一種綠色水泥及其生產方法

一種綠色水泥及其生產方法
【專利摘要】本發明公開了一種綠色水泥，其原料組成包括各種工業廢渣、石灰石、水泥熟料、石膏、助磨劑和激發物質，其特征是各原料的重量份數為：混合材50～60；水泥熟料32～40；石膏4～8；助磨劑0.03～0.05；激發物質3～5。由于本發明綠色水泥的生產工藝采用低溫的機械——化學共激發的技術，使混合材的摻量大，能夠使用多種工業廢渣作為原料，原料來源廣，成本低，可大量消耗工業廢渣，變廢為寶，所得產品性能均比質量指標有很大的提高。
【專利說明】一種綠色水泥及其生產方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種綠色水泥，具體的說是一種渣材摻量很大的水泥，其生產過程比傳統的更節能、成本更低，本發明同樣提供了這種水泥的生產方法。
【背景技術】
[0002]水泥是一種加水攪拌后成漿體，能在空氣中硬化或者在水中更好的硬化，并能把砂、石等材料牢固地膠結在一起的無機凝膠材料。長期以來，水泥作為一種重要的膠凝材料，廣泛應用于土木建筑、水利、國防等工程。隨著我國經濟的增長，國家增加基礎設施的建設及房地產的發展，水泥的需求量越來越大，2011年我國水泥的產量約為21億噸，產量居世界各國之首。我國是水泥生產大國，而非水泥生產強國。因為水泥生產中能源、資源消耗高，并且產生大量的二氧化碳廢棄，不利于環境的保護。基礎設施和房地產的建設，也帶動了采礦和冶金行業的發展，這些行業在生產過程中產生了大量的礦渣，大量的礦渣帶來了許多問題，如處理礦渣占用大量的土地，礦渣被水沖洗后產生環境污染問題。傳統的水泥的原料是石灰石、石膏、粘土和鐵礦粉，長期的開采，各種原料的儲量不斷下降，制約了水泥行業的可持續發展。為了處理采礦、冶金行業產生的各種礦渣及尋找水泥可以持續發展的原料，人們研制出了采用礦渣為部分原料生產的水泥。但由于傳統的水泥生產工藝的限制，礦渣的摻量比較少，加入太多會影響水泥的質量。

【發明內容】

[0003]本發明的目的是提供一種綠色水泥及其生產的方法，本方法的水泥渣材摻量大，克服了傳統水泥生產工藝單機產量低、能耗高、生產過程粉塵大、設備投資大等缺點。
[0004]本發明的具體技術方案為: 綠色水泥，包括以下重量份數的原料組成:
混合材50~60 ;水泥熟料32~40 ;
石膏4~8;助磨劑0.03~0.05 ;
激發物質3~5。
[0005]所述的混合材為各種工業廢渣、石英砂和卵石中的一種或組合物與石灰石混合得到的材料。
[0006]所述綠色水泥的生產方法，包括以下步驟:
a.物料的干燥:用泵把高含水率的混合材從均化場加入到高效節能烘干機中，用煤燃燒產生的熱量回轉干燥至水分3~5%，從烘干機的尾部的提升機輸送入存儲倉中；
b.球磨:步驟a得到的干燥混合材、水泥熟料、石膏、助磨劑和激發物質加入到球磨機中，向球磨機的內部噴射入0.5~IMPa的高壓水，使球磨過程的溫度控制在100~130°C，從球磨機磨頭處出來的物料即水泥用提升機輸送入成品均化倉中，通過均化倉底部產生的空氣均化后去包裝，得到散裝水泥。
[0007]所述的工業廢渣為生產錳及錳合金產生的礦渣、生產磷酸產生的礦渣、火力發電廠產生的廢渣、鋼鐵冶煉產生的礦渣和鈦白行業產生的礦渣中的一種或它們的組合物；廢禮:與石灰石的重量份數為:骨料80~90 ;石灰石10~20。
[0008]所述的助磨劑為三聚磷酸鈉、焦磷酸鈉、二乙醇胺、三乙醇胺、三乙醇胺磷酸鹽、二乙醇胺磷酸鹽中的一種或它們的組合物。
[0009]所述的激發物質為亞硫酸鈣、元明粉、硼砂、明礬、氫氧化鋁和純堿中的一種或它們的組合物。
