專利名稱：立窯利用電石渣配料生產水泥的新工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及水泥工業在資源綜合利用、節約能源和保護環境方面的新工藝，具體涉及一種立窯利用電石渣配料生產水泥的新工藝，也可用于濕法旋窯改造。
背景技術：
電石渣是煤化工行業用乙炔法生產聚氯乙烯樹脂的工業廢渣，過去大多數企業將電石渣擇地堆存或鋪墊路基甚至直接排入江河，不利于環境保護。
我國于上世紀七十年代開始利用電石渣生產水泥熟料，主要采用濕法長窯生產工藝，隨后出現了立窯、立波爾窯及五級旋風預熱器窯生產工藝，但這些生產工藝的技術經濟指標相對落后。
目前主要采用的工藝，有如下幾種1.帶壓濾半濕法回轉窯生產工藝將成分基本穩定的電石渣漿直接送入已磨好的其它組分的料漿庫中制成混合均勻的生料料漿，通過機械脫水成為含水分34％左右的料餅，送入回轉窯煅燒成水泥熟料。回轉窯單位容積產量低，企業的規模效益難以實現；其它組分必須加水粉磨成合格的料漿，生產熟料仍需要加水，無形中增加水資源和能源的消耗；熟料燒成熱耗一般在6000KJ/Kg左右，雖然熱耗高，但電石渣可以替代全部石灰石生產水泥熟料，該生產工藝過去是大多數化工企業的主要選擇；隨著煤價的上漲，許多濕法回轉窯生產廠被迫停產，這是水泥工業不可持續發展的首要影響因素。
2.濕磨干燒生產工藝將成分基本穩定的電石渣漿直接送入已磨好的其它組分的料漿庫中制成混合均勻的生料料漿，通過機械脫水成為含水分34％左右的料餅，再送入破碎烘干機利用窯尾廢氣余熱烘干料餅，烘干后的物料隨氣流進入窯尾預熱器、分解爐、回轉窯煅燒成水泥熟料。采用濕磨干燒技術，回轉窯單位容積產量較高，熟料燒成熱耗為4000KJ/Kg，電石渣在原料中的摻量一般在15％以下，消耗電石渣量有限；同帶壓濾半濕法回轉窯生產工藝一樣，沒有改變生產熟料仍需要加水的弊端。
3.新型干法生產工藝采用機械脫水作為濕排電石渣的前置處理設備，并利用窯尾高溫廢氣作為烘干熱源，使用烘干能力強的立式磨對含水量較高的配合生料進行烘干粉磨，采取新型干法生產工藝生產水泥熟料，熟料燒成熱耗可降至3100～3360KJ/Kg；近來，電石渣摻量占原料總量的比例≥50％。由于電石渣屬于高濕含量輕質廢渣，烘干處理難度非常大；電石渣中Ca(OH)2的分解溫度約580℃左右，低于CaCO3的分解溫度，在溫度較高的旋風筒和分解爐錐部易產生堵塞，不利于連續穩定生產，處理成本較高。
查詢國內外相關文獻資料，目前最先進的電石渣生產水泥熟料工藝為新型干法生產工藝，雖然熟料燒成熱耗低，但烘干及粉磨能耗高，并不利于節約能源，加之投資過大，較難普遍推廣實施。迫切需要一種工藝簡單、投資較小、技術可靠的新技術新工藝。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是解決上述現有技術存在的問題，而提供一種工藝簡單、投資少、見效快、易于環保達標、節省大量煤耗和能耗、節約水資源和石灰石資源、減少CO2排放的立窯利用電石渣配料生產水泥的新工藝。
本發明采用的技術方案是采用電石渣全部或部分取代水泥生料配料中的石灰石，將經過壓濾后的電石渣作為生料原料直接與其它經過粉磨的原料配料混合均勻，制成生料棒或生料球，進入立窯煅燒成熟料。
上述技術方案中，經過壓濾后的電石渣是指將電石渣漿壓濾脫水，一般采用廂式壓濾機或其它帶氣橡膠隔膜板框壓濾脫水機等，先將電石渣漿濃縮至水份70～80％后，再用渣漿泵注入壓濾機，過濾壓力一般為0.8～1.0Mpa，靜壓脫水后或再通入壓縮空氣保壓，使濾餅水份進一步降低。
上述“將經過壓濾后的電石渣作為生料原料直接與其它經過粉磨的原料配料混合均勻”，其特征在于采用壓濾后含水量在20～50％的電石渣作為生料原料直接配料，利用電石渣中的水分作為成型水分，同時省掉大量的烘干和粉磨量。
