CN109678369A - 一种多元固废制备水泥的生产工艺及方法 - Google Patents

一种多元固废制备水泥的生产工艺及方法 Download PDF

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徐瞒
张茂鹍
王东
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Abstract

本发明公开了一种多元固废制备水泥的生产工艺及方法，所述多元固废制备水泥的生产工艺包括以下重量组份的原料：含水磷石膏45％‑65％、碱性添加剂0.5％‑0.8％、矿粉2％‑5％、高炉矿渣35％‑55％，本发明一种多元固废制备水泥的生产工艺及方法通过添加有碱性添加剂，可以通过碱性添加剂在含水凝石膏预处理步骤中与含水凝石膏预混合均匀，从而通过碱性添加剂中和磷石膏中少量的残留可溶性酸，在配合陈化步骤，二次对含水磷石膏中的可溶性酸进行中和处理，有效的减少含水凝石膏中有害杂质对水泥凝结时间和凝结强度造成的影响，显著的提高了水泥的质量。

Description

一种多元固废制备水泥的生产工艺及方法
技术领域
本发明涉及固废制备水泥的技术领域，具体涉及一种多元固废制备水泥的生产工艺及方法。
背景技术
水泥，粉状水硬性无机胶凝材料。加水搅拌后成浆体，能在空气中硬化或者在水中更好的硬化，并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起，早期石灰与火山灰的混合物与现代的石灰火山灰水泥很相似，用它胶结碎石制成的混凝土，硬化后不但强度较高，而且还能抵抗淡水或含盐水的侵蚀。长期以来，它作为一种重要的胶凝材料，广泛应用于土木建筑、水利、国防等工程，现有水泥，主要是硅酸盐水泥，硅酸盐水泥有生产成本高、能耗大、工艺较复杂，我国当前经济建设中一方面需要大量的建筑材料，制备过程中消耗资源，另一方面大量工业固废和建筑垃圾需要资源化利用，通过以磷石膏、高炉矿渣等难以处理的工业固废为主要原料制备高性能固废水泥和混凝土可以节约资源同时对工业固废进行资源化利用。
但是目前一些多元固废制备水泥的生产工艺及方法缺少对含水凝石膏预处理措施，同时缺对含水凝石膏中含有少量的残留可溶性酸进行处理的添加剂，由于含水凝石膏中含有少量的残留可溶性酸，会对加工出的水泥凝结时间和凝结强度造成一定的影响，同时缩短水泥的使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多元固废制备水泥的生产工艺及方法以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多元固废制备水泥的生产工艺及方法，所述多元固废制备水泥的生产工艺包括以下重量组份的原料：含水磷石膏45％-65％、碱性添加剂0.5％-0.8％、矿粉2％-5％、高炉矿渣35％-55％。
优选的，所述含水磷石膏中含有的自由水占比为15％，且含水磷石膏的主要成分为硫酸钙(CaSO4)。
优选的，所述碱性添加剂为电石渣粉末和石灰粉末混合搅拌而成，且电石渣粉末和石灰石粉末的配比为1：1，而且碱性添加剂主要成分为氧化钙(CaO)或者氢氧化钙(CaOH)。
优选的，所述高炉矿渣主要的化学成分是：二氧化硅(SiO2)、三氧化二铝(Al2O3)、氧化镁(MgO)、氧化锰(MnO)、氧化铁(FeO)等。
一种多元固废制备水泥的生产工艺及方法，包括以下步骤：
S1：根据配比取含水磷石膏45％-65％，将含水磷石膏注入到球磨机中进行粉磨加工，含水磷石膏粉磨至比表面积大于500m2/kg，再将粉磨加工后的含水凝石膏粉末倒入存储仓中进行备用，然后在根据配比取高炉矿渣35％-55％，将高炉矿渣注入到球磨机中进行粉磨加工，高炉矿渣粉磨至表面积大于520m2/kg.然后粉磨后的高炉矿渣粉末注入到储存仓中储存。
S2：含水凝石膏预处理；根据配比取适量的含水凝石膏粉末和碱性添加剂加入到混合搅拌罐中，然后对混合搅拌罐内部的含水凝石膏和碱性添加剂进行充分搅拌混合，使得含水凝石膏和碱性添加剂充分反应得到原料A；
S3：湿式球磨；将原料A、适量的矿粉和适量的高炉矿渣粉末按照配比称量放入到搅拌机中进行充分混合搅拌，然后将混合搅拌后混合料B注入到湿式球磨机，再向湿式球磨机加入适量的水，通过湿式球磨机进行粉磨得到水泥桨液。
