[发明专利]用膨润土废矿作混合材的水泥生产方法

说明书

本发明涉及一种改换了混合材后水泥生产的新方法。

常规的水泥生产（以普通水泥为例），是将石灰石、粘土、铁粉、矿化剂、煤等原料按配方计量后，在球磨机中生料粉磨到合理的细度后入圆筒库，再进入立窑煅烧成为熟料入圆筒库，上述工序可总称为熟料生产过程。以后，再将熟料、石膏、矿渣（或以石灰渣、煤渣、石灰石代用），配料计量，在球磨机中共同粉磨后入库、包装、检验出厂。常规的水泥生产，以矿渣（高炉炉渣）为主作混合材，随着水泥生产的急剧发展，矿渣远远供不应求，造成滥挖沉渣、土渣夹带等劣质抛售现象，对水泥质量造成不良后果，矿渣价格也一涨再涨，有的干脆以石煤渣、烟煤渣、石灰渣等作代用品，以救燃眉之急，但新的标准规定水泥的烧失量不得大于5%，用上述代用品生产，其烧失量难以达标。所以求索水泥混合材的新来源，创造出相应的生产水泥新方法，有其十分紧迫的现实意义。

我国华东、东北等地膨润土资源丰富，在掘进过程中大量废矿排出井外，堆积如山，占用大片土地，几乎成为一种公害。对此废矿的合理利用，对降低生产成本和消除公害有利。从开采的断面看，膨润土矿一般有八个层次，颜色各异，每层夹有不同厚度的废矿，在第7-8层（即顶板）尤甚，很有一部分废矿随原矿一并出井。选作水泥混合材的废矿以外观为灰绿色的为好，浅褐色的也可采用。它们敲击易碎，手摸有光滑感，浸水后微膨胀，粉状料加水拌和后有粘度，其主要化学成分是SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、CaO、MgO等，烧失量在5%左右。

本发明的目的在于用膨润土废矿作水泥的混合材，相应地探索出一种新的水泥生产方法，以降低生产成本，改善水泥质量。

本发明的目的可以通过如下措施予以实现：为利于叙述，将熟料看作水泥的半成品，则以生产出熟料为界，姑且将熟料前各道工序称为前段工序，其后各道工序称为后段工序。本发明的前段工序（包括原料、配比等）是常规技术，后段工序是发明点。可以加或不加活性材料粉煤灰，用经选择后的膨润土废矿（以下简称废矿）为主作混合材，经粉碎成粒径为20-30mm的颗粒，入圆筒库，再与另外圆筒库中的熟料、石膏分别按配方计量后混合，入球磨机进行熟料粉磨，再入圆筒库、包装、检验、出厂。

本发明的目的还可用如下措施来完善：后段工序生产普通水泥的原料配比（重量份）是：废矿3-10份，熟料87-96份，石膏1-3份;后段工序生产复合硅酸盐水泥，选用的混合材的组分及其重量比是：粉煤灰比废矿为1∶1～1∶3，将两者混合后与其它原料的配比（重量份）是：废矿与粉煤灰混合料16-50份，熟料47-83份，石膏1-3份。

本发明下面将结合实施例予以详述：

无论是普通水泥还是复合硅酸盐水泥，在生产出熟料前的前段工序，本发明与上述两种水泥各自的常规技术相同，不作复述。与众不同的是熟料后的后段工序，一改主要用活性材料矿渣作混合材的习惯做法和用煤渣、石灰渣、石灰石等非活性材料作代用品的做法，选择膨润土废矿作混合材，粉碎成粒径为20-30mm的颗粒，加或不加活性材料粉煤灰均可，如有条件的地方也可考虑加或不加火山灰质材料作活性材料。经试验，混合材组分及其配比不同对水泥物理性能的影响见表1。

以膨润土废矿为混合材的不同配比量对水泥物理性能的影响见表2。

表1与表2中，因同行专业技术人员可以推断，故未列入各混合材掺入量小于5重量份的试验数据。

试验结果表明：

1、废矿掺入量增加，水泥标准稠度用水量有略有增加的趋势。

2、当废矿的掺入量小于5重量份时，水泥凝结时间与熟料很接近，当掺入量在10重量份时凝结时间比熟料快;废矿与粉煤灰混掺时，在试验范围内均符合水泥标准要求;若掺粉煤灰和矿渣，水泥凝结时间延长;只掺矿渣的水泥在试模上有时会产生泌水现象。

3、单掺废矿与重量份时，水泥3天，28天抗折强度与熟料强度的比相当。

4、单掺废矿10重量份时，水泥3天抗折强度与熟料强度比为100-92%，29天为92-87%;单掺废矿30重量份时，分别为88%和89%。

5、从抗压强度看，单掺废矿5重量份时，3天及28天与熟料强度比相当;掺10重量份时，该比分别为88-90%和87-92%;掺30重量份时，该比分别为90-91%和73.4-74%。