上述“將經過壓濾后的電石渣作為生料原料直接與其它經過粉磨的原料配料混合均勻”，其特征在于用于混合與均質生料的工藝設備中，采用了既有混合作用又有碾壓作用的行星式輪碾混合機或其它碾輪混合機及其它混煉機械，碾散了電石渣中的團粒及可能存在的干粉團粒，促使生料混合均勻，降低燒成熟料中游離氧化鈣含量。
上述“制成生料棒或生料球”，其特征在于使用滾輪擠壓成型機改生料的成球為生料成型成同一規格的實心料棒或空心料棒；或利用成球盤、對滾式成型機、螺旋擠出成型機成型。
這種立窯利用電石渣配料生產水泥的新工藝，所述的生料配料為兩級配料將硅質原料、校正原料、煤及必要的礦化助燒劑等配料粉磨制成生料組分A，或者將硅質原料、校正原料、煤及必要的礦化助燒劑和部分石灰石配料粉磨制成生料組分B，然后將組分A或組分B與電石渣按比例配料，經預混合、碾壓混合均勻，成型制成生料棒或生料球，進入立窯煅燒成熟料，其中的預混合和打散工序視情況可以取消，預混合采用雙軸攪拌機或其它強制式機械攪拌設備。
上述技術方案中，所述的硅質原料指含二氧化硅較高的粘土、頁巖、粉煤灰、爐渣、矸石及其它無機礦物和工業廢渣；校正原料包括硅質校正原料、鐵質校正原料、鋁質校正原料，指為調整合適的生料CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3化學組成添加的校正原料，如礦砂、鐵礦石、硫酸渣、鉛鋅渣、高鋁土等；礦化助燒劑指為改善熟料礦物燒成和穩定，降低燒成煤耗所添加的各類礦化劑、晶種、助燒劑、節煤粉等，為含鉀、鈉、鈣、鎂、鋁、鐵、錳、鋇、鋰、鍶、銫和稀土元素的氯化物、氟化物、硫酸鹽、硝酸鹽、氟硅酸鹽、高錳酸鹽、氯酸鹽、高氯酸鹽、重鉻酸鹽、磷酸鹽和有機酸鹽及熟料、工業廢渣、尾礦中的一種或數種，礦化助燒劑用量為生料量的萬分之二至百分之十不等。
上述技術方案中，生料兩級配料各組分百分比依所取原燃材料的化學分析和工業分析不同差異很大，依原燃材料條件采用控制生料合理的三率值范圍為飽和比(KH)0.82～1.05，硅率(N)1.6～2.5，鋁率(P)1.0～2.4。
本發明具有如下顯著優點1.投資少，見效快，且易于環保達標。
2.可節省大量的烘干和粉磨能耗。
3.比采用石灰石生產水泥熟料燒成熱耗有較大降低，熟料形成熱約為普通生料的熟料形成熱的五分之三或更低，燒成煤耗可與新型干法競爭。
4.可以節約我國石灰石資源和減少CO2排放，采用石灰石生產水泥熟料1噸熟料約需要消耗1.28噸優質石灰石，同時向大氣中排放0.57噸CO2。
5.可以減輕水資源的消費，采用石灰石生產1噸熟料需要多消耗0.15噸水。
圖1為本發明工藝流程圖
具體實施例方式技術要點1.利用電石渣中的主要成分Ca(OH)2取代常規生料配料中的CaCO3提供CaO，并利用電石渣的分解熱(約1160KJ/Kg)較石灰石的分解熱(約1660KJ/Kg)低來降低熟料燒成熱耗。
2.將入窯生料制備分成兩大組分再復合均勻，充分利用電石渣的特性，省掉大量的烘干和粉磨工作，利用電石渣中水分作為成型水分。當相對穩定的電石渣水分較低時，利用電石渣全部取代石灰石；當相對穩定的電石渣水分較高時，利用電石渣取代大部分石灰石。
3.采用碾壓式混合，充分打散電石渣及干粉料可能存在的團粒，達到生料混合均勻、各組分物料接觸良好，利于煅燒過程的化學反應。
實施例株洲某廠立窯試生產線，利用株化集團聚氯乙烯生產中排放的電石渣全部取代石灰石，電石渣水分35-38％，干基CaO含量平均67.70％。試生產中生料原料采用粉煤灰、矽砂、硫酸泥、鋅渣、無煙煤和電石渣。干生料粉采用粉煤灰、矽砂、硫酸泥、鋅渣和無煙煤配料，經Φ1.83×7m帶選粉機生料磨粉磨，細度80um篩余9.8％。干生料粉和電石渣經計量配料進入雙軸攪拌機預混合，然后卸入行星式輪碾混合機碾壓混合，經打散后送入滾輪擠壓成型機成型為Φ10mm的料棒，成型的棒料經皮帶送至立窯上原有料球入窯皮帶運送入窯煅燒。
