[发明专利]一种小颗粒水泥熟料

说明书

技术领域

本发明涉及一种小颗粒水泥熟料。

背景技术

水泥工业是资源、能源依赖型基础原材料工业。我国是世界最大的水泥生产和消费国，2012年我国水泥产量占世界产量的60%，水泥生产消耗了大量的石灰石和粘土等不可再生自然资源，并耗用大量的煤电等能源，同时排放出大量的二氧化碳、二氧化硫及氮氧化合物等废气。巨大的能源、资源消耗使我国的矿产资源不堪重负，大量的废气排放加剧了温室效应和酸雨的产生，严重污染了环境。目前国内主要重视水泥技术装备的更新换代，不太重视对水泥材料本身的研究和开发，仍然存在熟料烧成温度高（1450℃），产品碳排放高的现象。而通过扩张型的水泥工业发展模式达到提高水泥产量，来满足国民经济建设的需要，将造成水泥产能的进一步过剩，，生产规模进一步扩大，产品同质化加剧，市场主要靠成本来竞争，这将对我国的社会与经济的可持续发展带来极为不利的影响。

为实现水泥生产过程中的节能、环保、降耗，通常采用两种技术方案：一是通过改进生产工艺及装备水平，调控原材料的易烧性和易磨性，或者合理掺加工业废渣；二是研究开发节能型新品种水泥体系。目前，前者已取得了很大进展，如在水泥中掺加矿渣、粉煤灰等掺合料，或采用现代新型干法生产技术及高效粉磨技术，但该技术已走到瓶颈，想再突破很困难。而后者已成为当今水泥领域的研究热点，然其推广应用受到传统水泥工业思维局限，不能普遍大规模使用。

发明内容

为了克服现代水泥工业高能耗、高排放等缺陷，本发明提供了一种小颗粒水泥熟料，该水泥熟料具有低能耗、低碳、高强等效果。

本发明是将控制剂作为一种原材料组分按比例直接配入生料中，采用新型干法窑进行煅烧，煅烧出来的熟料，50%以上粒径小于3.0毫米。

控制剂的定义：是指配合本发明形成小颗粒熟料而必须添加的一种外加剂，主要功能为增加熟料液相表面张力，控制熟料尺寸。

所述的控制剂选自天然石膏、硬石膏、氟磷灰石、铜矿渣、钢渣、锌渣、镍渣、磷渣、粉煤灰，或它们的组合，比对于生料其掺量范围在0.1%-5%。

按本发明方法烧制出的小颗粒水泥熟料烧结状况良好，游离氧化钙低。

本发明与传统水泥工艺的区别：

1、与飞砂料的区别

飞砂料主要是熟料煅烧过程中形成的大晶格熟料，此类熟料未烧结成球，易形成粉尘料，强度较正常烧结熟料偏低，且易磨性差，烧成能耗高。

应用本发明煅烧而成的小颗粒熟料，除了表观尺寸与飞砂料相近外，其余性能完全不同，具有强度更高，烧成能耗更低的特性。

2、熟料液相表面张力

传统水泥生产的理论认为，熟料液相表面张力越小，熟料尺寸越大，一般的水泥生产也尽量控制熟料液相表面张力小。而本发明恰恰相反，控制剂的加入使得熟料的液相表面张力更高，在离心力（水泥窑转动产生）的作用下，形成的熟料表观尺寸更小。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、通用硅酸盐水泥熟料的颗粒尺寸主要集中在5-50毫米，而发明的硅酸盐水泥熟料，其颗粒尺寸主要集中在0.1-3毫米，小颗粒熟料可降低粉磨阶段能耗，能耗降比达到5%以上；

2、通用硅酸盐水泥熟料28天抗压强度大概在55-58MPa范围，通过本技术制备出的小颗粒硅酸盐水泥熟料，其28天抗压强度可达58-70MPa。

附图说明

图1 普通熟料颗粒形貌分布；

图2 本发明熟料颗粒形貌分布。

具体实施方式

以下将结合普通硅酸盐水泥熟料详细说明本发明实施例：

实施例1

采用通用硅酸盐水泥的生料配合比，水泥熟料的三率值控制为：KH（石灰饱和度）：0.90±0.02，SM(硅率)：2.3±0.1，IM（铝率）：1.5±0.1。掺入0.5%的控制剂，制备出来的熟料50%以上的表观尺寸≤3.0毫米，熟料的物理性能见表1.

表1

实施例2

采用通用硅酸盐水泥的生料配合比，水泥熟料的三率值控制为：KH（石灰饱和度）：0.90±0.02，SM(硅率)：2.3±0.1，IM（铝率）：1.5±0.1。掺入1.0%的控制剂，制备出来的熟料50%以上的表观尺寸≤2.8毫米，熟料的物理性能见表2.

表2

实施例3