CN106630704A - 一种贝利特‑硫铝酸钙水泥熟料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种贝利特‑硫铝酸钙水泥熟料及其制备方法,它是由以下重量份的原料制得:铝矾土尾矿30~45、石灰石40~57、柠檬石膏10~23、砂岩1~9。制备方法为(1)粉磨;(2)预热;(3)预分解;(4)高温烧成。本发明充分利用铝矾土尾矿等低品位资源制备贝利特‑硫铝酸钙水泥熟料,制备方法简单易行,硫铝酸钙含量介于35~50%,β型硅酸二钙含量介于28~45%。
Description
技术领域
本发明属于特种生态建筑材料领域,特别涉及一种贝利特-硫铝酸钙水泥熟料及其制备方法。
背景技术
贝利特-硫铝酸钙水泥为特种生态建筑材料之一,其熟料主要矿物为无水硫铝酸钙和β型硅酸二钙,具备水化硬化快、早期强度高、结构致密、耐腐蚀、碱度低、煅烧温度低、CO2排放量小、易粉磨等优良特性,常被用于工程抢修、海洋工程、植生混凝土等领域。但该水泥熟料对原料品质要求较高,成本较高,因此贝利特-硫铝酸钙水泥的发展应用受到严重制约。
铝矾土是一种含有杂质的水合氧化铝天然矿物,其主要成分为氧化铝。我国80%以上铝矾土矿属于一水硬铝石,具有高铝、高硅、低铁的特点,其铝硅比介于5~8之间。而国际上广泛使用的、成本较低的冶炼氧化铝的方法-拜耳法无法利用我国特有的铝矾土矿资源冶炼氧化铝。因此,为了提高我国炼铝行业在国际市场上的竞争力,以及更加充分合理的利用我国自身的铝矾土矿资源,科研人员研究提出了“选矿-拜耳法”生产氧化铝的新工艺路线。但是,利用该方法开采铝矾土矿会产生占原矿20%左右的铝矾土尾矿。我国每生产1吨铝便会产出1.5吨的铝矾土尾矿。目前,我国炼铝行业年产量突破3000万吨,因此我国铝矾土尾矿的年产量超过4500万吨。如此大量的铝矾土尾矿不仅占压土地,而且会形成扬沙,造成严重的环境污染,危害人民身体健康。因此,我国铝矾土尾矿的处理及应用已成为亟需解决的问题。
发明内容
为了解决上述贝利特-硫铝酸钙水泥熟料和铝矾土尾矿存在的问题,本发明提供了一种贝利特-硫铝酸钙水泥熟料及其制备方法。该水泥熟料采用铝矾土尾矿和高镁石灰石等为原料,制备方法简单易行,硫铝酸钙含量介于35~50%,β型硅酸二钙含量介于28~45%。
本发明技术方案如下:
一种贝利特-硫铝酸钙水泥熟料,其特征在于,它是由以下重量份的原料制得:铝矾土尾矿30~45、石灰石40~57、柠檬石膏10~23、砂岩1~9。
一种制备贝利特-硫铝酸钙水泥熟料的方法,其特征在于,它是由以下步骤组成:(1)粉磨;(2)预热;(3)预分解;(4)高温烧成。
所述的铝矾土尾矿其化学组成中氧化铝含量介于30~46%。
所述的石灰石其化学组成中氧化钙含量介于37~50%,氧化镁含量介于1.5~6%。
所述的柠檬石膏其化学组成中三氧化硫含量介于35~48%。
所述的砂岩其化学组成中氧化钙含量介于75~90%。
所述的步骤(1)为将上述原料按重量配比入磨粉磨至一定细度(200目筛余介于1.0~5.0%)。
所述的步骤(2)为将完成步骤(1)的物料送入预热器,预热温度介于450~620℃,预热时间介于15~30分钟。
所述的步骤(3)为将完成步骤(2)的物料送入预分解窑,预分解温度介于790~950℃,预分解时间介于35~60分钟。
所述的步骤(4)为将完成步骤(3)的物料由气力输送至回转窑,窑炉温度介于1200~1320℃,烧成时间介于40~55分钟。
该水泥熟料采用铝矾土尾矿和高镁石灰石等为原料,结合一定的温度制度,高温煅烧而得。铝矾土尾矿为工业炼铝行业浮选精矿后产生的废弃物,我国尾矿的年产量超过4500万吨。我国优质石灰石资源逐渐减少,而低品位高镁石灰石储量十分丰富,因此需要对低品位高镁石灰石进行开发利用。柠檬石膏为工业生产柠檬酸产生的废渣,价格较低。砂岩为一种高钙型矿物,可以良好的调节水泥熟料中的钙硅比。
本发明的突出优点在于:
(1)充分利用铝矾土尾矿等低品位资源制备贝利特-硫铝酸钙水泥熟料;
(2)制备方法简单易行,成本低廉。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
实施例1
一种贝利特-硫铝酸钙水泥熟料,各组分重量份数如下:
铝矾土尾矿 45
石灰石 40
柠檬石膏 10
砂岩 5
