[发明专利]水泥熟料制备系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种适于削减水泥熟料的烧成热量，并且能够获得高品质水泥的制备系统。 

本申请基于2011年12月26日在日本申请的特愿2011-283114号要求优先权，并且在此援引其内容。 

背景技术

在水泥制备中所需的大部分热能是在熟料的烧成工序中消耗的。因此，若能降低熟料的烧成温度，就能大幅降低能源成本，另外还能有助于削减CO₂排放量。 

通常，在旋转窑中将调合原料烧成至1450℃以上来制备普通硅酸盐水泥熟料。在该熟料的烧成工序中，为了降低烧成温度，一直以来研究了如下的方案。 

(a)通过改变熟料的组成来增加烧成时的液相量，从而即使在较低温度下也易生成熟料(非专利文献1)。 

(b)在旋转窑的前段设置急速升温炉，在使投入原料迅速升温至融液反应温度以上之后，在旋转窑内进行低温烧成(1300～1400℃)(专利文献1)。 

(c)由于在作为熟料的主要矿物的阿利特的生成中需要高温，因此在熟料原料中预先掺入阿利特结晶生成中成为晶核的物质(专利文献2)。 

然而，上述(a)方法可能会导致由矿物组成的改变引起的水泥的强度下降和流动性的下降。上述(b)方法导致由制备设备的改造引起的高成本。另一方面，上述(c)方法具有能够以与以往相比小的单位耗热量烧成高品质熟料的优点，但作为阿利特结晶生成中成为晶核的物质，需要具有与水泥熟料的液相生成温度(1200～1300℃)相比高的熔点的物质。 

另外研究了(d)在熟料原料中加入萤石(氟化钙)等熔剂(矿化剂)，来降低熟料的烧成温度的方案。例如，如果加入氟源及硫磺源作为矿化剂来制备普通硅酸盐水泥熟料，则能够使烧成温度降低100℃左右。 

例如，使用包括萤石或氟的废弃物等作为矿化剂的氟源，并且使用无水石膏或硫磺成分高的燃料等作为硫磺源，在利用破碎机粉碎这些物质之后通过与作为熟料的铝 源的粘土、煤灰或各种焚烧灰等进行混合来调整熟料的单位消耗量，并且在利用干燥机进行干燥之后，在通过与作为熟料成分的干燥粘土、石灰石、萤石以及铁原料混合来调整原料比率之后，利用磨粉机粉碎这些混合原料，并且投入到烧成窑中。 

专利文献1：特开平7-17751号公报 

专利文献2：特开2006-182638号公报 

非专利文献1：H.F.W.Taylor：Cement chemistry(1990)p80、p93 

在原料中加入矿化剂并在低温下对熟料进行烧成时，为了制备高品质的水泥，需要准确地把握混合原料中的氟量及主成分量、熟料中的氟量、三氧化硫量及游离石灰量。为了测定这些物质的含量，例如使用与成分相应的如下的测定方法。 

(e)通过JIS R 52042002：2002“水泥的X射线荧光分析方法”或JCAS I-03“硅酸盐水泥的X射线荧光分析方法”来测定水泥的化学组成。 

(f)通过使用粉末块的X射线荧光分析或水泥协会标准试验方法I-51:1981“水泥及水泥原料中的微量成分的定量方法”或加热气化吸收离子色谱议来测定水泥中的氟量。 

(g)通过热重-差热分析(TG-DTA)或粉末X射线衍射/里特沃尔德解析来测定所添加的石膏量和半水化率。 

(h)通过水泥协会标准试验方法I-01:1997“游离氧化钙的定量方法”或粉末X射线衍射/里特沃尔德解析来测定游离石灰量(f.Cao)。 

在上述测定方法中使用X射线衍射装置及X射线荧光分析装置等，并且所采集的试样则通过熔融而成为熔珠，或者将其压制来进行分析。此时，在氟量的测定中，若使试样成为熔珠，则因氟被稀释及挥发而无法进行准确的定量，另外，在游离石灰量的测定中，若使试样成为熔珠，则因熟料矿物变质而无法进行准确的定量。因此，在氟量和游离石灰的定量中，不使试样成为熔珠，而配制成压制试样，并且通过X射线衍射的矿物成分分析来对游离石灰量进行定量。如此，为了准确地测定氟量及游离石灰量，需要使用X射线衍射和X射线荧光分析这两种分析装置，配制成与测定元素相应的状态的试样。 

发明内容

本发明提供一种能够对烧成前的调合原料及烧成后的熟料有效地实施在氟量及游离石灰量的测定中所需的X射线衍射分析、X射线荧光分析及其试样的配制，从而能够迅速且准确地测定氟量及游离石灰量，以制备高品质水泥的制备系统。 

本发明涉及一种具有以下构成的水泥制备系统。