[发明专利]一种生态水泥的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生态水泥的制造方法，具体涉及以改性脱硫灰、钢渣和矿渣为主要原料的水泥的制造方法。

背景技术

钢铁行业是国家主要的基础产业，又是高能耗、高排放、增加环境负荷的行业，全国二氧化硫排放量中，钢铁行业二氧化硫排放量仅次于火电行业和建材行业，居第三位。而钢铁生产主要环节——烧结工艺过程二氧化硫的排放量占钢铁行业二氧化硫总排放量的60％以上，成为钢铁行业二氧化硫污染控制的重点。钙系干法半干法烟气脱硫技术因其工艺简单、技术成熟、原料低廉、占地面积小，成为目前国内烧结烟气脱硫采用的主要方法之一，但其所产生的脱硫副产物——脱硫灰的综合利用尚无成熟技术。

发明内容：

本发明的目的是提供一种新的生态水泥的制造方法，它可有效解决污染环境、大幅度提高工业废渣综合利用率、节约能源、降低水泥生产成本。

本发明思路为，先将钢厂烧结烟气脱硫产生的脱硫灰进行改性，然后复掺少量水泥熟料和一定比例的钢渣、矿渣、激发剂、减水剂等制成生态水泥。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种生态水泥的制造方法，该方法包括如下步骤：

a.按催化剂与脱硫灰重量比为0.5～3∶100加入反应器，并将其混合均匀，在20～500℃下氧化焙烧0.5～1小时，得到改性的烧结烟气脱硫灰即简称改性脱硫灰；

所述脱硫灰为钙系干法、半干法烧结烟气脱硫系统产生的副产物；

所述催化剂为三氧化二铁、三氧化铬、五氧化二矾中的一种。

b.将水泥熟料、改性脱硫灰、矿渣、钢渣、激发剂和减水剂混合，得混合物，其中水泥熟料、改性脱硫灰、矿渣、钢渣、激发剂、减水剂的重量份比为：13～30∶15～30∶0～44∶55～11∶1～2∶0.2～0.7；

所述激发剂为碱金属盐类；

所述减水剂为表面活性剂。

激发剂：提高和激发废渣矿物质中的潜活性物质的活性，一般为碱金属盐类，如硫酸钠、碳酸钠等。

减水剂：主要目的是减少水泥使用中水的用量，尤其减少拌合水的用量，提高水泥制品的强度，通常为一些表面活性剂，如木质素磺酸钠、木质素磺酸钾等。

c.将步骤b所得的混合物研磨成比表面积为300～500m²/kg的水泥。

优选的，所述的生态水泥的制造方法中，所述激发剂为硫酸钠、碳酸钠中的一种；所述减水剂为木质素磺酸钠、木质素磺酸钾的一种。

优选的，所述的生态水泥的制造方法，所述水泥熟料、改性脱硫灰、矿渣、钢渣、激发剂、减水剂的重量份比为：15～28∶15～25∶20～38∶35～20∶1.5∶0.5

所述改性脱硫灰在生态水泥中具有胶凝的作用。

本发明的优点为：

利用钢厂烧结烟气钙系干法半干法脱硫产物——脱硫灰复掺矿渣、钢渣等固体废弃物生产生态水泥，是脱硫灰资源化利用的有效途径。可有效解决脱硫灰任意堆放、污染环境、侵占土地等问题，大幅度提高工业废渣综合利用率，既能缓解水泥生产对资源、能源的大量消耗和对环境的污染，还能降低水泥生产成本，实现环境效益、经济效益和社会效益。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。

本发明首先将干法、半干法烧结烟气脱硫系统产生的副产物即脱硫灰，按催化剂与脱硫灰重量比0.5～3∶100加入催化剂并混合均匀，得到改性脱硫灰，即简称改性脱硫灰。

本发明的生态水泥用水泥熟料、改性脱硫灰、矿渣、钢渣、激发剂、减水剂经混合研磨后制得。

本发明中所用的水泥熟料符合JC/T853-1999《硅酸盐水泥熟料》的要求，标号不低于525号。

本发明中所用的矿渣符合GB/T203-1994《用于水泥中的粒化高炉矿渣》规定的优等品，其中重量比为(CaO+MgO+Al₂O₃)∶SiO₂≥1.6∶1，烘干后的含水率低于1.5％。

本发明方法中的水泥熟料、改性脱硫灰、矿渣、钢渣、激发剂、减水剂按13～30∶15～30∶0～44∶55～11∶1～2∶0.2～0.7的重量比混合。

本发明中所用的脱硫灰是钢厂烧结烟气钙系干法半干法脱硫系统产生的副产物，它是由石灰石与SO₂反应而得。