CN103130430A - 利用人造石板废弃物生产水泥熟料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用人造石板废料生产水泥熟料的方法。本发明用人造石板废弃物作原料，用干法预热器烧制水泥，能彻底处理掉人造石板废弃物，而且可以代替一部分天然原料，达到节能减排，废物利用的目的。本发明包括以下步骤：将人造石钙铝板废弃物、人造石英石废弃物、钢渣按照配比，干燥、粉磨、过筛，混合均匀，得到水泥生料，采用现有的带有预分解窑的新型干法窑的煅烧工艺煅烧，得到水泥熟料，将冷却后的水泥熟料用磨机粉磨，得到满足生产需要的水泥熟料。

Description

利用人造石板废弃物生产水泥熟料的方法
技术领域
本发明涉及一种利用人造石板废弃物生产水泥熟料的方法。
技术背景
人造石作为一种符合国家可持续发展战略的新型健康环保产品，于上世纪80年代引入国内市场。我国的人造石行业虽然起步较晚，但经过十多年的快速发展，已成为橱柜台面的首选材料。产业呈现出十分喜人的形势，培养起一个潜力巨大的消费市场，在市场规模和应用普及率方面都位居世界前列。据不完全统计，全国大大小小人造石板生产企业近万家，2010年全国人造石板企业的销货总额已超过120亿人民币，出口近2亿美元，已经成为新型装饰材料领域不可忽视的一个行业；为繁荣我国的装饰材料市场，改善人民的家居生活品质作出了重要的贡献。但与此同时也存在一些问题：小规模企业众多，产品质量良莠不齐；生产率和产品合格率较低，据不完全统计全国生产人造石板的企业一年所产生的废料是2000多万吨。人造石板固体废弃物主要是在加工和制备人造板打磨和抛光掉的粉尘，人造石板中含有30%左右的树脂，一般树脂含有苯等化合物，而且这些有机物在自然环境中降解非常缓慢；废弃物中还含有一些碱性的无机添加物，重金属盐类等，这些化合物都会对环境产生严重的污染而且堆积占用了大量的土地。
国家对产业结构调整、发展方式的改变、清洁生产、循环经济和资源综合利用高度重视。提高资源利用率，保护环境和改善环境，通过可行的技术方案，将人造石板废弃物、废弃物再次利用，甚至变为可用资源代替天然资源的使用，达到节能减排的效果，又不造成二次污染，真正实现可持续性发展。
随着人们对水泥工业高能源、高资源消耗、环境负荷相对严重等问题认识的不断深入和对改善水泥混凝土耐久性的日益重视，节能，降耗、环保、以及进一步提高水泥混凝土性能已经成为国际水泥工业可持续性发展的方向。
发明内容
针对现有人造石行业存在的废料难以处理、污染环境以及水泥行业高能耗的问题，本发明提出了一种以人造石板废弃物为主要原料生产水泥熟料的方法，以达到节能减排，废物利用的目的。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
利用人造石板废弃物制造水泥熟料的方法，包括如下步骤：
步骤一将人造石钙铝板废弃物和石英石板废弃物，按照以下配比，
人造石钙铝板废弃物：80-85份；
石英石板废弃物：10-13份；
所述份数为质量份。
按照配比，将两种废弃物混合、干燥、粉磨，得到的废弃物混合物用孔径为0.080mm的筛子过筛，筛余控制在12％～14％，再用孔径为0.20mm筛子过筛，筛余控制在小于1.0％；
步骤二将钢渣用磨机粉磨，用孔径为0.080mm的筛子过筛，筛余控制在12％～14％，再用孔径为0.20mm筛子过筛，筛余控制在小于1.0％；
步骤三取粉磨好的钢渣5-7份，与步骤一中的废弃物混合物混合均匀，得到水泥生料，水泥生料用孔径为0.080mm的筛子过筛，筛余控制在12％～14％，再用孔径为0.20mm筛子过筛，筛余控制在小于1.0％；
