專利名稱：在新型干法窯中用氫氟酸渣作礦化劑的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水泥行業(yè)的礦化劑技術(shù)，具體地說是一種將氫氟酸渣作礦化劑的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
氫氟酸渣是生產(chǎn)氟化鹽所產(chǎn)生的一種灰白色粉狀的工業(yè)固體廢料，主要成分為硫酸鹽和氟化鈣。據(jù)了解僅甘肅白銀公司氟化鹽廠每年排出近10萬噸的氫氟酸渣，累計儲存量達(dá)200多萬噸，占地近百畝。
水泥生產(chǎn)的基本過程見圖1所示，其中熟料燒成就是用煅燒設(shè)備對生料加熱，使其發(fā)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)生成熟料，物理化學(xué)反應(yīng)可概括為五個過程一是干燥預(yù)熱，在這個階段中生料中水分被蒸發(fā)，粘土中的主要成分發(fā)生脫水反應(yīng)。即AL2O3·2SiO2·2H2O→AL2O3+2SiO2+2H2O↑二是碳酸鹽分解(熟料燒成的重要過程)，生料溫度升至850℃時，碳酸鈣大量分解，即CaCO3→CaO+CO2↑三是固相反應(yīng)，隨著溫度逐步升至1300℃的階段中，固態(tài)物質(zhì)相互反應(yīng)生成鐵鋁酸四鈣(C4AF)、鋁酸三鈣(C3A)、硅酸二鈣(C2S)等礦物；四是燒成反應(yīng)(熟料燒成最重要的過程)，在溫度升至1450℃的過程中，1280℃開始出現(xiàn)液相，形成液相后，燒成反應(yīng)開始進(jìn)行，生成硅酸三鈣(C3S)，即
五是冷卻過程，燒成反應(yīng)完成后，生料轉(zhuǎn)變成熟料開始冷卻，完成熟料燒成任務(wù)。
熟料燒成所用的煅燒設(shè)備主要有兩大類一類是立窯；另一種是回轉(zhuǎn)窯，回轉(zhuǎn)窯又以預(yù)分解窯為主導(dǎo)，目前立窯使用礦化劑技術(shù)較為普遍，回轉(zhuǎn)窯使用較少，其主要原因是回轉(zhuǎn)窯容易提高溫度，即燒成能力較強，對礦化劑技術(shù)的依賴性較低。
目前，國內(nèi)水泥企業(yè)主要采用三種礦化劑技術(shù)第一種是在配制生料時摻入螢石作礦化劑，螢石主要成分為氟化鈣(CaF2)，其礦化基本原理是CaF2在含水蒸氣高溫氣體作用下，生成氟化氫(HF)，HF可破壞CaCO3的化學(xué)鍵，生成新的CaF2，且CaF2與物料共熔后能降低液相粘度，有利于熟料的燒成反應(yīng)，其化學(xué)反應(yīng)式為CaF2+H2O→CaO+2HF2HF+CaCO3→CaF2+H2O+CO2↑第二種是在配制生料時摻入石膏作礦化劑，石膏的主要成分為硫酸鈣(CaSO4)，其礦化基本原理是硫酸鹽因熔點低，可使形成液相的初始溫度降低約80℃，即加快和提前了熟料的燒成反應(yīng)，且硫酸鹽與鋁酸鹽形成硫鋁酸鹽，將熟料中的部分低強礦物轉(zhuǎn)化成高強礦物，提高了熟料的強度，即CaSO4+C3A→C4AS第三種是在配制生料時摻入石膏和螢石，即復(fù)合礦化劑煅燒技術(shù)。在水泥行業(yè)，用石膏和螢石作復(fù)合礦化劑在立窯生產(chǎn)工藝中使用較普遍，目前，在回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)工藝中使用較少。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種將工業(yè)廢渣——氫氟酸渣作礦化劑的應(yīng)用，它不僅能使水泥企業(yè)節(jié)能降耗、提高產(chǎn)品質(zhì)量，而且能夠消解工業(yè)固體廢料、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是一種在新型干法窯中用氫氟酸渣作為礦化劑的應(yīng)用，在生料配料過程中摻入一定量的氫氟酸渣作礦化劑，以有利于熟料的燒成。
在生料配料過程中摻入的氫氟酸渣的劑量，是由生料中SO3的含量來確定的，生料中SO3的重量百分比在0.8±0.2％范圍內(nèi)最利于熟料的燒成，礦化效果最佳。
本發(fā)明提供的上述氫氟酸渣作為礦化劑的應(yīng)用，從改善水泥生料的易燒性能著手，用工業(yè)廢料氫氟酸渣作礦化劑代替了螢石和石膏，達(dá)到了節(jié)能降耗、提高產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約礦業(yè)資源的目的，與此同時，隨著該技術(shù)的推廣預(yù)計全國每年可消解工業(yè)固體廢料——氫氟酸渣2000萬噸以上，為發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)開創(chuàng)了新的途徑。


