的制造；而其中的高温烧制(温度高达1400℃)过程，一方面会造成能源的大量损耗，是一个高耗能过程；另一方面，高温烧制每1吨的水泥，往往伴随产生1吨左右的CO₂，这种高温烧制制备水泥的工艺无疑会对温室效应越来越严重的大气环境带来更为严重的影响。

一方面是脱硫石膏、钢渣等的大量产生、废弃造成的矿产资源的浪费；另一方面是高耗能水泥的不断生产，伴随矿山资源的不断开采和CO₂排放量的不断增大。这无疑不仅加重了环境负担，增加了能耗，而且造成了矿物资源的大量浪费。

发明内容

本发明的目的就是根据脱硫石膏和钢渣的各自特点，拟对二者进行复合使用，制备一种以脱硫石膏、钢渣、矿渣、极少量水泥熟料等为主要材料的新型胶凝材料——脱硫石膏无熟料钢渣水泥(行业内一般认为其中水泥熟料的含量不高于5％的水泥可称为无熟料水泥)，其在可以保证水泥质量的同时，又可以充分利用废弃资源，减少矿山开采、减少CO₂排放量、改善环境和降低能耗。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种脱硫石膏无熟料钢渣水泥，主要由以下重量百分比的各原料制备：脱硫石膏10％～30％；钢渣32％～70％；矿渣10％～55％；水泥熟料2.5％～5％。

本发明上述的脱硫石膏无熟料钢渣水泥，制备该水泥的原料还包括半水石膏(成分Ca[SO₄]·0.5H₂O，又称烧石膏)0～5％。

本发明上述的水泥熟料为硅酸盐水泥熟料或硫铝酸盐水泥熟料或者硅酸盐水泥熟料与硫铝酸盐水泥熟料的混合物。

作为优选，本发明该水泥由以下重量百分比的组分制备：脱硫石膏10％～20％；钢渣35％～57.5％；矿渣30～50％；半水石膏0～2.5％；硅酸盐水泥熟料1～3％；硫铝酸盐水泥熟料1～3％，且硅酸盐水泥熟料和硫铝酸盐水泥熟料用量总和为2.5％～5％。

作为最优选，本发明该水泥由以下重量百分比的组分制备：脱硫石膏10％；钢渣40％；矿渣44％；半水石膏1％；硅酸盐水泥熟料2.3％；硫铝酸盐水泥熟料2.7％。

上述的钢渣生产工艺为单独粉磨，其需要强调所要达到的指标为：比表面积大于450m²/kg，含铁量小于1％的钢渣。

上述的脱硫石膏为三氧化二硫含量大于40％的脱硫石膏。

上述的脱硫石膏是发电厂采用石灰——石膏法脱硫工艺产生的副产品。

上述的硫铝酸盐水泥熟料为三氧化二铝含量大于28％，3天抗压强度达到50MPa以上的硫铝酸盐水泥熟料。

上述的硅酸盐水泥熟料为3天抗压强度≥23MPa，28天抗压强度≥52.5Mpa的硅酸盐水泥熟料。

上述的矿渣为28天活性指数大于95％的矿渣。

本发明的制备方法：首先：钢渣单独磨细，其工艺为对钢渣进行铁质物质与渣的分离同时对其进行粉磨(本发明钢渣的生产工艺为同申请号为200410016138.7中的工艺)，获得比表面积大于450m2/kg、含铁量小于1％的钢渣粉；然后，把钢渣粉与脱硫石膏、矿渣、水泥熟料等其他配料按比例投料球磨、生产出脱硫石膏无熟料钢渣水泥(行业常规工艺)。

本发明的优点和有益效果：

1.本发明的水泥，不需要经过煅烧处理，无废气排放(主要为二氧化碳)，因而，降低能耗且具有很好的环境协调性；同时，本发明的水泥既缓解了钢铁电力企业环保压力又降低了建材企业资源短缺的压力，实现减轻企业排废负担，增加收入和改善生态环境的效果。