專利名稱：硫酸鋁渣用作水泥配料的處理方法
技術領域：
本發明涉及一種廢渣處理方法，特別是對化工廠用硫酸處理含高氧化鋁，如鋁礬土等礦物生產硫酸鋁排出的硫酸鋁渣用作水泥配料而進行的無害化處理的一種方法，屬于環保或水泥領域。
背景技術：
硫酸鋁渣是化工廠用硫酸處理含高氧化鋁，如鋁礬土等礦物生產硫酸鋁排出的廢渣，它含有15％左右的Al2O3，10％左右的SO3，大部分是SiO2和少部分其它氧化物，PH值小于6，含水量在40％左右，開發利用困難，只能作廢渣處理，長期堆積如山，大量占用土地，經雨淋后的廢液滲漏，大量污染農田，對環境造成嚴重污染，是化工廠的主害之一。為了變廢為寶，消除公害，很多人想了不少辦法，其中也有人設法將其摻到水泥中作水泥配料，其方法主要是將硫酸鋁渣作水泥生料中的一種原料使用或直接摻到水泥熟料中使用，對于將硫酸鋁渣作水泥生料中的一種原料使用時，則需將其在水泥窯中焙燒到約1500℃高溫時才能燒結成水泥熟料，使能量消耗加大且生產效率降低，所以對降低成本的作用不大，很少有人用到實際生產中。對于將硫酸鋁渣直接摻到水泥熟料中使用的想法在實際生產中也難以實現，因硫酸鋁渣是化工廠用硫酸處理含高氧化鋁，如鋁礬土等礦物生產硫酸鋁排出的廢渣，它含有15％左右的Al2O3、10％左右的SO3、大部分是SiO2和少部分其它氧化物，PH值小于6，含水量在40％左右，如直接摻在水泥熟料中，會使熟料提前水化，降低后來水泥水化能力，也因粉磨物料受潮，影響磨機臺時產量，所以也無實際使用價值。綜上所述，到目前為止，硫酸鋁渣還是未能大量的用作水泥配料。
發明內容
本發明的目的是為了克服上述的直接作水泥原料而增加能耗和降低生產效率的不足之處，還要克服直接摻在水泥熟料中而使熟料提前水化而降低后來水泥水化能力和因粉磨物料受潮而影響磨機臺時產量等不足之處，提供一種耗能量低、不影響水泥水化能力和磨機臺時產量、能明顯提高水泥耐磨等性能和降低水泥成本的一種將硫酸鋁渣用作水泥配料的處理方法。
本發明的硫酸鋁渣用作水泥配料的處理方法，其特征在于包括以下步驟A)將重量份為硫酸鋁渣1-3份、乙炔氣渣1-2份、粉煤灰1-2分加適量水攪拌后制成坯塊，自然養護晾干成生坯塊；B)將生坯塊置于輪窯內以較低溫度焙燒8-30小時后自然冷卻出窯而成熟坯塊；C)將熟坯塊單獨磨成粉，直接用于水泥或砼中，也可將熟坯塊與水泥熟料一起粉磨成水泥。
為了能將生坯塊燒透又能使焙燒溫度較低而使熟坯塊的結構產生新的功能基團，即增加極微小的高分散性的硅和鈣的水化物，焙燒時的輪窯溫度以280-680℃為宜。
為了便于晾干和焙燒，所述坯塊的體積以(4-8)×(8-16)×(20-30)cm為宜。