步骤四采用现有的带有预分解窑的干法窑的煅烧工艺煅烧，烧结温度为1400-1450℃，煅烧30分钟，然后用篦冷机冷却，得到水泥熟料；
步骤五将冷却后的水泥熟料用磨机粉磨，粉磨后水泥熟料粉体的平均比表面积达到380m2/kg，得到满足实际生产需要的水泥熟料。
所述人造石钙铝板废弃物、石英石板废弃物和钢渣配比为：
人造石钙铝板废弃物：80份；
石英石板废弃物：13份；
钢渣：7份；
所述人造石钙铝板废弃物、石英石板废弃物和钢渣配比为：
人造石钙铝板废弃物：84.1份；
石英石板废弃物：10.3份；
钢渣：5.6份；
所述步骤一中人造石钙铝板废弃物，其成分含量百分比如下：
Al2O3  2.48%；
CaO    41.49%；
MgO    0.24%；
K2O    0.08；
Na2O   0.17%；
杂质   余量
其中杂质为钙铝板废弃物中含有的树脂和水分。
所述步骤一中石英石板废弃物，其成分含量百分比如下：
SiO2   90.18%；
Al2O3  0.3%；
CaO    1.95%；
MgO    0.67%；
Fe2O3  0.6%；
K2O    0.17%；
Na2O   0.9%；
杂质   余量；
其中杂质为石英石板废弃物中含有的树脂和水分。
所述步骤一中钢渣，其成分含量百分比如下：
SiO2   11.13%；
Al2O3  5.2%；
CaO    38.95%；
MgO    7.91%；
Fe2O3  25.12%；
K2O    0.46%；
Na2O   0.29%；
杂质   余量。
所述步骤一中人造钙铝板废弃物，其成分含量百分比如下：
Al2O3  2.68%；
CaO    41.96%；
MgO    0.32%；
K2O    0.08；
Na2O   0.17%；
杂质   余量
其中杂质为钙铝板废弃物中含有的树脂和水分。
所述步骤一中石英石板废弃物，其成分含量百分比如下：
SiO2   89.54%；
Al2O3  0.54%；
CaO    0.68%；
MgO    1.0%；
Fe2O3  0.48%；
K2O    0.17%；
Na2O   0.9%；
杂质   余量；
其中杂质为石英石板废弃物中含有的树脂和水分。
所述步骤一中钢渣，其成分含量百分比如下：
SiO2   50.56%；
Al2O3  3.97%；
CaO    8.38%；
MgO    5.26%；
Fe2O3  60.45%；
K2O    0.46%；
Na2O   0.29%；
杂质   余量。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种以人造石板废弃物为原料的水泥熟料生产方法，用带有预分解窑的新型干法窑烧制水泥熟料，水泥烧成温度在1400-1450℃左右，在这种高温环境中，人造石板废料中的树脂全部会分解，可以作为部分燃料来使用，人造石板废弃物中含有大量的CaO，在高温环境中CaO是很好的吸收剂，能将树脂产生的硫化物，氮化物等吸收掉，不会产生有害的气体，人造石板分为石英石板和钙铝板，其主要的矿物组成是：SiO2、CaO、Al2O3等氧化物，这些氧化物是构成水泥生料的主要组成，完全可以通过调整配方，配制成常规的硅酸盐水泥生料原料。这些人造石钙铝板废弃物一般来自人造石后续加工过程中的打磨和抛光所产生的废料，这些废料一般的细度都在微米级，不需要破碎和长时间的粉磨，节约了能源。用人造石钙铝板废弃物作原料，用干法烧制水泥，能彻底处理掉人造石板废弃物，而且可以代替一部分天然原料，达到节能减排，废物利用的目的。
具体实施方式
实施例1