圖1為水泥基本生產(chǎn)過程的流程圖；圖2為本發(fā)明原理流程示意圖。
具體實施例方式
為了進(jìn)一步說明本發(fā)明的原理，現(xiàn)結(jié)合附圖及實施例進(jìn)行詳細(xì)說明，以下試驗是在甘肅高崖金城水泥有限公司日產(chǎn)1000噸預(yù)分解窯上進(jìn)行的，如圖2所示，本發(fā)明在新型干法窯中用氫氟酸渣作為礦化劑的應(yīng)用，在生料配料過程中摻入一定量的氫氟酸渣作礦化劑，以有利于熟料的燒成。
實施例1在配置生料時，將氫氟酸渣按生料重量百分比1％摻入，(氧氟酸渣經(jīng)化學(xué)檢測SO3重量百分比為35％、CaF2的重量百分比為25％)，這時控制出磨生料SO3重量百分比小于0.4％，預(yù)分解窯試燒表明窯操作工主觀感覺生料易燒性有所改善，但各種技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)變化不明顯。
實施例2在配置生料時，將氫氟酸渣按生料重量百分比2％摻入，出磨生料中SO3重量百分比按0.7±0.2％控制(因SO3的檢驗誤差為±0.15，配料計量設(shè)備也存在計量誤差，所以生料中的SO3含量不是一固定值，而是在一定范圍內(nèi)波動)，經(jīng)預(yù)分解窯試燒表明生料明顯易燒，在投料量和用煤量、窯轉(zhuǎn)速與不摻氫氟酸渣時相同的情況下，窯內(nèi)起大塊，表現(xiàn)出燒成能力過剩，說明礦化劑起到了作用，即氫氟酸渣中的CaF2促進(jìn)了生料中的CaCO3的分解，SO3降低了熟料的燒成溫度。
(不加礦化劑)(加礦化劑)由于礦化劑的作用，在燒成能力出現(xiàn)過剩時，操作上采取增加投料量，加快窯速，減少向窯內(nèi)的噴煤量來平衡燒成能力，即采用氫氟酸渣礦化劑技術(shù)后，窯產(chǎn)量得到提高，能耗得到降低，經(jīng)測算產(chǎn)量最低的一天提高了6％，最高的一天提高了12％，節(jié)煤最少的一天節(jié)約4％，最多的一天節(jié)約8％；對熟料質(zhì)量的檢測表明熟料的強度提高了，其中3天抗壓強度平均提高了3.5Mpa以上，28天抗壓強度平均提高了2Mpa以上，熟料的其他質(zhì)量指標(biāo)均合格。分析熟料強度提高的主要原因是氫氟酸渣中的SO3將熟料中的部分低強礦物鋁酸三鈣(C3A)轉(zhuǎn)化成了高強礦物硫鋁酸四鈣(C4AS)。即CaSO4+C3A→C4AS實施例3在配置生料時，將氫氟酸渣按重量百分比2.5％摻入，出磨生料中SO3的重量百分比按0.9±0.2％控制進(jìn)行試燒，試燒表明產(chǎn)量最低能提高6％，最高能提高10％，節(jié)煤最少節(jié)約4％，最多節(jié)約6％；熟料3天抗壓強度平均提高了4Mpa以上，28天抗壓強度平均提高了2Mpa以上。
實施例4在配置生料時，將氫氟酸渣按重量百分比3.5％摻入，出磨生料中SO3的重量百分比按1.2±0.2％控制進(jìn)行試燒，試燒表明操作上難以控制，煅燒范圍變窄，燒成溫度偏高時窯內(nèi)結(jié)后圈；燒成溫度偏低時，窯內(nèi)竄生料導(dǎo)致熟料質(zhì)量不合格。實踐表明當(dāng)生料中SO3的含量超過一定量時，對熟料燒成不再是有利的了。
其他實施例試驗數(shù)據(jù)見下表

綜上所述，通過試驗數(shù)據(jù)分析進(jìn)行篩選，生料中SO3的重量百分比在0.8±0.2％范圍內(nèi)最利于熟料的燒成，礦化效果最佳。
權(quán)利要求
1.一種在新型干法窯中用氫氟酸渣作為水泥生料礦化劑的應(yīng)用，在生料配料過程中摻入一定量的氫氟酸渣作礦化劑，以有利于熟料的燒成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫氟酸渣作為水泥生料催化劑的應(yīng)用，在生料配料過程中摻入的氫氟酸渣的劑量，是由生料中SO3的含量來確定的，生料中SO3的重量百分比在0.8±0.2％范圍內(nèi)最利于熟料的燒成，礦化效果最佳。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種在新型干法窯中用氫氟酸渣作為礦化劑的應(yīng)用，在生料配料過程中摻入一定量的氫氟酸渣作礦化劑，以有利于熟料的燒成。在生料配料過程中摻入的氫氟酸渣的劑量，是由生料中SO
文檔編號C04B7/24GK101045615SQ20071001760
公開日2007年10月3日 申請日期2007年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月22日
發(fā)明者王進(jìn)亮, 馮樹成, 陳志伯, 韓瑞鋒, 吳東海 申請人:王進(jìn)亮