上述铝矾土尾矿化学组成中氧化铝含量为30%;石灰石化学组成中氧化钙含量为50%,氧化镁含量为1.5%;柠檬石膏化学组成中三氧化硫含量为48%;砂岩化学组成中氧化钙含量为85%。
制备方法为(1)为将上述原料按重量配比入磨粉磨至一定细度(200目筛余为1.0%);(2)将步骤(1)中物料送入预热器,预热温度为450℃,预热时间为30分钟;(3)将完成步骤(2)的物料送入预分解窑,预分解温度为950℃,预分解时间为35分钟;(4)将完成步骤(3)的物料由气力输送至回转窑,窑炉温度为1200℃,烧成时间为55分钟。
该水泥熟料中硫铝酸钙含量为50%,β型硅酸二钙的含量为28%。
实施例2
一种贝利特-硫铝酸钙水泥熟料,各组分重量份数如下:
铝矾土尾矿 30
石灰石 57
柠檬石膏 12
砂岩 1
上述铝矾土尾矿化学组成中氧化铝含量为46%;石灰石化学组成中氧化钙含量为37%,氧化镁含量为6%;柠檬石膏化学组成中三氧化硫含量为35%;砂岩化学组成中氧化钙含量为75%。
制备方法为(1)为将上述原料按重量配比入磨粉磨至一定细度(200目筛余为5.0%);(2)将步骤(1)中物料送入预热器,预热温度为620℃,预热时间为15分钟;(3)将完成步骤(2)的物料送入预分解窑,预分解温度为790℃,预分解时间为60分钟;(4)将完成步骤(3)的物料由气力输送至回转窑,窑炉温度为1320℃,烧成时间为40分钟。
该水泥熟料中硫铝酸钙含量为35%,β型硅酸二钙的含量为45%。
实施例3
一种贝利特-硫铝酸钙水泥熟料,各组分重量份数如下:
铝矾土尾矿 40
石灰石 45
柠檬石膏 13
砂岩 2
上述铝矾土尾矿化学组成中氧化铝含量为40%;石灰石化学组成中氧化钙含量为45%,氧化镁含量为3%;柠檬石膏化学组成中三氧化硫含量为41%;砂岩化学组成中氧化钙含量为90%。
制备方法为(1)为将上述原料按重量配比入磨粉磨至一定细度(200目筛余为3.5%);(2)将步骤(1)中物料送入预热器,预热温度为550℃,预热时间为20分钟;(3)将完成步骤(2)的物料送入预分解窑,预分解温度为860℃,预分解时间为45分钟;(4)将完成步骤(3)的物料由气力输送至回转窑,窑炉温度为1250℃,烧成时间为50分钟。
该水泥熟料中硫铝酸钙含量为41%,β型硅酸二钙的含量为37%。
Claims (9)
1.一种贝利特-硫铝酸钙水泥熟料,其特征在于,它是由以下重量份的原料制得:铝矾土尾矿30~45、石灰石40~57、柠檬石膏10~23、砂岩1~9。
2.一种制备贝利特-硫铝酸钙水泥熟料的方法,其特征在于,它是由以下步骤组成:(1)粉磨;(2)预热;(3)预分解;(4)高温烧成。
3.根据权利要求1所述的水泥熟料,其特征在于,所述的铝矾土尾矿其化学组成中氧化铝含量介于30~46%。
4.根据权利要求1所述的水泥熟料,其特征在于,所述的石灰石其化学组成中氧化钙含量介于37~50%,氧化镁含量介于1.5~6%。
5.根据权利要求1所述的水泥熟料,其特征在于,所述的柠檬石膏其化学组成中三氧化硫含量介于35~48%。
6.根据权利要求1所述的水泥熟料,其特征在于,所述的砂岩其化学组成中氧化钙含量介于75~90%。
7.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述的步骤(1)为将上述原料按重量配比入磨粉磨至一定细度(200目筛余介于1.0~5.0%)。
8.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述的步骤(2)为将完成步骤(1)的物料送入预热器,预热温度介于450~620℃,预热时间介于15~30分钟。
9.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述的步骤(3)为将完成步骤(2)的物料送入预分解窑,预分解温度介于790~950℃,预分解时间介于35~60分钟;
根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述的步骤(4)为将完成步骤(3)的物料由气力输送至回转窑,窑炉温度介于1200~1320℃,烧成时间介于40~55分钟。
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