[发明专利]添加稀土贫矿或稀土废渣烧制水泥技术

说明书

本发明涉及水泥制造方法，具体涉及一种添加含微量稀土元素的材料烧制水泥的技术。

近年来，我国水泥工业发展很快。但要在现有技术的基础上达到节能降耗、提高水泥产、质量的目的，根本途径在于改善生料易烧性，加速熟料矿物形成反应。迄今为止，用于水泥烧成方面的添加剂大部分是各类型的矿化剂。人们研究及八十年代后应用得最多的是氟、硫型复合矿化剂，实践证明氟、硫型复合矿化剂只要使用适当，可改善生料易烧性，加速熟料矿物形成，同时增加熟料烧成液相量，降低熟料烧成液相出现温度及液相粘度，从而达到提高水泥产、质量，降低能耗的目的。但氟、硫型复合矿化剂若使用不当，容易造成水泥性能不正常现象，如水泥急凝、缓凝、早期强度低等弊病;且由于上述矿化剂在煅烧过程中会形成HF、SO₂、SO₃等腐蚀性气体，对设备腐蚀大。另外，氟、硫型复合矿化剂的基本原材料主要是萤石和石膏，这二种材料的价格都比较高，尤其是石膏，由于水泥厂用量比较大，造成石膏量供不应求，以致其价格甚至比水泥价格还高，不利于降低生产成本。

除此之外，有些工业废渣亦被作为矿化剂用于水泥生产中，例如：铅锌尾矿、铜尾矿、重晶石贫矿和硫铁矿等。虽然这些矿化剂价格相对石膏低廉，也能达到石膏矿化剂的效果，但上述矿化剂来源仍不够广泛，不利于推广应用。因此寻找更为价廉、来源广泛而质优的添加剂仍然是水泥工业急待解决的难题。

本发明的目的在于克服背景技术的缺点，提供一种采用质优价廉、资源丰富的添加剂，并与生料共同粉磨烧制优质水泥熟料的生产方法，采用本法选用的添加剂，不仅要克服萤石、石膏复合矿化剂的不利因素，而且要大幅度提高水泥熟料强度，并提高水泥熟料产量，降低能耗。

本发明的目的是通过以下措施来实现的。

一种在水泥生料中掺入添加剂烧制水泥的技术，其特征在于采用稀土贫矿或稀土废渣作添加剂用，它以重量百分比为0.5～15%的量掺入水泥生料中，然后与生料共同粉磨制成黑生料或白生料，再入窑煅烧，制造出优质水泥熟料。

上述烧制水泥技术中所添加的稀土贫矿指的是各种低品位稀土矿及其它所有含稀土元素的粘土、页岩、煤、硅质校正原料和铁质校正原料;稀土废渣则指所有含稀土元素的尾矿、页岩渣或者提炼稀土金属后剩余的冶炼渣。可以采用如下两种方式将稀土贫矿或稀土废渣掺入水泥生料中：

（1）在水泥生料配料时，用配料秤单独掺入;

（2）在水泥生料的配料之前预先将稀土贫矿或稀土废渣与其它水泥原料按比例配入，并混均后再用配料秤配入。

本水泥生料配料时，掺入适量的稀土贫矿或稀土废渣，并与其它原料共同粉磨制成黑生料或白生料，入窑煅烧。由于稀土贫矿或稀土废渣中的稀土元素具有较强的助焙作用和矿化作用，在熟料烧成过程中，不仅可降低烧成液相出现温度，降低烧成液相粘度，增加烧成液相量，从而有利于熟料中硅酸三钙矿物的形成与发育，提高熟料中硅酸三钙含量，而且可提高水泥熟料矿物活性，尤其是硅酸二钙水化活性，从而改善水泥生料易烧性，加速熟料矿物形成反应，提高水泥熟料产、质量，降低能耗。

稀土贫矿或废渣掺量由下述二方面因素决定：

1、稀土贫矿或稀土废渣掺量与稀土贫矿或稀土废渣中的稀土元素种类和含量有关。

稀土贫矿或稀土废渣中的稀土元素含量一般为0.01～0.3%，含量越高、掺量越少;掺量亦与稀土贫矿或废渣中的稀土元素种类有关，含轻稀土元素为主的贫矿掺量宜少，即在生料中掺量可控制在0.5～5%范围内;含重稀土元素为主的贫矿掺量宜多，掺量可控制在3～15%范围内。

2、稀土贫矿或稀土废渣的掺量与稀土贫矿或稀土废渣主要化学组成有关。

一般稀土贫矿或稀土废渣主要化学组成为SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、CaO、MgO即与粘土组成相似，由于粘土本身为水泥原材料之一，所以在不影响生料配料率值的条件下，可以多掺，若对配料率值影响较大时，则要以满足配料率值为原则，掺入适当量。

本发明与背景技术相比有如下优点：

1、采用本发明能提高水泥熟料质量，即大幅度提高水泥熟料强度，同时熟料中游离氧化钙含量明显降低，此外，熟料凝结时间不会因稀土贫矿或稀土废渣的掺入而发生变化。

使用本发明生产的水泥熟料与未使用技术生产的水泥熟料的质量相比，其1天抗压强度可提高6～34%，3天抗压强度可提高8～34%，7天抗压强度可提高10～30%，28天抗压强度可提高10～50%，同时，熟料安定性明显改善，该技术对改善熟料性能的效果远优于其它添加剂的效果。