[0010]眾所周知，各種物料在研磨過程中，顆粒逐步細化，比表面積增大，表面產生大量的電荷，使顆粒相互吸附并出現團聚，使物料的粉碎效率下降，因此本發明在研磨過程中加入助磨劑，可以防止粒子團聚，改善物料的流動性，從而提高球磨效率，縮短研磨時間，即在相同研磨時間下產量比傳統的生產工藝提高10%以上，節電12%以上。
[0011]本發明在研磨過程中同時也加入激發劑，激發劑的作用是激發各種混合料的活性，提高水泥早期和后期的強度，因此加入激發劑可以增加混合材的摻量，減少水泥熟料的用量，降低成本，本發明在研磨過程中各種原料均化程度提高，在機械-化學激發的作用下，各種原料的活性得到很大的提高，因此渣材的摻量提高了 10%以上，水泥的產量可以在添加助磨劑的基礎上再提高10%以上，而且增加了渣材的種類，以前不能使用的某種礦渣通過本發明可以用于生產水泥。在助磨劑及機械-化學激發的作用下，得到的產品3天強度提高了 15%，28天的強度提高了 10%。
[0012]本發明在球磨過程中，各種物料與磨球摩擦、沖擊，產生大量的熱能，使磨內溫度升高，磨內高溫會造成糊球糊磨、石膏脫水、水泥假凝、滑履溫度升高、降低臺時產量等一系列危害，因此本發明的水泥生產工藝向球磨機內部的球磨殼體表面噴射入高壓水，起到冷卻作用，使物料研磨的溫度控制在100~130°C內，使磨內的物料聚結體解體，消除磨內靜電、包球、包鍛、石膏 脫水等現象，增強研磨能力，臺時產量可提高10%以上，噸產品節電12%以上。
[0013]本發明的優點是:
1.本方法運用低溫粉磨技術的粉磨工序產量比原來提高10%以上，節電12%以上，冷卻過程是在球磨機內完成，因此設備占地小，出料溫度低，在運往均化倉過程中不需要冷卻設備及工序，產品能夠即刻包裝出產，提高了生產效率(高溫會燙壞包裝袋，之前的工藝需要冷卻至80°C以下才能包裝，從球磨機出來的物料需要專門的冷卻設備冷卻)。
[0014]2.應用濕粘倉料配送技術的送料工序單機設備運轉率比傳統的方法提高12%，粉塵少。
[0015]3.應用高效節能烘干技術的工序單機產量比傳統的烘干機提高25%以上，能耗降低15%以上。
[0016]4.應用機械-化學共激發技術使生態水泥中渣材摻量提高10%以上，水泥產量提高10%以上,渣材品種達到3種以上。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]附圖是本發明綠色水泥的生產工藝流程圖。
【具體實施方式】[0018]以下結合【專利附圖】

【附圖說明】發明的【具體實施方式】:
實施例1
90份火力電廠廢渣和10份粉碎的石灰石放入均化場內，均化儲備，用泵從均化場加入到高效節能烘干機中，用煤燃燒產生的熱量回轉干燥至水分3~5%，從烘干機的尾部的提升機輸送入均化倉中；按照以下物料的重量分數的比例:
干燥的混合材為60 ；水泥熟料40 ；
石膏5 ；三乙醇胺0.03 ；
元明粉3，氫氧化鋁2;
加入到球磨機中，向球磨機的內部噴射入0.5MPa的高壓水，使球磨過程的溫度控制在130°C，從球磨機磨頭處出來的物料即水泥用提升機輸送入成品均化倉中，通過均化倉底部產生的空氣均化后去包裝，得到散裝水泥。
[0019]實施例2
80份錳及錳合金廠廢渣和20份粉碎的石灰石放入均化場內，均化儲備，用泵從均化場加入到高效節能烘干機中，用煤燃燒產生的熱量回轉干燥至水分3~5%，從烘干機的尾部的提升機輸送入均化倉中；按照以下物料的重量份數的比例:
干燥混合材為50 ；水泥熟料32 ；
石膏5;三乙醇胺磷酸鹽0.05;
明礬3。
