[发明专利]采用工业固体废物生产低碱硅酸盐水泥的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生产低碱硅酸盐水泥的方法。

背景技术

碱含量高引起的“碱集料反应”对混凝土的破坏很大，因而，控制水泥中碱含量是减少混凝土碱含量最有效的手段。《通用硅酸盐水泥》GB175—2007标准7.2技术要求中，

“碱含量作为一项选择性指标，水泥中碱含量按Na₂O+0.658K₂O计算值表示，规定若使用活性骨料，用户要求提供低碱水泥时，水泥中碱含量应不大于0.6%或由买卖双方协商确定。”

传统生产水泥中碱含量一般在0.5—3.%之间，用这些原料生产的水泥熟料碱含量普遍在0.7--1.2%，无法满足市场要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用工业固体废物生产低碱硅酸盐水泥的方法，以解决传统生产水泥中碱含量较高的问题。

一种采用工业固体废物生产低碱硅酸盐水泥的方法为以下步骤：

A、生料配料：以下列重量百分含量的原料配料，

石灰石采矿废渣70～75%，粒化高炉矿渣7.0～12.0%,硅石选矿废渣6.0～10.0%，转炉钢渣8.0～12.0%； 

B、熟料煅烧

确定如下熟料三率值，KH: 0.910±0.020，N:2.7±0.10，P:1.50±0.10。

在干法水泥回转窑上将生料粉经过预热、煅烧，在1400℃的高温下烧至部分熔融得硅酸盐水泥熟料。

C、水泥粉磨：以下列重量百分含量的原料配料，硅酸盐水泥熟料94.0%，脱硫石膏（工业副产品）6.0%，经过磨细制成低碱硅酸盐水泥。

作为本发明的进一步改进：在70～75%的石灰石采矿废渣中加有重量百分含量为10.0%的石灰窑窑灰。

本发明特点如下：

1、经过高温煅烧的冶金工业固体废物不仅碱含量下降，而且生产水泥时所需热耗会降低，我们选择这类原料作低碱水泥的生产原料。

2、硅石选矿废渣是铁合金厂冶炼硅锰铬铁合金的过程中，其原料硅石在选矿时中产生的SiO₂品位低、粒度不符合要求的筛下物。这部分废弃物含有85--95%的SiO₂，碱含量小于0.3%，我们将其作为硅质校正原料，用于低碱水泥熟料的原料配料。

3、石灰窑窑灰，是指烧制活性石灰时，从石灰窑收集的高钙石灰石细粉，窑灰中碳酸钙已完全分解，在水泥窑中无需进行碳酸钙的分解即可进行固相反应生成硅酸盐矿物。一般地，窑灰中 CaO在75—85%之间。生产过程中，我们在石灰石堆场将其与石灰石采矿废渣按1：9的比例搭配、均化进入石灰石原料库储存备用。

4、粒化高炉矿渣，是指炼铁熔融高炉渣经水淬急冷后的一种粒状物，由于矿物质来不及结晶，因此含有80～90%的玻璃相，具有较高的潜在活性。其主要矿物组成是硅酸二钙 (C₂S)、钙铝黄长石(C₂AS)、镁黄长石(C₂MS₂)、钙长石(CAS₂)、硫化物等。矿渣的矿物组成 在CaO-SiO₂- Al₂O₃三元相图上处于C₂AS、CAS₂和 C2S 的结晶区。其中 C₂AS 和 C₂S 活性较好，CAS₂和CS 活性一般，即CaO、Al₂O₃ 含量高，SiO₂ 含量低时活性高。

5、转炉钢渣，是指冶金企业的转炉在冶炼过程中产生的以C₂S为主的含铁废渣，呈灰黑色、质轻、多气孔的工业冶炼废渣，其中的Fe₂O₃含量较高、Al₂O₃的含量相对较低，同时含有40%左右的CaO，在高温下碱含量已大量挥发。

6、确定了合理的熟料三率值，制定了相应的煅烧操作制度，解决了钢渣配料对烧成系统的影响问题，在干法回转窑上生产出碱含量小于0.45%的硅酸盐水泥熟料；采用工业副产品脱硫石膏作水泥缓凝剂。生产出碱含量小于0.50%的低碱硅酸盐水泥。

各种原料的化学成份（%）

本发明优点：