利用人造石板废弃物制造水泥熟料的方法，包括如下步骤：
步骤一将80份人造石钙铝板废弃物和13份石英石板废弃物混合、干燥、粉磨，得到的废弃物混合物用孔径为0.080mm的筛子过筛，筛余为13％，再用孔径为0.20mm筛子过筛，筛余0.8%；
步骤二将钢渣用磨机粉磨，用孔径为0.080mm的筛子过筛，筛余为12.8%，再用孔径为0.20mm筛子过筛，筛余为0.75％；
步骤三取7份粉磨好的钢渣与上述废弃物混合物混合均匀，得到水泥生料，水泥生料用孔径为0.080mm的筛子过筛，筛余为13%，再用孔径为0.20mm筛子过筛，筛余为0.4%；
步骤四采用现有的带有预分解窑的新型干法窑的煅烧工艺煅烧，烧结温度1400-1450℃，煅烧30分钟，然后用篦冷机冷却，得到水泥熟料。
步骤五将冷却后的水泥熟料用磨机粉磨，粉磨后水泥熟料粉体的比表面积为380m2/kg，得到满足生产需要的水泥熟料。
所述份数为重量份。
所述人造石钙铝板废弃物，其成分含量百分比如表1所示：
表1人造石钙铝板废弃物中各成分含量百分比
SiO2 Al2O3 CaO MgO Fe2O3 K2O Na2O 杂质
0 2.48 41.49 0.24 0 0.08 0.17 55.54
所述石英石板废弃物，其成分含量百分比如表2所示：
表2石英石板废弃物中各成分含量百分比
SiO2 Al2O3 CaO MgO Fe2O3 K2O Na2O 杂质
90.18 0.3 1.95 0.67 0.6 0.17 0.9 5.23
所述钢渣，其成分含量百分比如表3所示：
表3钢渣中各成分含量百分比
SiO2 Al2O3 CaO MgO Fe2O3 K2O Na2O 杂质
1113 52 38.95 7.91 2512 046 0.29 10.94
根据上述步骤和配比制备的水泥生料中的各氧化物百分含量如表4所示：
表4水泥生料中的各氧化物百分含量
SiO2 Al2O3 CaO MgO Fe2O3 K2O Na2O SO3 Σ
22.50 43 6511 15 331 0.21 0.49 04 97.84
根据上述步骤和配比制备的水泥熟料中的矿物百分含量如表5所示：
表5水泥熟料中的各矿物百分含量
KH 0.87
C3S 53.40
C2S 24.23
C3A 5.80
C4AF 10.05
f-CaO 1.46
R2O 0.63
上述人造石钙铝板废弃物和石英石板废弃物中不饱和树脂燃烧热值如表6所示：
表6不饱和树脂燃烧热值
样品 总热值(kJ/kg）
人造石钙铝板废弃物 264
石英石板废弃物 444
经测试分析，按照上述人造石钙铝板废弃物、石英石板废弃物钢渣配方烧成水泥熟料热耗是730kJ/kg，表6是不饱和树脂的燃烧值，根据以上配方，可以得出混合在一起的人造石废料不饱和树脂的燃烧值是269kJ/kg，因此用本配方来烧制熟料可以节约37%煤的用量，节约了能源消耗。
测试粉磨好的水泥熟料的各项强度指标，3天抗压强度为30.5Mpa；28天抗压强度为59.8Mpa。水泥熟料经检验各项指标完全符合GB/T21372-2008硅酸盐水泥熟料通用标准。
实施例二
本实施例中利用人造石板废弃物制造水泥熟料的方法步骤同实施例一，只是原料配比改变。
人造石钙铝板废弃物、石英石板废弃物和钢渣配比为：
人造石钙铝板废弃物：84.1份；
石英石板废弃物：10.3份；
钢渣:5.6份；
所述份数为质量份。
本实施例中人造石钙铝板废弃物，其成分含量百分比如表7所示：
表7人造石钙铝板废弃物中各成分含量百分比
SiO2 Al2O3 CaO MgO Fe2O3 K2O Na2O 杂质
0 2.68 41.96 0.32 0 0.08 0.17 54.79