S4：陈化；将湿式球磨机粉磨后的水泥桨液通过螺旋输送管注入到储浆池进行陈化，陈化的时间为8h-10h；陈化时需要通过搅拌装置对储浆池内部的水泥桨液进行不断的充分搅拌，防止含水凝石膏桨液沉淀板结，使得水泥桨液混合均匀
S5：浓度调节；将储浆池内部混合均匀的水泥浆料装满浓度壶，然后通过浓度壶承重对桨叶的含固量进行测定，在对浓度壶装入水泥桨液时，需要在储浆池不同位置进行提取水泥桨液，分步进行三次测定，当三次测定的数据误差小于0.1％时，测定的结果有效
S6：浓度调节完成后了，将储浆池内部的水泥桨液通过螺旋提升管注入到储存罐中，最终完成对多元固废进行制备水泥。
优选的，所述含水凝石膏粉末和碱性添加剂的反应时间为3h-5h，且水含水凝石膏粉末和碱性添加剂的反应温度为25-50摄氏度。
优选的，所述桨液的含固量的浓度为55％-60％，可以保证桨液的足够流动度。
优选的，所述桨液含固量大于60％时，可以通过添加水搅拌补充，所述桨液含固量小于60％时，可以停止储浆池内部搅拌装置进行搅拌，使得桨液沉淀，然后将表层的水抽出，再通过搅拌装置继续混合搅拌。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过添加有碱性添加剂，可以通过碱性添加剂在含水凝石膏预处理步骤中与含水凝石膏预混合均匀，从而通过碱性添加剂中和磷石膏中少量的残留可溶性酸，在配合陈化步骤，二次对含水磷石膏中的可溶性酸进行中和处理，有效的减少含水凝石膏中有害杂质对水泥凝结时间和凝结强度造成的影响，显著的提高了水泥的质量，延长水泥的使用寿命，同时普通的水泥制品相比，由于大量的使用含水凝石膏和高炉矿渣最为水泥的替代品，减少硅酸盐水泥的用量，因此固废水泥具有较大的成本优势，另外可以对含水凝石膏和高炉矿渣进行资源化利用，减少了含水凝石膏和高炉矿渣堆放占比，降低了含水凝石膏和高炉矿渣对环境的污染，有利于保护环境，节约用地，社会效益和经济效益显著。
附图说明
图1为本发明一种多元固废制备水泥的生产工艺及方法制备流程示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种技术方案：一种多元固废制备水泥的生产工艺及方法，多元固废制备水泥的生产工艺包括以下重量组份的原料：含水磷石膏45％-65％、碱性添加剂0.5％-0.8％、矿粉2％-5％、高炉矿渣35％-55％，含水磷石膏中含有的自由水占比为15％，且含水磷石膏的主要成分为硫酸钙(CaSO4)，碱性添加剂为电石渣粉末和石灰粉末混合搅拌而成，且电石渣粉末和石灰石粉末的配比为1：1，而且碱性添加剂主要成分为氧化钙(CaO)或者氢氧化钙(CaOH),碱性添加剂中和磷石膏中少量的残留可溶性酸，减少含水凝石膏中有害杂质对水泥凝结时间和凝结强度造成的影响，高炉矿渣主要的化学成分是：二氧化硅(SiO2)、三氧化二铝(Al2O3)、氧化镁(MgO)、氧化锰(MnO)、氧化铁(FeO)等。
一种多元固废制备水泥的生产工艺及方法，包括以下步骤：
S1：根据配比取含水磷石膏45％-65％，将含水磷石膏注入到球磨机中进行粉磨加工，含水磷石膏粉磨至比表面积大于500m2/kg，再将粉磨加工后的含水凝石膏粉末倒入存储仓中进行备用，然后在根据配比取高炉矿渣35％-55％，将高炉矿渣注入到球磨机中进行粉磨加工，高炉矿渣粉磨至表面积大于520m2/kg.然后粉磨后的高炉矿渣粉末注入到储存仓中储存。
S2：含水凝石膏预处理；根据配比取适量的含水凝石膏粉末和碱性添加剂加入到混合搅拌罐中，然后对混合搅拌罐内部的含水凝石膏和碱性添加剂进行充分搅拌混合，使得含水凝石膏和碱性添加剂充分反应得到原料A；
S3：湿式球磨；将原料A、适量的矿粉和适量的高炉矿渣粉末按照配比称量放入到搅拌机中进行充分混合搅拌，然后将混合搅拌后混合料B注入到湿式球磨机，再向湿式球磨机加入适量的水，通过湿式球磨机进行粉磨得到水泥桨液。
S4：陈化；将湿式球磨机粉磨后的水泥桨液通过螺旋输送管注入到储浆池进行陈化，陈化的时间为8h-10h；陈化时需要通过搅拌装置对储浆池内部的水泥桨液进行不断的充分搅拌，防止含水凝石膏桨液沉淀板结，使得水泥桨液混合均匀
S5：浓度调节；将储浆池内部混合均匀的水泥浆料装满浓度壶，然后通过浓度壶承重对桨叶的含固量进行测定，在对浓度壶装入水泥桨液时，需要在储浆池不同位置进行提取水泥桨液，分步进行三次测定，当三次测定的数据误差小于0.1％时，测定的结果有效
