專利名稱：一種赤泥制造快硬型鐵鋁酸鹽水泥加工方法
專利說(shuō)明一種赤泥制造快硬型鐵鋁酸鹽水泥加工方法 技術(shù)領(lǐng)域 本發(fā)明涉及水泥材料加工的化工領(lǐng)域，尤其涉及一種利用氧化鋁生產(chǎn)中的廢棄物——赤泥制造快硬型鐵鋁酸鹽水泥的加工方法。
背景技術(shù) 特種水泥通常可分成六大系列產(chǎn)品，它們是硅酸鹽水泥系列(除通用水泥外)、鋁酸鹽水泥系列、硫鋁酸鹽水泥系列、鐵鋁酸鹽水泥系列、氟鋁酸鹽水泥系列、其他(包括無(wú)熟料、少熟料)水泥系列。目前我國(guó)特種水泥生產(chǎn)年產(chǎn)量低，僅占全國(guó)水泥總產(chǎn)量的2％以下，與發(fā)達(dá)國(guó)家7％～9％的生產(chǎn)規(guī)模有相當(dāng)?shù)牟罹唷．a(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理，裝飾水泥和膨脹自應(yīng)力水泥所占比例大體相當(dāng)，油井水泥和水工水泥比例偏低，快硬高強(qiáng)水泥嚴(yán)重短缺。技術(shù)裝備、生產(chǎn)工藝落后。
在氧化鋁生產(chǎn)中產(chǎn)生的工業(yè)有害廢渣赤泥，現(xiàn)在的處理方法都是放到赤泥堆場(chǎng)，這樣不但占用了土地資源，而且還造成了環(huán)境污染。國(guó)內(nèi)外對(duì)赤泥的后處理方法都非常重視，將此列為鋁工業(yè)爭(zhēng)需解決的重要難題，現(xiàn)有200610076718.4公開(kāi)的“一種赤泥制備硫鋁酸鹽水泥的方法，”，它同樣利用赤泥來(lái)制備硫鋁酸鹽，由于工藝條件、工藝難度卻無(wú)法來(lái)制備快硬型鐵鋁酸鹽水泥，開(kāi)發(fā)出更大的利用和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)氧化鋁生產(chǎn)的赤泥中，由于各個(gè)成分的比例非常接近鐵鋁酸鹽水泥的比例，只需增加一部分添加劑調(diào)節(jié)配比，就符合鐵鋁酸鹽水泥的生產(chǎn)，這樣不但解決了氧化鋁生產(chǎn)中赤泥的堆放問(wèn)題，而且生產(chǎn)的鐵鋁酸鹽水泥也是創(chuàng)造了新的效益。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案 一種赤泥制造快硬型鐵鋁酸鹽水泥加工方法，包括以下步驟 A、處理赤泥在100～110℃烘干，使赤泥含水量≦1％，球磨機(jī)粉磨，過(guò)100目篩； B、原料配方通過(guò)設(shè)計(jì)熟料主要礦物C2S、C4A3S、C4AF的組成計(jì)算配料，熟料主要礦物按重量百分比為C2S25～40％；C4A3S30～45％；C4AF10～25％； C、以氧化鋁工業(yè)棄渣赤泥為主要原料，由于赤泥和鋁土礦中本身含有大量的Fe2O3、SiO2、Al2O3，粘土、砂巖只作為添加劑加入，按下列重量百分比的稱取原料 赤泥40～55％；石灰石20～30％；鐵粉1.5～3％；鋁礦20～30％；石膏1～5％； D、混料、煅燒將步驟C中的配料混合，球磨均勻，鍛燒溫度為1250℃～1350℃； E、配制水泥煅燒熟料再次粉磨至200目以下，再添加石灰石和石膏，以制備不同種類的快硬型鐵鋁酸水泥。
優(yōu)選的，所述石灰石的CaO含量要求大于48％；所述MgO含量在1.5％以下。
優(yōu)選的，在水泥粉磨過(guò)程中，石灰石摻量不超過(guò)50％，石膏摻量為小于5％；快硬型鐵鋁酸鹽水泥的比表面積應(yīng)控制在350m2/kg以上，一般為350～400m2/kg的范圍。
本發(fā)明通過(guò)反復(fù)地實(shí)驗(yàn)，確認(rèn)通過(guò)上述方法所制造出的快硬型鐵鋁酸鹽水泥符合建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JC 435—1991規(guī)定以適當(dāng)成分的生料，經(jīng)煅燒所得以鐵相、硅鋁酸鈣和硅酸鈣為主要礦物的熟料，加入適量石灰石和石膏，磨細(xì)制成的早期強(qiáng)度高的水硬性膠凝材料為快硬鐵鋁酸鹽水泥。該水泥以3d抗壓強(qiáng)度表示，分為425、525兩個(gè)標(biāo)號(hào)。