本方法使用的硫酸鋁渣，是化工廠用硫酸處理含高氧化鋁，如鋁礬土等礦物生產硫酸鋁產品時排出的會對環境造成嚴重污染的廢渣，乙炔氣渣和粉煤灰也都是工業廢渣，按一定比例混合制坯，再經低溫焙燒，可使產品結構中產生新的功能基團，增加了極微小的高分散性的硅和鈣的水化物，在水泥中，能更好地和熟料產生水化物共同膠合，所用的骨料也能和具有水硬性水化速度較慢的礦渣之類材料緊緊膠合，并能給這些水化緩慢的材料提供好的水化條件。更富有耐久性能好、特別是能夠給礦渣之類的水化慢的材料提供好的水化條件。因此，經加工處理出來的硫酸鋁渣產品，在水泥中應用能有效提高水泥凝膠性能和水泥石的穩定性能以及水泥的強度，特別能提高礦渣水泥石抗磨性能，更能解決目前對建筑業水泥質量使用壽命短的一大難題，還可代替道路水泥使用。本發明方法有效地克服了直接作水泥原料而增加能耗和降低生產效率的不足之處，又克服了直接摻在水泥熟料中而使熟料提前水化而降低后來水泥水化能力和因粉磨物料受潮而影響磨機臺時產量等不足之處，是一種耗能量低、工藝先進合理、能明顯提高水泥耐磨等性能、降低水泥成本和有利于環保等優點的一種將硫酸鋁渣用作水泥配料的很好的處理方法。
具體實施例方式
結合具體實施例對本發明作進一步描述如下實施例1將重量份為硫酸鋁渣2份、乙炔氣渣1.5份、粉煤灰1.5份加適量水混合后制成6×12×24cm坯塊，自然養護晾干成生坯塊；將生坯塊置于窯中焙燒，焙燒溫度達620℃時，冷卻出窯，將其磨成的粉為硫酸鋁渣產品。將硫酸鋁渣產品按一定比例摻入并用來代替商品礦渣水泥作為膠凝材料與商品礦渣水泥作為膠凝材料，分別按照ISO有關水泥物理性能測試標準進行強度和耐磨等物理性能測試，(即用膠砂比為1∶3，水膠比為0.5，可用膠凝材料450克，標準砂1350克，試塊規格為4×4×16cm，每組成型3塊，按標準脫模、養護、測試一定令期強度，抗磨性能測試是在相同條件下進行的，就是同樣養護的試塊，盡可能同樣的重量，同樣的面積，同樣的速度，在同樣的砂磨機上進行同樣的時間，將磨前重量減去磨后重量就是損失量，損失量越小，抗磨性能就越好)。其測試結果如表1所示表1處理硫酸鋁渣代替商品礦渣水泥的性能表
由表1可見，在現有商品的礦渣水泥中摻入一定比例的硫酸鋁渣粉后的抗磨性能和抗折強度、抗壓強度都高于未摻硫酸鋁渣的礦渣水泥，其中以序號為3的混合比例的綜合性能更好。
實施例2
將重量份為硫酸鋁渣3份、乙炔氣渣1份、粉煤灰1份加適量水混合后制成8×16×30cm坯塊，自然養護晾干成生坯塊；將生坯塊置于窯中焙燒，焙燒溫度達320℃時，冷卻出窯，以所得處理的硫酸鋁渣為1份和水泥熟料加石膏為1份，按重量配比混合磨成粉，簡稱混合粉，而后和商品礦渣粉混合成膠凝材料，按照ISO有關水泥物理性能測試標準，與商品普通水泥、道路水泥進行性能比較，結果例為表2中。
表2混合粉和礦渣粉膠凝材料與普通水泥道路水泥性能比較表
由表2可見，在現有的商品礦渣粉中摻入一定比例的硫酸鋁渣混合粉后的抗磨性能和抗折強度、抗壓強度都高于未入摻硫酸鋁渣混合粉的普通水泥和道路水泥。由此可見，能很好的代替道路水泥使用。
實施例3將重量份為硫酸鋁渣1.5份、乙炔氣渣1.5份、粉煤灰2份加適量水混合后制成10×16×30cm坯塊，自然養護晾干成生坯塊；將生坯塊置于窯中焙燒，焙燒溫度為450℃時，冷卻出窯，將其磨成的粉為硫酸鋁渣產品。將硫酸鋁渣產品按一定比例摻入并用來代替純熟料水泥作為膠凝材料與純熟料水泥作為膠凝材料，分別按照ISO有關水泥物理性能測試標準進行強度和耐磨等物理性能測試比較，其結果例為表3中。
