[发明专利]一种可高效利用工业废石膏的低热水泥

说明书

技术领域

本发明属于水泥材料技术领域，特别涉及一种可高效利用工业废石膏的低热水泥。

背景技术

随着我国工业的不断发展，天然石膏等资源消耗量不断攀升，由于天然石膏的储量有限，其储存量越来越少，其价格也逐年上升。工业废石膏是工业生产的过程中的工业废渣，其种类很多，用磷酸盐矿石和硫酸制造磷酸产生的废渣为磷石膏；含硫燃料（煤、油等）燃烧后产生的烟气进行脱硫净化处理后得到的工业副产品石膏为脱硫石膏；用工业微生物发酵法生产柠檬酸的主含CaSO₄·2H₂O的副产品为柠檬石膏；还有氟石膏、盐石膏、钛石膏和苏打石膏等，其中磷石膏的储存量最大；这些石膏的主要成分为二水硫酸钙，另外还有少量金属离子等杂质。目前工业废石膏大部分被堆砌在空地上，这样不仅仅占用了耕地、污染了环境，而且造成了资源浪费。

目前处理工业废石膏的方法有很多，发明专利CN1342612A、CN101468792B和CN103086781A等提出了利用工业废石膏制备硫酸钡、硫、尿素磷石膏等含硫化合物的工艺和方法；发明专利CN1696073A、CN103641344A和CN103964715A涉及到利用工业废石膏同时制备水泥以及硫酸的方法，但以上发明专利提到的制备工艺复杂，限制了工业废石膏的大量应用。除了利用工业废石膏制备石膏制品外，发明专利CN1279219A提出了利用磷石膏作水泥缓凝剂的技术，说明工业废石膏可以作为普通硅酸盐水泥缓凝剂来使用，但其用量仅为水泥掺量的5%左右，仍不能快速消耗目前工业废石膏的大量存储。

此外，与通用硅酸盐水泥相比，低热水泥具有低能源消耗、低环境负荷、低水化热、良好的高温稳定性、干缩率小、与外加剂适应性好、后期强度增进率大等优点，符合当今国际水泥行业节能、环保、节约资源以及高性能和可持续发展的要求，被誉为“生态水泥”。低热水泥具有如此优良的性能，目前在我国的建材行业却很少有生产与应用，其主要原因是低热水泥的早期强度相对通用硅酸盐水泥偏低，难以满足建设施工速度的要求。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种可高效利用工业废石膏的低热水泥。该水泥是以石灰石、铝土矿、粘土、硫酸渣、萤石、钡渣以及处理过的工业废石膏为原料按一定质量配比制成水泥生料，混合均匀并粉磨成生料粉后在一定温度下煅烧；在烧成的水泥熟料中再加入工业废石膏以及调节剂，从而制得产品。该产品早期强度高于一般低热水泥，且其抗压、抗折强度较高，具有优异的耐久性，有效的提高了工业废石膏的利用率，减少生产成本从而得到一种环境友好型水泥。

本发明采用以下技术方案：

一种可高效利用工业废石膏的低热水泥，其特征在于，它是由以下重量份的原料组成：水泥熟料70-85份、工业废石膏10-20份、调节剂0.2-0.6份；所述调节剂是由以下重量份的原料组成：三乙醇胺2-3份、木质素磺酸钠0.5-3份、鱼骨粉4-8份、二羟基聚二甲基硅氧烷0.3-0.5份；

所述水泥熟料是通过下述方法制备得到：将石灰石55-90份、铝土矿0.5-4.5份、粘土5-25份、硫酸渣0.5-3份、萤石0.2-1份、钡渣3-12份、处理过的工业废石膏8-15份混合均匀并粉磨至过150-200目筛，然后将混合生料置于回转窑内煅烧，煅烧温度为1330-1380℃，得到水泥熟料。所述处理过的工业废石膏的处理方法为：在350℃高温下烘干30-45min。

优选的，所述水泥是由以下重量份的原料组成：水泥熟料80份、工业废石膏15份、调节剂0.5份。

优选的，所述工业废石膏为磷石膏、柠檬石膏、脱硫石膏、氟石膏、盐石膏、钛石膏和苏打石膏中的一种或几种的混合物。

优选的，所述水泥的比表面积为350-450m²/kg。

上述水泥是通过如下方法制备得到的：

首先，将石灰石、铝土矿、粘土、硫酸渣、萤石、钡渣、处理过的工业废石膏按照重量配比混合均匀并粉磨至过150-200目筛的混合生料，然后将混合生料置于回转窑内煅烧，煅烧温度为1330-1380℃，得到水泥熟料；其次，将粉磨后的工业废石膏和调节剂按比例加入熟料中混合均匀，然后经粉磨后经150-200目筛，筛余为2-5%，即得水泥成品。