1.快硬鐵鋁酸鹽水泥的技術(shù)要求 比表面積、凝結(jié)時(shí)間、游離氧化鈣含量應(yīng)符下表的規(guī)定。

快硬鐵鋁酸鹽水泥的各齡期強(qiáng)度要求指標(biāo)不得低于下表中的數(shù)值。

典型快硬鐵鋁酸鹽水泥熟料的礦物組成與水泥強(qiáng)度發(fā)展規(guī)律。

2.快硬鐵鋁酸鹽水泥的生產(chǎn)工藝 2.1熟料的化學(xué)成分及礦物組成熟料的主要化學(xué)成分為CaO、Al2O3、Fe2O3、SiO2、SO3，主要礦物為C4A3S(硅鋁酸四鈣)、β-C2S(硅酸二鈣)、C4AF(鐵鋁酸四鈣)。其成分含量范圍見(jiàn)下表。
2.2原料、燃料 快硬鐵鋁酸鹽水泥配料采用組分配料石灰石、燒結(jié)法赤泥和拜爾法赤泥、鐵粉、鋁土礦、粘土、砂巖。由于赤泥和鋁土礦中本身含有大量的Fe203、SiO2、Al2O3，所以鐵粉、粘土、砂巖只作為添加劑加入，加入的量視赤泥中的具體成分而定，石灰石主要是調(diào)節(jié)CaO的加入量，石灰石的CaO含量要求大于48％，MgO含量在1.5％以下；赤泥成分見(jiàn)下表。所選燃料煤應(yīng)控制其揮發(fā)分V為25％～32％，灰分A≤25％，熱值Q≥27200kJ/kg。
2.3煅燒 快硬鐵鋁酸鹽水泥熟料的煅燒設(shè)備為立窯。燒成溫度一般為1250℃～1350℃，較硅酸鹽水泥煅燒溫度低100℃～150℃。熟料顏色與硅酸鹽水泥相似，呈黑色，而與灰色的硫鋁酸鹽水泥熟料有別。
2.4粉磨 在水泥粉磨過(guò)程中，石灰石摻量不超過(guò)50％，石膏摻量一般為5％；比表面積應(yīng)控制在350m2/kg以上，一般為350～400m2/kg的范圍。
本發(fā)明一種赤泥制造快硬型鐵鋁酸鹽水泥加工方法的有益效果是，所生產(chǎn)的快硬型鐵鋁酸鹽水泥早強(qiáng)高強(qiáng)，抗凍性好，耐蝕性能好，具有高抗?jié)B性能，適合于冬季施工工程、搶修工程、配制噴射混凝土及生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)件等，彌補(bǔ)了利用赤泥能生產(chǎn)快硬型鐵鋁酸鹽水泥這一技術(shù)的空白，創(chuàng)造了更大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
具體實(shí)施方式
下面對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明 配料計(jì)算 1.原料的質(zhì)量要求 1.1我廠的赤泥成分 1.2石灰質(zhì)原料 凡以碳酸鈣為主成分的原料都叫鈣質(zhì)原料，如石灰石、白堊、泥灰?guī)r、內(nèi)殼等，是水泥熟料中氧化鈣的主要來(lái)源，由于在赤泥中已有大量的CaO，石灰石加入只起校正作用，盡量少用。
1.3硅質(zhì)原料 硅質(zhì)原料的主要成分SiO2，其次是Al2O3，還有Fe2O3，一般生產(chǎn)1t熟料約需0.2—0.4t硅質(zhì)原料，在熟料中約占11—17％ 1.4其它校正原料 生產(chǎn)中只有石灰石和粘土質(zhì)原料往往不能滿足熟料對(duì)化學(xué)成分的要求，為彌補(bǔ)成分的不足，往往選用鐵質(zhì)，硅質(zhì)和鋁質(zhì)的校正原料
2.燃料的質(zhì)量要求 我公由于使用煙煤，成分大概制定如下 3.熟料熱耗的選擇 熟料燒成熱耗Q(kg/kg熟料)與煅燒全過(guò)程有關(guān)，除了涉及到原燃料性質(zhì)，還與廢氣熱回收裝置有關(guān)，還和熟料顯熱回收裝置(各冷卻機(jī))等有關(guān)，隨著干法預(yù)分解窯燒成系統(tǒng)工藝裝備的技術(shù)進(jìn)展，促使熱耗從早期的3765KJ/kg逐步下降到2970KJ/kg先進(jìn)的可達(dá)2900KJ/kg以下，我廠控制到3094KJ/kg. 4.配料的計(jì)算 4.1針對(duì)根據(jù)赤泥成分的特點(diǎn)和熟料本身的含量要求，設(shè)定率值KH＝0.082+0.01，n＝0.52+0.1，p＝3.7+0.1 4.2由設(shè)定的熟料率值計(jì)算 設(shè)熟料的化學(xué)成分∑＝98％ 下面用試差法計(jì)算生料配比所有數(shù)據(jù)在EXCEL中完成 Al2O3＝p×Fe2O3＝25.61％ SiO2＝n(Al2O3+Fe2O3)＝16.91％ CaO＝∑-Fe2O3-Al2O3-SiO2＝48.56％ 下面是EXCEL表格，設(shè)定q＝3094KJ/kg熟料