所述石英石板废弃物，其成分含量百分比如表8所示：
表8石英石板废弃物中各成分含量百分比
SiO2 Al2O3 CaO MgO Fe2O3 K2O Na2O 杂质
89.54 0.54 0.68 1.0 0.48 0.17 0.9 6.69
所述钢渣，其成分含量百分比如表9所示：
表9钢渣中各成分含量百分比
SiO2 Al2O3 CaO MgO Fe2O3 K2O Na2O 杂质
50.56 3.97 8.38 5.26 30.45 046 0.29 063
根据上述步骤和配比制备的水泥生料中的各氧化物百分含量如表10所示：
表10水泥生料中的各氧化物百分含量
SiO2 Al2O3 CaO MgO Fe2O3 K2O Na2O Σ
12.05 2.53 35.83 067 175 011 0.25 53.19
根据上述步骤和配比制备的水泥熟料中的矿物百分含量如表11所示：
表11水泥熟料中的各矿物百分含量
f-CaO 1.22
KH 0.89
KH- 0.87
SM 3.34
IM 1.44
C3S 52.41
C2S 23.83
C3A 5.77
C4AF 8.27
Σ 98.04
实施例二中的到的水泥熟料的水泥强度列入表12中。
表12水泥熟料的水泥强度
Figure BDA00002676544800071
Figure BDA00002676544800081
本实施例中制备的水泥熟料经检验各项指标完全符合GB/T21372-2008硅酸盐水泥熟料通用标准。
本发明将人造石板废弃物再次利用，甚至变为可用资源代替天然资源的使用，达到节能减排的效果，又不造成二次污染，真正实现可持续性发展。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.利用人造石板废弃物生产水泥熟料的方法，其特征是，包括如下步骤： 
步骤一将人造石钙铝板废弃物和人造石英石废弃物按照以下配比： 
人造石钙铝板废弃物：80-85份； 
人造石石英石板废弃物：10-13份； 
所述份数为质量份。 
按照配比，将两种废弃物混合、干燥、粉磨，得到的废弃物混合物用孔径为0.080mm的筛子过筛，筛余控制在12％～14％，再用孔径为0.20mm筛子过筛，筛余控制在小于1.0％； 
步骤二将钢渣用磨机粉磨，用孔径为0.080mm的筛子过筛，筛余控制在12％～14％，再用孔径为0.20mm筛子过筛，筛余控制在小于1.0％； 
步骤三取粉磨好的钢渣5-7份，与步骤一的废弃物混合物混合均匀，得到水泥生料，水泥生料用孔径为0.080mm的筛子过筛，筛余控制在12％～14％，再用孔径为0.20mm筛子过筛，筛余控制在小于1.0％； 
步骤四采用带有预分解窑的干法窑的煅烧工艺煅烧，烧结温度为1400-1450℃，煅烧30分钟，然后用篦冷机冷却，得到水泥熟料； 
步骤五将冷却后的水泥熟料用水泥磨机粉磨，粉磨后水泥熟料粉体的平均比表面积达到380m2/kg，得到满足实际生产需要的水泥熟料。 
2.根据权利要求1所述的利用人造石板废弃物生产水泥熟料的方法，其特征是，所述人造石钙铝板废弃物、人造石英石板废弃物和钢渣配比为： 
人造石钙铝板废弃物：80份； 
人造石英石板废弃物：13份； 
钢渣:7份。
3.根据权利要求1所述的利用人造石板废弃物生产水泥熟料的方法，其特征是，所述人造石钙铝板废弃物、石英石板废弃物和钢渣配比为： 
人造石钙铝板废弃物：84.1份； 
人造石英石板废弃物：10.3份； 
钢渣:5.6份。
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