[发明专利]一种利用花岗岩粉生产的低钙硅酸盐水泥及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及利用锯切花岗岩产生的花岗岩粉生产低钙硅酸盐水泥及其制备 方法，属于节能减排的技术领域。

背景技术

石材作为人类建筑史上应用最早的建筑材料，在现代建筑行业中有着广泛 的应用。整个大理石及其石材行业的发展明显快于全球经济的发展。从2006年 的统计结果可以看出：自1990年以来，全球石材生产量和贸易额每年分别以 7.3％和9.2％的速度增长。

随着中国房地产业的迅速发展，对石材的需求越来越大，中国已经成为世 界重要的石材产销国和进出口国。中国大理石产量过9亿平方米，花岗岩的产 量过15亿平方米，出口总额达2.87亿美元。中国石材不管是国内消费，还是 国际贸易每年都以两位数字增长。经测算每生产50立方米的花岗岩板材，就会 产生1立方米的花岗岩粉。我国每年仅花岗岩粉一项的产量就高达1.5亿吨， 加之近20年的积累，花岗岩粉的存量非常惊人。

伴随着建筑业发展的同时，我国水泥产量飞速增长，2007年全国规模以上 水泥产量突破13.5亿吨，同比增长13.48％。水泥制造业能耗总量占建材工业 的75％，因此水泥单位产品能耗对建材工业节能降耗具有举足轻重的地位。2007 年我国每千克水泥熟料烧成热耗885千卡，折合3591kJ，虽然比2006年下降 2.8％，比2005年下降4.8％，但是与国外相比仍然有巨大的差距。以日本为例， 其水泥熟料单位能耗仅为2888kJ/kG。近年来我国水泥熟料国产烧成设备并无 重大技术突破，水泥熟料烧成热效率提高缓慢，水泥单位产品综合能耗的降低 除了有赖于纯低温余热发电技术的推广以外，主要靠水泥熟料生产工艺结构的 调整。

经测算水泥熟料烧制过程中，大约一半的热量消耗在石灰石的热分解上，因 此，降低水泥中氧化钙含量是降低水泥行业能耗的有效手段。目前国内水泥中 氧化钙含量普遍在65％左右。于花岗岩中含有一定量的氧化镁，以及高温下碱 长石分解产生的钾盐、钠盐可以有效降低铝酸三钙和铁铝酸四钙的熔点，在液 态环境下氧化钙易于硅酸二钙发生反应生成硅酸三钙

在现有成产工艺中，为降低游离氧化钙的含量，采取的措施是在1700℃下 使铝酸三钙和铁铝酸四钙熔化成液态，在液态环境下氧化钙与硅酸二钙生成硅 酸三钙需要10分钟，如果在1450℃下加热1小时以上才能生成硅酸三钙。而 由于花岗岩中含有一定量的氧化镁，以及高温下碱长石分解产生的钾盐、钠盐 可以有效降低铝酸三钙和铁铝酸四钙的熔点，在1400℃时就会达到液态，从而 大大降低了反应温度，有效降低了能耗。

因此以花岗岩粉为原材料制备低钙硅酸盐水泥，不仅可以有效解决花岗岩粉 的污染问题，而且能够有效降低水泥工业的能耗，达到变废为宝的效果，有着 十分重大的经济、社会、环境效益。

发明内容

本发明的目的是为解决石材行业中长期以来难以解决的废渣问题和中小水泥 企业能耗过高问题，提供一种利用花岗岩粉生产的低钙硅酸盐水泥及其制备方 法。

本发明提供的一种利用花岗岩粉生产的低钙硅酸盐水泥，以质量百分比计： 50～65％的石灰石，10～20％的花岗岩粉，10～25％钢渣或铁渣，2～5％铝型 材表面处理废渣，3～8％的熟石膏。

本发明提供的一种利用花岗岩粉生产的低钙硅酸盐水泥的制备方法，包括以 下步骤：

(1)将花岗岩粉筛选除去其中石块，并干燥；

(2)将干燥后的花岗岩粉与石灰石、钢渣或铁渣、铝型材表面处理废渣、 熟石膏，按质量比例加入到粉碎机内，粉碎；

(3)将粉碎后的物料加入到水泥回转窑中，加热煅烧；

(4)将烧结后的熟料加入球磨助剂，球磨，包装即可。

上述步骤(2)中按质量百分比为50～65％的石灰石，10～20％的花岗岩粉， 10～25％钢渣或铁渣，2～5％铝型材表面处理废渣，3～8％的熟石膏加入粉碎 机，粉碎至200目。

上述步骤(3)中其加热程序为分段加热，先在900～1200℃下预烧加热60～ 150分钟，再在1300～1550℃下加热20～60分钟。

上述步骤(4)中将烧制完成的熟料加入的球磨助剂是质量百分比为1％～3 ％的碳酸钙，球磨至250目，即得低钙硅酸盐水泥。

上述分段加热优选的是先在1150℃下预烧加热120分钟，再在1430℃下加热 45分钟。