[发明专利]一种硅酸盐水泥熟料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及硅酸盐水泥熟料生产技术领域，具体涉及一种利用煤矸石配料生产硅酸盐水泥熟料的方法。

背景技术

煤矸石是采煤过程中和洗煤过程中排放的固体废弃物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。其主要成分与粘土相似，以二氧化硅、氧化铝为主，另外含有少量的氧化铁、氧化钙、氧化镁、氧化钠、氧化钾、五氧化二磷、三氧化硫和微量稀有元素。目前煤矸石是我国年排放量和累计存放量最大的工业废渣，煤矸石弃置不用、占用大片土地，其含有的硫化物逸出或浸出会污染大气、农田和水体。因此，研究应用煤矸石具有十分重要的社会意义，由于其具有与粘土及其相似的化学成分，而粘土是水泥生产中硅铝质材料通常采用的原料，粘土的反应活化能较高使得水泥能耗过高，且粘土开采破坏植被，毁坏田地，致使许多发达国家已禁止使用粘土烧制水泥。因此研究用煤矸石作为生产原料应用于硅酸盐水泥熟料的生产，既符合国家的资源循环利用产业政策，保护环境，又能够为水泥企业节能减排、降低成本，使其变废为宝，具有重要的经济效益和社会效益。

发明内容

本发明的目的是针对以上问题，提供一种利用煤矸石配料生产硅酸盐水泥熟料的方法，能够提高熟料质量，改善生料易烧性，提高回转窑的产量，降低熟料烧成热耗，改善水泥熟料的性能。

一种硅酸盐水泥熟料，水泥熟料f-CaO控制为0.5～1.5％，水泥熟料立升重控制为1280～1350克/升，该水泥熟料的颗粒度为5～15mm，阿利特和贝利特矿物总和含量在75％以上。

所述的水泥熟料包括如下重量份的原料组成：石灰石83％～86％，铁矿石1.5％～2.5％，煤矸石3％～5％，粘土6％～8％，硅砂1％～3％，控制各原料混合后SiO₂占总质量的10～15％，Al₂O₃占总质量的2.5～3.5％，Fe₂O₃占总质量的1.2～2.0％，CaO占总质量的40～45％。

进一步优选为水泥熟料包括如下重量份的原料组成：石灰石85％，铁矿石2％，煤矸石4％，粘土7％，硅砂2％，控制各原料混合后SiO₂占总质量的11.5～13％，Al₂O₃占总质量的2.7～3％，Fe₂O₃占总质量的1.6～1.9％，CaO占总质量的42.5～44％。

煤矸石中，控制化学成分CaO：3～6.5％，SiO₂：55～60％，Al₂O₃：17～20％，Fe₂O₃：4.2～6.5％，MgO：1～2％，SO₃：0.5～1％；工业分析值为A_ad：84～88％，V_ad：3～5.5％，M_ad：0.2～0.35％，FC_ad：8～10％，Q_net.ad：100～800kcal/kg。

本发明提供了一种利用煤矸石配料生产硅酸盐水泥熟料的方法，具体包括以下步骤：通过破碎、预均化、配料、烘干、粉磨制备成干粉生料，然后将生料喂入新型干法预分解窑进行预热、分解，最后经高温煅烧后冷却得到熟料，所述配料过程中将原有粘土的50～60wt％替换为煤矸石，具体为：

1)将生产原料石灰石、粘土、铁矿石、硅砂、煤矸石分别破碎至≤50mm并储存于堆棚内；

2)以质量计，将石灰石、粘土、铁矿石、硅砂、煤矸石按比例混合均匀后喂入烘干兼粉磨系统进行粉磨，控制粉磨成品水份含量≤1.5wt％，80微米筛的筛余物≤16wt％，得到的为干粉状的生料；

3)将均化后的生料喂入干法预分解窑进行预热、分解，然后在水泥回转窑中进行高温煅烧，煅烧温度为1300～1450℃(进一步优选温度为1400℃)，煅烧8-10min(进一步优选煅烧时间为9min)，得到物料液相量为25-28％的部分熔融状的物料(进一步优选为控制物料液相量为25-28％)，将熔融状的物料在篦冷机上用高压风机鼓风以50～70℃/min的冷却速度冷却至60～100℃得到硅酸盐水泥熟料(进一步优选为在60℃/min的冷却速度冷却至70℃)。