試生產中，熟料3天平均抗壓強度32.19MPa，28天平均抗壓強度60.34MPa，fCaO1.9％，熟料出磨安定，熟料配熱平均值3312KJ/Kg(792Kcal/Kg)。
權利要求
1.一種立窯利用電石渣配料生產水泥的新工藝，其特征在于采用電石渣全部或部分取代水泥生料配料中的石灰石，將經過壓濾后的電石渣作為生料原料直接與其它經過粉磨的原料配料混合均勻，制成生料棒或生料球，進入立窯煅燒成熟料。
2.根據權利要求1所述的立窯利用電石渣配料生產水泥的新工藝，其特征在于所述的壓濾后的電石渣含水量在20～50％。
3.根據權利要求1所述的立窯利用電石渣配料生產水泥的新工藝，其特征在于所述的壓濾后的電石渣，是指將電石渣漿壓濾脫水，一般采用廂式壓濾機或其它帶氣橡膠隔膜板框壓濾脫水機，先將電石渣漿濃縮至水份70～80％后，再用渣漿泵注入壓濾機，過濾壓力一般為0.8～1.0Mpa，靜壓脫水后或再通入壓縮空氣保壓，使濾餅水份進一步降低。
4.根據權利要求1所述的立窯利用電石渣配料生產水泥的新工藝，其特征在于所述的制成生料棒或生料球，是使用滾輪擠壓成型機改生料的成球為生料成型成同一規格的實心料棒或空心料棒；或利用成球盤、對滾式成型機、螺旋擠出成型機成型。
5.根據權利要求1所述的立窯利用電石渣配料生產水泥的新工藝，其特征在于混合與均質生料的工藝設備中，采用了既有混合作用又有碾壓作用的行星式輪碾混合機或其它碾輪混合機及其它混煉機械，碾散了電石渣中的團粒及可能存在的干粉團粒，促使生料混合均勻，降低燒成熟料中游離氧化鈣含量。
6.根據權利要求1所述的立窯利用電石渣配料生產水泥的新工藝，其特征在于所述的生料配料為兩級配料將硅質原料、校正原料、煤及必要的礦化助燒劑配料粉磨制成生料組分A，或者將硅質原料、校正原料、煤及必要的礦化助燒劑和部分石灰石配料粉磨制成生料組分B，然后將組分A或組分B與電石渣按比例配料，經預混合、碾壓混合均勻，成型制成生料棒或生料球，進入立窯煅燒成熟料，其中的預混合和打散工序視情況可以取消，預混合采用雙軸攪拌機或其它強制式機械攪拌設備。
7.根據權利要求6所述的立窯利用電石渣配料生產水泥的新工藝，其特征在于所述的硅質原料指含二氧化硅較高的粘土、頁巖、粉煤灰、爐渣、殲石及其它無機礦物和工業廢渣；校正原料包括硅質校正原料、鐵質校正原料、鋁質校正原料，指為調整合適的生料CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3化學組成添加的校正原料，如礦砂、鐵礦石、硫酸渣、鉛鋅渣、高鋁土等；礦化助燒劑指為改善熟料礦物燒成和穩定，降低燒成煤耗所添加的各類礦化劑、晶種、助燒劑、節煤粉等，為含鉀、鈉、鈣、鎂、鋁、鐵、錳、鋇、鋰、鍶、銫和稀土元素的氯化物、氟化物、硫酸鹽、硝酸鹽、氟硅酸鹽、高錳酸鹽、氯酸鹽、高氯酸鹽、重鉻酸鹽、磷酸鹽和有機酸鹽及熟料、工業廢渣、尾礦中的一種或數種，礦化助燒劑用量為生料量的萬分之二至百分之十。
8.根據權利要求6所述的立窯利用電石渣配料生產水泥的新工藝，其特征在于所述的生料兩級配料各組分百分比依所取原燃材料的化學分析和工業分析不同差異很大，依原燃材料條件采用控制生料合理的三率值范圍為飽和比(KH)0.82～1.05，硅率(N)1.6～2.5，鋁率(P)1.0～2.4。
全文摘要
一種立窯利用電石渣配料生產水泥的新工藝利用電石渣全部或部分取代水泥生料配料中的石灰石，將經過壓濾后的電石渣作為生料原料直接與其它經過粉磨的原料配料混合均勻，制成生料棒或生料球，進入立窯煅燒成熟料。本發明投資少、見效快、能耗低、易于環保達標，而且節煤、節水、節約石灰石資源，減少CO
文檔編號C04B7/40GK101041561SQ20061013670
公開日2007年9月26日 申請日期2006年11月17日 優先權日2006年11月17日
發明者尹小林 申請人:尹小林