表3含處理硫酸鋁渣水泥與純熟料水泥性能比較表
由表3可知，在純熟料水泥中摻入適量的硫酸鋁渣粉，其物理性能比純熟料水泥更好，而純熟料水泥的質量在水泥中是最好的，但成本是最高的，在摻入部分硫酸鋁渣粉后的質量還能有進一步的提高，成本卻能因硫酸鋁渣粉的低成本而明顯下降。
在上述的實施例中，按重量份在硫酸鋁渣1-3份、乙炔氣渣1-2份、粉煤灰1-2份的比例范圍內均能生產出質量較好的硫酸鋁渣粉，輪窯溫度燒到280-680℃之間均可，如低于280℃則會使生坯塊燒不透而影響質量，如溫度高于680℃，并不會提高熟坯塊的質量，反而會影響新的功能基團的產生而影響質量，還會多消耗很多燃料而增加成本。對坯塊體積的要求不是很嚴格，但體積過小則會增加勞動力成本，體積過大則會不易燒透，一般可選體積以(4-8)×(8-16)×(20-30)cm為宜。
用本方法將化工廠排出的硫酸鋁渣處理成硫酸鋁渣粉，按適當比例摻入到各種水泥產品或混凝土中，可有效提高水泥質量，并可降低水泥成本，經有關工程實際試用，其水泥質量具有收漿快、強度高、水化熱低、防止水滲漏和抗耐磨等性能都比不摻入硫酸鋁渣粉的質量好等優點。所以，用本方法處理的硫酸鋁渣產品能耗低、質量好，生產的硫酸鋁渣產品約100元/噸，而純熟料水泥為200-300元/噸，摻入后可使水泥標號提高1級，如多摻混合材，可提高水泥產量，使各種標號的水泥成本更低，其耐磨性等性能卻高于同標號水泥，所以，用本方法生產的硫酸鋁渣產品在水泥生產中的應用前景將是非常好的，更是符合國家工業廢渣資源化循環發展和有利于環保政策的變廢為寶的好方法。
權利要求
1.一種硫酸鋁渣用作水泥配料的處理方法，其特征在于包括以下步驟A)將重量份為硫酸鋁渣1-3份、乙炔氣渣1-2份、粉煤灰1-2分加適量水攪拌后制成坯塊，自然養護晾干成生坯塊；B)將生坯塊置于輪窯內以較低溫度焙燒8-30小時后自然冷卻出窯而成熟坯塊；C)將熟坯塊單獨磨成粉，直接用于水泥或砼中，也可將熟坯塊與水泥熟料一起粉磨成水泥。
2.如權利要求1所述的硫酸鋁渣用作水泥配料的處理方法，其特征在于所述輪窯溫度為280-680℃。
3.如權利要求1或2所述的硫酸鋁渣用作水泥配料的處理方法，其特征在于所述坯塊的體積以(4-8)×(8-16)×(20-30)cm為宜。
全文摘要
本發明的硫酸鋁渣用作水泥配料的處理方法，采用將硫酸鋁渣與乙炔氣渣和粉煤灰按一定比例混合進行單獨制坯，低溫焙燒等步驟處理成熟坯塊后，既可單獨磨成粉，直接用于水泥或砼中，也可將熟坯塊與水泥熟料一起粉磨成水泥。有效地克服了直接作水泥原料而增加能耗和降低生產效率等不足之處，又克服了直接摻在水泥熟料中而使熟料提前水化而降低后來水泥水化能力和因粉磨物料受潮而影響磨機臺時產量等不足之處，是一種能耗低，工藝先進合理，能明顯提高水泥耐磨等性能，降低水泥成本和有利于環保等優點的將硫酸鋁渣用作水泥配料的很好的處理方法。
文檔編號C04B7/26GK101041562SQ20071002044
公開日2007年9月26日 申請日期2007年2月27日 優先權日2007年2月27日
發明者譚紀林 申請人:譚紀林