[发明专利]一种综合利用造纸白泥、铝矾土和脱硫石膏制备硫铝酸盐水泥熟料的方法

说明书

技术领域

本发明是采用造纸工业苛化过程中分离出来的白泥（造纸白泥），低品位的铝矾土以及燃煤电厂排放的二氧化硫采用脱硫净化工艺技术处理所得的脱硫石膏制造新型的硫铝酸盐水泥熟料。本发明属于新材料技术、环保技术领域。

背景技术

与传统的硅酸盐水泥相比，硫铝酸钙-贝利特水泥具有早强、高强、低碱度、低徐变、抗冻融、抗渗、耐腐蚀等特点，广泛应用于高标号混凝土结构工程、冬季施工工程、水泥制品、GRC制品及各种特殊工程上，受到工程界的广泛重视，应用前景良好。目前市售硫铝酸盐-贝利特水泥主要以石灰石、铝土矿、天然二水石膏为原料，所用原料均为不可再生能源，随着人们对资源能源的有效利用和环境问题的愈发关注和重视，以及可持续发展战略的逐步实施，寻求天然资源的替代品成为当前建材行业发展的必然趋势。

现今，一个中小规模的造纸厂每年产生的造纸白泥至少有10～15万吨。伴随着我国制浆造纸企业新建的碱回收系统数量增多、规模扩大，产生的苛化白泥将大幅增加并积累，全部厂外排放会造成严重的环境污染。纵观近年来国内外自泥综合利用研究与开发情况，制浆造纸自泥的综合利用还存在各种技术障碍或者受制于经济效益难以推广，在苛化白泥综合利用中面临的许多问题没有得到有效解决。目前，绝大多数企业将苛化白泥择地堆放或填埋，既占用了大量土地，又因填埋过程中由于压实、降雨和微生物分解等原因，产生的高浓度渗滤液和残留碱的溶解从而造成地下水污染。造纸白泥的主要成分为CaCO₃，属CaO-SiO₂-Al₂O₃体系，与常用胶凝材料的组分相近，所以造纸白泥实际在建材领域具有一定的资源可利用性。

我国烟气脱硫技术的主要有湿法脱硫工艺、干法脱硫和半干法脱硫等，其中，湿法脱硫工艺的应用比例高达85%。但是，这种石灰石－石膏法湿法脱硫工艺产生的后果就是脱硫石膏（CaSO₄·2H₂O）大量堆放、分解造成二次污染，对气候、土壤、植物和人类健康带来危害。另外，许多化工企业生产过程中的副产石膏早已积弊为患。

本发明综合利用了造纸白泥及脱硫石膏这两种工业固体废弃物，另外掺加一定量的低品位铝矾土作为主要原料，生产一种新型的以硫铝酸钙和贝利特为主的熟料，可以替代普通硫铝酸盐水泥的熟料。该发明首先减轻了造纸白泥以及脱硫石膏等由于未被利用对环境造成的严重负担，以及处理费用；所述的含硫水泥熟料的烧成温度在1200～1300℃之间，烧成温度低于普通硅酸盐水泥熟料的烧成温度（1450℃左右）；在充分利用废弃物的同时，可提高水泥产量、降低生产成本，并有效减轻了能源的消耗以及缓解了不可再生资源的紧张局势，具有良好的经济效益与社会效益。

发明内容

本发明的目的在于提供一种综合利用造纸白泥、铝矾土和脱硫石膏制备硫铝酸盐水泥熟料的方法。

本发明提出的综合利用造纸白泥、铝矾土和脱硫石膏制备硫铝酸盐水泥熟料的方法，具体步骤如下：采用造纸白泥、铝矾土和脱硫石膏为原料，在电炉中以20～30℃/min升温速度至1200-1300℃，保温1.5-2.5h，取出急冷至室温；将熟料粉磨细至400m²/kg，即得所需产品；所述的硫铝酸盐生料的配方为：造纸白泥40wt%-50wt%、铝矾土35wt%-45wt%、其余为脱硫石膏，其总重量满足100%。

本发明中，造纸白泥、铝矾土和脱硫石膏为原料在使用前进行预处理，即将所用造纸白泥、铝矾土和脱硫石膏在105℃下烘干，混合并粉磨至比表面积为400 kg/m²，并控制0.08mm的筛余量小于8%，0.02mm的筛余量小于1%，陈化24 h，添加适量水，压制成φ30 mm×5 mm的圆形试饼制成试样。

本发明所得产品的检测及试验方法：

1.       游离氧化钙测定按GB 176《水泥化学分析方法》进行；

2.       比表面积 按GB/T 8074《水泥比表面积测定法(勃氏法)》进行；

3.       水泥胶砂流动度按GB/T 2419 方法进行测定；

4.       凝结时间按GB/T 1346《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》进行，但作如下补充和规定：试件在湿气养护箱中养护至加水后15min时进行初凝时间的第一次测定（或按协商的初凝时间提前10min测定），临近初凝时，测定的时间间隔不大于5 min；临近终凝时，测定的时间间隔不大于15min；