[发明专利]一种高强增韧固井胶凝材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种高强增韧固井胶凝材料，由以下各组分按重量份计组成：

石灰石100份，红色黏土10~15份，斜锆石1~8份，锆英石2~10份，硅质校正原料1~5份，玄武岩尾矿1~5份，硫酸渣2~6份，铜矿渣2~5份，二水石膏3~5份；所述高强增韧固井胶凝材料中矿物含量包括C₃S、C₂S、C₃A、C₄AF和 ZrSiO₄，其中，50%≤C₃S≤65%，15%≤C₂S≤30%，1.0%≤C₃A≤2.5%，14%≤C₄AF≤18%，1%≤ZrSiO₄≤10%；所述高强增韧固井胶凝材料的比表面积在300~360 m²/kg；所述高强增韧固井胶凝材料中，其化学成分要求为：2%≤ZrO₂≤8%，碱含量(Na₂O+0.658K₂O）≤0.75%，SO₃≤3.0%，Loss≤3.0%，不溶物≤0.75%。

2.如权利要求1所述的一种高强增韧固井胶凝材料，其特征在于：所述石灰石组分含量要求：CaO≥50%，Al₂O₃≤1.0%，MgO＜2.5%。

3.如权利要求1所述的一种高强增韧固井胶凝材料，其特征在于：所述红色黏土组分含量要求：SiO₂≥60%，Al₂O₃≤12%。

4.如权利要求1所述的一种高强增韧固井胶凝材料，其特征在于：所述斜锆石组分含量要求：ZrO₂≥90%；所述锆英石中ZrSiO₄的纯度至少为95%。

5.如权利要求1所述的一种高强增韧固井胶凝材料，其特征在于：所述铁质原料组分含量要求：Fe₂O₃≥60%。

6.如权利要求1所述的一种高强增韧固井胶凝材料，其特征在于：所述硅质校正原料组分含量要求：SiO₂≥80%。

7.如权利要求1-6任意一项所述的一种高强增韧固井胶凝材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

原料破碎步骤：将石灰石、红色黏土、斜锆石、锆英石、硅质校正原料、玄武岩尾矿、硫酸渣和铜矿渣分别用反击式破碎机进行破碎，破碎比控制在50~60；

预均化处理步骤：将原料破碎步骤破碎后的原料输送至预均化库中进行预均化处理；

配料步骤：经过预均化处理后的原料被输送至配料站，按照石灰石100份、红色黏土10~15份、斜锆石1~8份、锆英石2~10份、硅质校正原料1~5份、玄武岩尾矿1~5份、硫酸渣2~6份和铜矿渣2~5份配合比进行配比；

粉磨步骤：将配比后的混合物料输送至球磨机中粉磨成水泥生料，粉碎比控制在300~1000；

均化处理步骤：粉磨之后的水泥生料输入连续式水泥生料均化库，使水泥生料混配均匀；

煅烧步骤：将混配均匀的水泥生料从回转窑尾部的最上一级预热器送入，经过C1~C4预热器过程中，与来自回转窑内的废热气体进行热交换，预热后进入分解炉内煅烧至大部分碳酸盐分解，再经过最后一级预热器进入回转窑中，在回转窑中经高温煅烧成水泥熟料；煅烧温度控制在1300℃~1500℃；煅烧完成的水泥熟料被输出回转窑后，经蓖式冷却机快速冷却，得到水泥熟料；

成品步骤：将制备好的水泥熟料与破碎后的二水石膏送入配料站，按照水泥熟料100份和二水石膏3~5份的配合比进行配比，配料后将物料输送至球磨机中粉磨成水泥成品，比表面积控制在300~360 m²/kg，最后将得到的水泥成品储放一段时间并均化后，得到高强增韧固井胶凝材料。