[发明专利]一种高掺工业废渣水泥及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及无机胶凝材料技术领域，具体涉及一种高掺工业废渣水泥及其制备方法。

背景技术

水泥是当今重要的建筑材料之一，它是由石灰石、铁粉和粘土等矿物质原料混合后制成的硅酸盐熟料，再在熟料中加入胶凝材料经磨细制成的。随着我国经济的快速发展，水泥的需求量成倍增加。据统计，2016年全国水泥产量达到24.03亿吨。

目前人类对自身生存环境的要求越来越高，生态文明建设也愈演愈烈。水泥行业作为处理各种工业废渣的前沿产业，对于工业废渣利用起着至关重要的作用。

传统的水泥熟料采用石灰石、粘土、砂岩、铁矿石、石膏、萤石、煤等天然矿产资源和能源为原料进行配料煅烧，不仅浪费了大量的天然资源和能源，而且排放大量CO₂及其它有害气体，污染环境严重。利用工业废渣生产水泥不仅符合保护环境、降低污染的环保理念，而且具有变废为宝、降低工业废渣处置和生产成本的积极社会效果。

电石渣为电石法制乙炔的工业废渣，数量逐年增加；钢渣是炼钢排出的废渣；粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，是燃煤电厂排出的主要固体废物；煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物；炉渣是从工业和民用锅炉及其他设备燃煤所排出的废渣(主要以燃煤火力发电厂、化肥厂造气炉及北方地区民用锅炉等)；锰渣是炼锰铁矿排出废渣；矿渣是矿石经过选矿或冶炼后的残余物；脱硫石膏是近年来新出现的燃煤锅炉烟气脱硫产生的次生固体工业废渣。

专利《一种利用电石渣为原料煅烧的水泥熟料》(申请公布号CN 104402265A)，公开了利用电石渣、石灰石、粘土、铜渣、工业废渣和工业石膏为原料生产水泥熟料的方法，但电石渣配比仅达到1.03～5.37％，而剩余的石灰质原料石灰石掺比达到了79.93～85.47％，电石渣使用配比小，未能实现100％替代石灰石生产，其余废渣中仅公开了铜渣和工业废石膏，废渣利用率偏低。专利《电石渣100％替代天然石灰质原料干法生产水泥熟料工艺方法》(申请公布号CN 1887765A)，公开了利用电石渣、砂岩、粉煤灰、硫酸渣和水为原料生产水泥熟料的方法，虽然实现了电石渣100％替代天然石灰石质原料生产水泥熟料，但所使用的方法为湿法粉磨原料，湿法工艺煅烧物料，工艺落后，能耗高，耗水量大，产量低，已处于落后淘汰工艺。专利《用电石渣为原料的水泥熟料及其干法生产方法》(申请号200510021024.6)，公开了利用电石渣、磷渣、硫铁渣、磷石膏、粉煤灰、无烟煤生产水泥熟料的方法，尽管废渣利用较高，也实现了电石渣100％替代石灰石生产，但所使用的机械立窑生产工艺，其已是明令禁止的淘汰技术，产量低、能耗高，而且从所公开的原料可以看出，缺少了硅质矫正原料，实用性受到质疑。专利《利用工业废渣生产高强度水泥的工艺》(申请公布号CN 104193204B)，公开了生产水泥熟料使用石灰石、石英砂选矿污泥、铁粉矿选矿污泥、粉煤灰四种原料，生产水泥产品用粉煤灰、煤矸石、水泥熟料、脱硫石膏、矿粉五种原料，但生产熟料的原料使用了石灰石，其资源消耗量大，总体上工业废渣利用程度不高。专利《用废渣代替石灰石配料在水泥窑上煅烧水泥熟料的方法》(申请公开号CN 102173606B)，公开了生料配制使用电石泥、金属镁渣、双氰胺渣、石灰渣、煤矸石、煤炭，其中电石泥、石灰渣分别40％±5％和10％±5％，使用量偏低，且缺少了硅质矫正原料，实用性受到质疑。专利《一种废渣水泥》(申请公布号CN 105837148 A)，公布了一种废渣水泥，但未公布此废渣水泥所用的熟料由工业废渣制的，所用混合材品种较少，所用偏高岭土为不可再生资源。

电石渣、粉煤灰、煤矸石、脱硫石膏等作为大宗工业废渣处理中的重要组成部分，虽然目前有很多的研究报道，但目前水泥生产主要存在以下问题：(1)主要采用石灰石作为主要原料，成本较高，而且会造成资源浪费和环境污染，虽然也有些企业利用电石渣等工业废料生产水泥熟料，但掺入低，能耗较高；(2)使用工业废渣生产的熟料强度偏低，质量不稳定，不能满足大型建筑工程使用。(3)在主要采用的原料当中，各种工业废渣不能有效配合，废渣种类较少，废渣利用量小、品质单一，不能满足处理要求，导致各类废渣的利用率不高，推广应用难度较大。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种高掺工业废渣水泥及其制备方法。

本发明是通过下述技术方案来实现的。

一种高掺工业废渣水泥，包括下述质量比的原料：

生料：

辅料：脱硫石膏或脱硫石膏与混合材的混合物；