电炉磷矿渣和高炉矿渣配料生产水泥熟料的方法

张仁寿, 张晓玲, 曾徽

1993年11月10日

1992年5月7日

1992年5月7日

云南省建筑材料科学研究设计院

C04B7/21GK1078220SQ9210354

矿渣 电炉 配料 磷矿 高炉 水泥 生产

1.一种电炉磷矿渣和高炉矿渣配料生产水泥熟料的方法，其特征在于在生料配料时加入电炉磷渣和高炉矿渣配料全部(或部分)取代粘土，电炉磷渣加入量以生料中P2O5计控制在0.2～0.6%，高炉矿渣的加入量以生料重量计为5～20%，同时按配料重量比例加入石灰石和校铁原料，KH值控制在0.92～1.02，n值控制1.8～2.8，经配料、粉磨、成球等工艺处理后，入窑煅烧成水泥熟料2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的电炉磷渣为经水淬处理后的电炉磷渣3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的高炉矿渣是高炉或化铁炉还原法炼铁时排出并经水淬处理的废渣，包括普通高炉矿渣以及高钛矿渣、高锰矿渣、高氟矿渣

本发明涉及到硅酸盐水泥熟料的生产方法长期以来，高炉矿渣和电炉磷渣都被用来做为水泥的活性混合材料原苏联和我国还为此而专门制订了国家标准我院提交的专利申请《用电炉磷渣生产特种水泥的方法》(申请号91112661.9)，提出了在生料配料时加入5～26%的电炉磷渣，代替部分石灰石、部分或全部粘土，并按要求加入适量校铁原料，经煅烧以制得水泥熟料，将制得的水泥熟料与石膏、粒化电炉磷渣共同磨细而成具有多种用途水泥的方法中国专利申请GK87102197中公开了一种用“高炉熔融矿渣直接转换成水泥熟料的新工艺”，它是用加压后的高炉煤气与加温加压空气混合并燃烧成1500～1600℃的烟气，与新加原料粉末组成的高动能高温二相流，直接喷吹高炉熔融矿渣，使其成液体雾状，固体粉末原料在湍流态下与雾状矿渣均匀混合，并发生硅酸盐化学反应，然后在离心集聚反应器中集聚，使烟气与熟料分离，并控制和延长反应时间，使硅酸盐反应彻底，生成水泥熟料在上述两种方法中，用磷渣配料时，如水泥熟料中引入P2O5过多时，将使贝利特相的生成区域向右位移，导致阿利特矿物的减少，且可能使贝利特被稳定为α′-C2S或α-C2S，降低其水化活性，当水泥熟料中P2O5含量达2.5%时，阿利特相将消失故实际生产中，欲控制熟料中P2O5为0.3～0.5%的最佳值，除配入电炉磷渣外，尚需配入与电炉磷渣数量大致相同的粘土粘土含有较多的结晶SiO2，易烧性差;它们与粘土矿物-层状硅酸盐组成的硅铝氧络阴离子团很大，增加了液相表面张力和粘度，使熟料矿物形成的反应速率降低;粘土在干燥和高温燃烧过程中收缩率都较大，在熟料的液相烧结中，烧结物也不易建立起良好的刚性骨架结构而用高炉熔融矿渣直接转换成水泥熟料的工艺在水泥厂是无法实施的，在冶金厂实施亦需增加大量设备投资，才能实现实施该工艺本发明的目的是提供一种在用电炉磷渣配料的同时还用高炉矿渣配料，以全部取代粘土来生产水泥熟料的方法本发明提供的方法是在生料配料时加入电炉磷渣和高炉矿渣配料全部(或部分)取代粘土，电炉磷渣加入量以生料中P2O5计控制在0.2～0.6%，高炉矿渣的加入量以生料重量计为5～20%，同时按配料重量比例加入石灰石和校铁原料，KH值控制在0.92～1.02，n值控制1.8～2.8，经配料、粉磨、成球等工艺处理后，入窑煅烧成水泥熟料本发明中提到的KH值和n值必须控制在规定的范围，过高，熟料中fCaO增加，过低则窑内易结大块采用本发明的生产方法，在成球时，料球应较一般粘土配料的生料球松软一些，以增加料球在水分急剧逸出时的塑性变形能力，也可以加入少量塑性粘土以提高料球塑性用本发明所述的方法煅烧的水泥熟料，具有fCaO低，强度高，煤料消耗很少的特点本发明所述方法中提到的电炉磷渣是指用电炉升华法制磷时排出并经水淬处理的废渣，主要化学成分为CaO和SiO2，并含少量Al2O3、Fe2O3、MgO、P2O5、F-，主要矿物成份为假硅灰石，(α-Ca·SiO2)和枪晶石(3CaO·2SiO2·CaF2)所提到的高炉矿渣是指用高炉或化铁炉还原法炼铁时排出的经水淬处理的废渣主要化学成分为CaO、SiO2和Al2O3，亦含少量Fe2O3·MgO，主要化学成分为钙铝方柱石(2CaO·Al2O3·SiO2)、钙长石(CaO·Al2O3、2SiO2)、硅钙石(3CaO·2SiO2)、硅酸二钙(2CaO·SiO2)和硅灰石(CaO·SiO2)除普通高炉矿渣外，还可用高钛矿渣，高锰矿渣以及高氟矿渣与电炉磷渣共同配料生产水泥熟料高钛矿渣所含TiO2应≤15%;高锰矿渣MnO≤15%，高氟矿渣含CaF2≤20%，当采用电炉磷矿渣分别与上述高钛矿渣或高锰矿渣或高氟矿渣配料做生料组分时，应控制熟料中TiO2≤0.5%，最高不得大于1.0%，MnO≤1.0%，最高不得大于2.0%，CaF2≤1.0%，最高不得大于2.0%用电炉磷渣和高炉矿渣共同做为配料组分，能全部替代粘土，且较单一用电炉磷矿渣，配料时替代更多的石灰石，熟料形成热进一步降低，生料易烧性彻底改善，加之P2O5和F-的复合矿化作用和P2O5对β-C2S的稳定作用以及烧结物在液相烧结时刚性骨架结构的良好建立，可使水泥熟料的煅烧实现优质、低耗、高产同时，使用本发明所述的生产方法，可以提高烘干机的效率;生料磨机及水泥磨机的产量也相应提高实施例