CN104370483A - 一种脱硫石膏固结成球用胶凝材料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种脱硫石膏固结成球用胶凝材料。主要解决了现有采用掺少量水泥对脱硫石膏进行固结而存在的造价高、浪费水泥活性的问题。其特征在于：该胶凝材料的组分及配比按质量百分比如下：矿渣粉为50-70%，普通硅酸盐水泥为20-30%，生石灰粉为10-20%。该脱硫石膏固结成球用胶凝材料，在脱硫石膏成球前加入脱硫石膏质量6%的复合胶凝材料，可提高脱硫石膏块体的抗压强度，并降低固结用胶凝材料部分的生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及水泥生产技术领域中一种胶凝材料，尤其是一种脱硫石膏固结成球用胶凝材料。
背景技术
脱硫石膏是燃煤电厂对烟气进行脱硫净化处理后的一种工业副产品，其主要成分为二水石膏，并含有一定量的碳酸钙和较多的水溶性盐。根据国家环保政策要求，我国所有新建发电厂必须进行烟气脱硫处理，既有发电厂也需逐步推进烟气脱硫改造治理，估计未来每年全国至少排放出近亿吨脱硫石膏。以脱硫石膏全部或部分代替天然石膏生产通用硅酸盐水泥是脱硫石膏资源化利用的重要途径，也是解决目前部分水泥厂存在的天然石膏供货断缺的优选方案。与天然石膏相比，脱硫石膏通常呈浆体状，附着水含量在10～20％左右,脱硫石膏的粒径较细,一般在5μm～300μm之间。因此，在水泥生产中利用原状脱硫石膏直接替代天然石膏，首先要解决好脱硫石膏的储存、输送、下料及计量过程中的粘堵和下料不畅问题。目前，国内外主要采用的技术措施包括四大类：1)将原状脱硫石膏经过加热烘干处理降低其含水率达到一定限值以下后再挤压成块状；2)将含湿量较大的原状脱硫石膏与其它水泥原材料如粉煤灰等进行预拌以减轻其粘堵现象；3)采用添置强制喂料盘或防堵料斗、增设辅助输送***等对水泥粉磨生产线进行技术改造，从而达到防止黏堵和下料不均的目的；4)通过掺加少量胶凝材料对原状脱硫石膏进行固结并挤压成球或成块状后使用。其中：第一种方案的烘干工艺需要大量能耗，不符合节能环保和可持续发展的要求；第二种方案会增加水泥生产厂的场地占用面积，不利于推广应用；第三种方案需要对水泥生产线进行改造，推广难度较大；第四种方案对脱硫石膏固化成球后既不需要烘干能耗，而且处理后的脱硫石膏颗粒的储存、运输、计量与天然石膏可以完全相同，是一种较理想的处理方法。但是，在第四种方案中，国内外普遍采用直接加入少量水泥作为胶凝材料对脱硫石膏进行固结成球，既浪费了此部分水泥的活性，也使处理后的脱硫石膏的造价较高，很难为大量水泥企业普遍接受。
发明内容
本发明在于克服背景技术中存在的现有采用掺少量水泥对脱硫石膏进行固结而存在的造价高、浪费水泥活性的问题，而提供一种脱硫石膏固结成球用胶凝材料。该脱硫石膏固结成球用胶凝材料，在脱硫石膏成球前加入脱硫石膏质量6％的胶凝材料，可提高脱硫石膏块体的抗压强度，并降低脱硫石膏固结成球工艺中胶凝材料部分的生产成本。
本发明解决其问题可通过如下技术方案来达到：该脱硫石膏固结成球用胶凝材料，其组分及配比按质量百分比如下：矿渣粉为50-70％，普通硅酸盐水泥为20-30％，生石灰粉为10-20％。
所述的矿渣粉是由粒化高炉矿渣经干燥、粉磨而得到的粉体材料，比表面积为350～400m2/kg；所述的普通硅酸盐水泥为32.5或42.5强度等级水泥；所述的生石灰粉中的氧化钙和氧化镁含量要求不低于80％，0.9mm筛筛余量不大于0.5％。
该脱硫石膏固结成球用胶凝材料作用原理：主要利用矿渣中的活性氧化铝与脱硫石膏中的硫酸盐发生快速化学反应生成钙矾石而使浆体产生早期强度；普通硅酸盐水泥的作用是与脱硫石膏中的自由水发生反应生成水化硅酸钙而进一步增强浆体强度和后期强度发展，同时水化反应放热以及水化反应生成的氢氧化钙又对矿渣粉起到激发活性的作用；生石灰的作用主要有两个方面：一是遇水快速反应消耗浆体中的自由水而降低脱硫石膏中的含水率，同时与水结合后形成高浓度的氢氧化钙孔隙溶液，激发矿渣粉的潜在活性。
本发明与上述背景技术相比较可具有如下有益效果：该脱硫石膏固结成球用胶凝材料，在脱硫石膏成球前加入脱硫石膏质量6％的复合胶凝材料，可提高脱硫石膏块体的抗压强度20％以上，并降低固结成球工艺中胶凝材料部分的生产成本20％以上。本发明具有生产工艺简单，生产成本低，利用工业废渣、经济效益显著等优点。
具体实施方式：
下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明：
实施例1
称取矿渣粉50g、普通硅酸盐水泥30g、生石灰粉20g混合均匀制成干粉状材料。
实施例2
称取矿渣粉60g、普通硅酸盐水泥20g、生石灰粉20g混合均匀制成干粉状材料。
实施例3
称取矿渣粉70g、普通硅酸盐水泥20g、生石灰粉10g混合均匀制成干粉状材料。
实施例4
称取矿渣粉60g、普通硅酸盐水泥30g、生石灰粉10g混合均匀制成干粉状材料。
实施例5
称取矿渣粉60g、普通硅酸盐水泥25g、生石灰粉15g混合均匀制成干粉状材料。
将上述实施例1-5进行实验室平行试验分析。脱硫石膏的初始含水率控制在12～15％，将以上所述的五个实施例制备的复合胶凝材料以6％掺量与脱硫石膏混合均匀，并在40～50kPa的压力下挤压密实成40mm×40mm×160mm的棱柱体试件，用塑料布密封在室温下养护不同时间后，然后按照GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法(ISO)法》进行抗压强度和抗折强度测试，检验结果如下表1所示。
表1水泥胶砂抗压强度和抗折强度测试检验结果
由上述结果可见，在6％的相同掺量条件下，使用本发明的复合胶凝材料可使脱硫石膏块体的3天、7天和28天抗压强度分别提高53％、40％和23％以上，并远远超过通常生产中所需要的1.2MPa以上。因此，在相同掺量条件下，复合胶凝材料可比传统的普通硅酸盐水泥显著提高脱硫石膏固化块体的强度，并降低固结用胶凝材料部分的生产成本20％以上。
Claims (2)
1.一种脱硫石膏固结成球用胶凝材料，其组分及配比按质量百分比如下：矿渣粉为50-70%，普通硅酸盐水泥为20-30%，生石灰粉为10-20%。
2.根据权利要求1所述的一种脱硫石膏固结成球用胶凝材料，其特征在于：所述的矿渣粉是由粒化高炉矿渣经干燥、粉磨而得到的粉体材料，比表面积为350~400m2/kg；所述的普通硅酸盐水泥为32.5或42.5强度等级水泥；所述的生石灰粉中的氧化钙和氧化镁含量要求不低于80%，0.9mm筛筛余量不大于0.5%。
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