[0020]加入到球磨機中，向球磨機的內部噴射入IMPa的高壓水，使球磨過程的溫度控制在100~102°C，從球磨機磨頭處出來的物料即水泥用提升機輸送入成品均化倉中，通過均化倉底部產生的空氣均化后去包裝，得到散裝水泥。
[0021]實施例3
85份鋼鐵廠廢渣和磷酸廠廢渣與15份粉碎的石灰石放入均化場內，均化儲備，用泵從均化場加入到高效節能烘干機中，用煤燃燒產生的熱量回轉干燥至水分3~5%，從烘干機的尾部的提升機輸送入均化倉中；按照以下物料的重量份數的比例干燥混合材為55 ；水泥熟料37 ；
石膏4;二乙醇胺磷酸鹽0.04;
明礬4。
[0022]加入到球磨機中，向球磨機的內部噴射入0.8MPa的高壓水，使球磨過程的溫度控制在108~112°C，從球磨機磨頭處出來的物料即水泥用提升機輸送入成品均化倉中，通過均化倉底部產生的空氣均化后去包裝，得到散裝水泥。
[0023]實施例4
83份鈦白行業廢渣、份石英砂和卵石組成的混合物與17份粉碎的石灰石放入均化場內，均化儲備，用泵從均化場加入到高效節能烘干機中，用煤燃燒產生的熱量回轉干燥至水分3~5%，從烘干機的尾部的提升機輸送入均化倉中；按照以下物料的重量份數的比例干燥混合材為58 ；水泥熟料32 ；
石膏5 ;三乙醇胺磷酸鹽0.03~0.05 ;
元明粉I ;硼砂I ;純堿I。
[0024]加入到球磨機中，向球磨機的內部噴射入0.7MPa的高壓水，使球磨過程的溫度控制在115~117°C，從球磨機磨頭處出來的物料即水泥用提升機輸送入成品均化倉中，通過均化倉底部產生的空氣均化后去包裝，得到散裝水泥。
[0025] 表1為本發明綠色水泥的主要性能檢測結果
【權利要求】
1.一種綠色水泥，其特征是:包括以下重量份數的原料組成: 混合材50~60 ;水泥熟料32~40 ; 石膏4~8;助磨劑0.03~0.05 ; 激發物質3~5 ; 所述的混合材為各種工業廢渣、石英砂和卵石中的一種或組合物與石灰石混合得到的材料。
2.根據權利要求1所述的綠色水泥的生產方法，其特征在于:包括以下步驟: a.物料的干燥:用泵把高含水率的混合材從均化場加入到高效節能烘干機中，用煤燃燒產生的熱量回轉干燥至水分3~5%，從烘干機的尾部的提升機輸送入存儲倉中； b.球磨:步驟a得到的干燥混合材、水泥熟料、石膏、助磨劑和激發物質加入到球磨機中，向球磨機的內部噴射入0.5~IMPa的高壓水，使球磨過程的溫度控制在100~130°C，從球磨機磨頭處出來的物料即水泥用提升機輸送入成品均化倉中，通過均化倉底部產生的空氣均化后去包裝，得到散裝水泥。
3.根據權利要求1所述的綠色水泥，其特征在于:所述的工業廢渣為生產錳及錳合金產生的礦渣、生產磷酸產生的礦渣、火力發電廠產生的廢渣、鋼鐵冶煉產生的礦渣和鈦白行業產生的礦渣中的一種或它們的組合物；廢渣與石灰石的重量份數為:骨料80~90 ;石灰石10~20。
4.根據權利要求1所述的綠色水泥，其特征在于:所述的助磨劑為三聚磷酸鈉、焦磷酸鈉、二乙醇胺、三乙醇胺、三乙醇胺磷酸鹽、二乙醇胺磷酸鹽中的一種或它們的組合物。
5.根據權利要求1所述的綠色水泥，其特征在于:所述的激發物質為亞硫酸鈣、元明粉、硼砂、明礬、氫氧化鋁或純堿中的任一種或它們的組合物。
【文檔編號】C04B7/24GK103601382SQ201310546752
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月7日 優先權日:2013年11月7日
【發明者】黃芳, 楊毅, 龍志謀, 許建興 申請人:廣西云燕特種水泥建材有限公司