S6：浓度调节完成后了，将储浆池内部的水泥桨液通过螺旋提升管注入到储存罐中，最终完成对多元固废进行制备水泥。
含水凝石膏粉末和碱性添加剂的反应时间为3h-5h，且水含水凝石膏粉末和碱性添加剂的反应温度为25-50摄氏度，桨液的含固量的浓度为55％-60％，可以保证桨液的足够流动度，桨液含固量大于60％时，可以通过添加水搅拌补充，所述桨液含固量小于60％时，可以停止储浆池内部搅拌装置进行搅拌，使得桨液沉淀，然后将表层的水抽出，再通过搅拌装置继续混合搅拌。
在对制备的水泥桨液进行性能检测时，直接将制备的水泥桨液与砂石骨料，减水剂的配料进行计量配料混合，通过成型机压制成坯，经养护成为制品，然后通过制品对水泥抗淡水侵蚀性能和水泥的强度等常规性能进行测试。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种多元固废制备水泥的生产工艺及方法，其特征在于，所述多元固废制备水泥的生产工艺包括以下重量组份的原料：含水磷石膏45％-65％、碱性添加剂0.5％-0.8％、矿粉2％-5％、高炉矿渣35％-55％。
2.根据权利要求1所述的一种多元固废制备水泥的生产工艺及方法，其特征在于:所述含水磷石膏中含有的自由水占比为15％，且含水磷石膏的主要成分为硫酸钙(CaSO4)。
3.根据权利要求1所述的一种多元固废制备水泥的生产工艺及方法，其特征在于:所述碱性添加剂为电石渣粉末和石灰粉末混合搅拌而成，且电石渣粉末和石灰石粉末的配比为1：1，而且碱性添加剂主要成分为氧化钙(CaO)或者氢氧化钙(CaOH)。
4.根据权利要求1所述的一种多元固废制备水泥的生产工艺及方法，其特征在于:所述高炉矿渣主要的化学成分是：二氧化硅(SiO2)、三氧化二铝(Al2O3)、氧化镁(MgO)、氧化锰(MnO)、氧化铁(FeO)等。
5.根据权利要求1-4所述的一种多元固废制备水泥的生产工艺及方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：根据配比取含水磷石膏45％-65％，将含水磷石膏注入到球磨机中进行粉磨加工，含水磷石膏粉磨至比表面积大于500m2/kg，再将粉磨加工后的含水凝石膏粉末倒入存储仓中进行备用，然后在根据配比取高炉矿渣35％-55％，将高炉矿渣注入到球磨机中进行粉磨加工，高炉矿渣粉磨至表面积大于520m2/kg，然后粉磨后的高炉矿渣粉末注入到储存仓中储存。
S2：含水凝石膏预处理；根据配比取适量的含水凝石膏粉末和碱性添加剂加入到混合搅拌罐中，然后对混合搅拌罐内部的含水凝石膏和碱性添加剂进行充分搅拌混合，使得含水凝石膏和碱性添加剂充分反应得到原料A。
S3：湿式球磨；将原料A、适量的矿粉和适量的高炉矿渣粉末按照配比称量放入到搅拌机中进行充分混合搅拌，然后将混合搅拌后混合料B注入到湿式球磨机，再向湿式球磨机加入适量的水，通过湿式球磨机进行粉磨得到水泥桨液。
S4：陈化；将湿式球磨机粉磨后的水泥桨液通过螺旋输送管注入到储浆池进行陈化，陈化的时间为8h-10h；陈化时需要通过搅拌装置对储浆池内部的水泥桨液进行不断的充分搅拌，防止含水凝石膏桨液沉淀板结，使得水泥桨液混合均匀。
S5：浓度调节；将储浆池内部混合均匀的水泥浆料装满浓度壶，然后通过浓度壶承重对桨叶的含固量进行测定，在对浓度壶装入水泥桨液时，需要在储浆池不同位置进行提取水泥桨液，分步进行三次测定，当三次测定的数据误差小于0.1％时，测定的结果有效。
S6：浓度调节完成后了，将储浆池内部的水泥桨液通过螺旋提升管注入到储存罐中，最终完成对多元固废进行制备水泥。
6.根据一种如权利要求5所述的一种多元固废制备水泥的生产工艺及方法，其特征在于，所述含水凝石膏粉末和碱性添加剂的反应时间为3h-5h，且水含水凝石膏粉末和碱性添加剂的反应温度为25-50摄氏度。
7.根据一种如权利要求5所述的一种多元固废制备水泥的生产工艺及方法，其特征在于，所述桨液的含固量的浓度为55％-60％，可以保证桨液的足够流动度。
根据一种如权利要求5所述的一种多元固废制备水泥的生产工艺及方法，其特征在于，所述桨液含固量大于60％时，可以通过添加水搅拌补充，所述桨液含固量小于60％时，可以停止储浆池内部搅拌装置进行搅拌，使得桨液沉淀，然后将表层的水抽出，再通过搅拌装置继续混合搅拌。
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