由上面的表格可算出 △KH＝|0.8252-0.82|＝0.005<0.01 △n＝|0.522-0.52|＝0.002<0.01 △p＝|3.6901-3.7|＝0.0099<0.01 可以看出計(jì)算的與設(shè)定的比較穩(wěn)合. 5.熟料的繞成 配好原料后，燒成溫度一般為1250℃～1350℃，較硅酸鹽水泥煅燒溫度低100℃～150℃。熟料主要靠固相反應(yīng)形成，煅燒時(shí)無(wú)需特意掛窯皮。
經(jīng)燒結(jié)后熟料的礦物組成可用巖相分析，X射線和紅外光譜等分析法測(cè)定，目前工礦企業(yè)用化學(xué)成分來(lái)計(jì)算熟料組成，由f-CaO<1取f-CaO＝0.8，得到熟料成分如下 6.水泥的粉磨 在水泥粉磨過(guò)程中，石灰石摻量不超過(guò)50％，石膏摻量一般為5％；比表面積應(yīng)控制在350m2/kg以上，一般為350～400m2/kg的范圍。
權(quán)利要求
1、一種赤泥制造快硬型鐵鋁酸鹽水泥加工方法，其特征在于包括以下步驟
A、處理赤泥在100～110℃烘干，使赤泥含水量≦1％，球磨機(jī)粉磨，過(guò)100目篩；
B、原料配方通過(guò)設(shè)計(jì)熟料主要礦物C2S、C4A3S、C4AF的組成計(jì)算配料，熟料主要礦物按重量百分比為C2S25～40％；C4A3S30～45％；C4AF10～25％；
C、以氧化鋁工業(yè)棄渣赤泥為主要原料，由于赤泥和鋁土礦中本身含有大量的Fe2O3、SiO2、Al2O3，粘土、砂巖只作為添加劑加入，按下列重量百分比的稱取原料
赤泥40～55％；石灰石20～30％；鐵粉1.5～3％；鋁礦20～30％；石膏1～5％；
D、混料、煅燒將步驟C中的配料混合，球磨均勻，鍛燒溫度為1250℃～1350℃；
E、配制水泥煅燒熟料再次粉磨至200目以下，再添加石灰石和石膏，以制備不同種類的快硬型鐵鋁酸水泥。
2、如權(quán)利要求1所述的一種赤泥制造快硬型鐵鋁酸鹽水泥加工方法，其特征在于所述石灰石的CaO含量要求大于48％；所述MgO含量在1.5％以下。
3、如權(quán)利要求1所述的一種赤泥制造快硬型鐵鋁酸鹽水泥加工方法，其特征在于在水泥粉磨過(guò)程中，石灰石摻量不超過(guò)50％，石膏摻量為小于5％；快硬型鐵鋁酸鹽水泥的比表面積應(yīng)控制在350m2/kg以上，一般為350～400m2/kg的范圍。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種赤泥制造快硬型鐵鋁酸鹽水泥加工方法，包括以下步驟A.處理赤泥烘干，粉磨，過(guò)100目篩；B.原料配方通過(guò)設(shè)計(jì)熟料主要礦物C2S、C4A3S、C4AF的組成計(jì)算配料；C.按下列重量百分比的稱取原料赤泥40～55％；石灰石20～30％；鐵粉1.5～3％；鋁礦20～30％；石膏1～5％；D.混料、煅燒將配料混合，球磨均勻，鍛燒溫度為1250℃～1350℃；E.配制不同種類的快硬型鐵鋁酸水泥。本發(fā)明的有益效果是，早強(qiáng)高強(qiáng)，抗凍性好，耐蝕性能好，具有高抗?jié)B性能，適合于冬季施工工程、搶修工程、配制噴射混凝土及生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)件等，彌補(bǔ)了利用赤泥能生產(chǎn)快硬型鐵鋁酸鹽水泥這一技術(shù)的空白，創(chuàng)造了更大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
文檔編號(hào)C04B7/24GK101439938SQ200810233359
公開(kāi)日2009年5月27日 申請(qǐng)日期2008年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月16日
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