[发明专利]利用黄磷渣代替部分粘土生产硅酸盐熟料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及硅酸盐熟料生产领域，具体涉及一种利用黄磷渣代替部分粘土生产硅酸盐熟料的方法。 

背景技术

硅酸盐水泥熟料的主要原料之一粘土，其成本相对于黄磷渣较高，而且单纯加入粘土制得的熟料强度低，约为54-56MPa之间，水泥标准稠度用水量偏高，水泥与外加剂适应性不稳定，水泥的和易性不好等。这些性能已不能满足广大用户特别是高端用户的要求。

黄磷渣是生产黄磷后产生的一种废料，经高温水急冷后为粒化而成，其主要成分为SiO2和CaO，其中含有害物质P2O5和F-,对当地环境会产生严重污染。 

发明内容

本发明的目的是针对以上问题，提供一种利用黄磷渣代替部分粘土生产硅酸盐熟料的方法，能够提高熟料强度，改善生料易烧性，提高回转窑的产量，降低烧成煤耗，提高熟料的性能。

本发明提供了一种利用黄磷渣代替部分粘土生产硅酸盐熟料的方法，具体包括以下步骤：通过配料、烘干、粉磨得生料，然后将生料进行预热分解，最后经高温煅烧后冷却得到熟料，其特征在于：所述配料过程中将原有的粘土的40-50wt %替换为黄磷渣。

所述的黄磷渣中的主要成分为CaO 41-44%，SiO₂ 40-45%，Al₂O₃ 3-5%，Fe₂O₃ 0.4-0.6%， P₂O₅ 2-4.5%，F^- 0.005-0.01%。由于黄磷渣中SiO₂ 和CaO的含量占到80%以上，可以作为原料进行生料的调配。

该方法的具体步骤为：

1）以重量计，将石灰石、粘土、硫酸渣、红砂岩、黄磷渣按混合均匀，控制混合物料中的SiO₂：12-13%，Al₂O₃：3-3.3%，Fe₂O₃：1.7-2.1%，CaO：42.8-43.5%；

2）将上述物料烘干至水份含量≤1.5wt%，然后进行粉磨和筛分，控制80μm筛的筛上物≤15wt%，得到的为干粉状的生料；

3）将生料均化后进行预热分解，然后在水泥回转窑中进行高温煅烧，煅烧温度为1350-1450℃，得到部份熔融的物料；最后经冷却机快速冷却至60-100℃得到硅酸盐熟料。

通过控制入回转物料的温度和回转窑内的烧成温度，将熟料fCaO控制在0.5%至1.2%，熟料立升重控制1350±50 克/升单位。

所述石灰石中MgO含量 ≤2.5wt%，黄磷渣中P₂O₅的含量≤ 4.5%。

所述的烘干和粉磨步骤在立磨中进行。

所述的预热分解可通过5级预分解窑系统进行操作，其中控制入窑物料的温度在950-1000℃以内。

在进行高温煅烧时，控制水泥回转窑系统分解炉出口温度由原来的870℃降到840℃；二次风温由1100℃提高到1200℃；三次风温由900℃提高到1000℃；篦冷机一段推动次数由9-10次提高到11-12次。在高温煅烧阶段，熔融的物料占总料的25-27wt%时，可进行快速冷却。

本发明具有以下有益效果：

1）利用黄磷渣中的微量元素P₂O₅和F^-,改善生料的易烧性，改善熟料矿物的结晶形态；由于A矿数量增加，A矿边缘比以前清晰，A矿棱柱状减少板状增加，A矿出现在空洞周围的现象减少，；B矿圆度更好，表面交叉双晶纹更明显。

2）采用黄磷渣代替部分粘土生产的硅酸盐熟料强度大幅提高，三天提高了3至5MPa，28天提高5MPa左右，水泥中混合材掺量大幅提高；由于磷渣的加入可采用高KH、高SM配料、熟料中硅酸盐矿物增加，并且由于黄磷渣中的P₂O₅和F的存在熟料的矿特结晶形态有了很好的改善。

3）利用黄磷渣中的P₂O₅和F^-有效的降低了熟料的高温熔点和粘度，加速了固相反应，降低了熟料烧成温度，降低了熟料中f-CaO有含量；生料易烧性大幅改善，熟料烧成煤耗下降，水泥磨和回转窑的产量大幅提高，大大节省了能源，减少CO₂的排放，节能减排。