[发明专利]一种利用大理石石粉制备硅酸盐水泥熟料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及到制备水泥熟料的技术领域。具体地讲，涉及到一种利用大理石石粉制备硅酸盐水泥熟料及其制备方法。

背景技术

大理石石粉是在大理石开采加工过程中产生的废弃物，由于尚未对其进行充分利用，大部分堆积处理。石粉的堆积处理不仅会占用土地，还会污染水源及产生扬尘等生态环境问题。大理石石粉的主要化学成分为CaCO₃，粒度较细，在建材行业中主要应用在制作再生大理石板、空心砖，或作为水泥基材料的矿物掺和料，大理石石粉作为一种二次资源，综合利用率较低。

生产硅酸盐水泥熟料的原材料主要是石灰质原料和粘土质原料。其中石灰质原料主要提供CaO，可选用石灰岩、泥灰岩、白垩、贝壳等，粘土质原料主要提供SiO₂、Al₂O₃以及少量的Fe₂O₃。大理石石粉的化学成分是CaCO₃，适宜作为生产硅酸盐水泥熟料的石灰质原料，利用大理石石粉作为石灰质原料生产硅酸盐水泥熟料不仅可以释放被占用的土地，提高二次资源的综合利用率，而且可以减少传统生产方式所需开采的大量自然资源。目前尚未发现利用大理石石粉制备硅酸盐水泥熟料的报道及相关文献。本发明利用大理石石粉作为石灰质原料生产硅酸盐水泥熟料符合GB/T 21372-2008《硅酸盐水泥熟料》各项性能指标要求。

发明内容

为解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种利用大理石石粉替代石灰质原料生产一种硅酸盐水泥熟料及其制备方法。

实现本发明的一种利用大理石石粉制备硅酸盐水泥熟料的方法是：以大理石石粉作为石灰质原料，以粘土或黄土或页岩或泥岩或高硅尾矿或花岗岩石粉的一种或几种复合作为粘土质原料一起配制水泥生料，掺入少量矿化剂，在1400℃~1500℃时烧成硅酸盐水泥熟料。

本发明解决上述技术问题，所采用的技术方案是：

一种利用大理石石粉制备硅酸盐水泥熟料，原料选取：

石灰质原料：大理石石粉，其中 CaO重量百分含量在45-56%之间；

粘土质原料： 粘土或黄土或页岩或泥岩或高硅尾矿或花岗岩石粉或低品位铝矾土中的一种或几种的混合物，其中以下化学组分重量百分含量为SiO₂ 58-85%、 Al₂O₃ 5-22%和Fe₂O₃ 4-18%；

矿化剂：天然石膏、脱硫石膏、萤石、硼化物、磷的氧化物、镁的氧化物中的一种或几种的混合物；

原料选定后按下列重量百分比配制：

大理石石粉   72-82；

粘土质原料   15-25；

矿化剂   0-5.5。

一种利用大理石石粉制备硅酸盐水泥熟料制备方法，

原料选定后其工艺步骤为：

原料混匀后进行粉磨，粉磨后粒径要求0.08mm方孔筛筛余小于10%，然后在1400℃-1500℃温度条件下煅烧10-40min，冷却后便得到本发明的硅酸盐水泥熟料；硅酸盐水泥熟料的矿物组成中硅酸三钙 50%-70%， 硅酸二钙15%-25%，铝酸三钙 4%-12%，铁铝酸四钙 6%-15%。

将得到的硅酸盐水泥熟料加入天然石膏进行粉磨，其中SO₃质量百分比含量在2.0%~2.5%之间，粉磨后粒径要求0.08mm方孔筛筛余小于4%，比表面积不小于350m²/Kg，即制备出硅酸盐水泥。

优选方案:

首先进行原料选取：

大理石石粉：CaO重量百分含量55.40%；

粘土质原料：使用高硅铁尾矿作为粘土质原料，其SiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃重量百分含量分别69.38%、8.81%和9.12%；

矿化剂：菱镁矿废石;

原料选定后按下列重量百分比配制：

大理石石粉   76.1

高硅铁尾矿   20.4

菱镁矿废石   3.5。

原料选定后其工艺步骤为：

首先将步骤2所述原料混匀后粉磨至粒径达到0.08mm方孔筛筛余10%，然后在1450℃温度条件下煅烧20min，冷却后便得到本发明的硅酸盐水泥熟料。