專利名稱：添加稀土貧礦或稀土廢渣燒制水泥技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水泥制造方法，具體涉及一種添加含微量稀土元素的材料燒制水泥的技術(shù)。
近年來，我國水泥工業(yè)發(fā)展很快。但要在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上達(dá)到節(jié)能降耗、提高水泥產(chǎn)、質(zhì)量的目的，根本途徑在于改善生料易燒性，加速熟料礦物形成反應(yīng)。迄今為止，用于水泥燒成方面的添加劑大部分是各類型的礦化劑。人們研究及八十年代后應(yīng)用得最多的是氟、硫型復(fù)合礦化劑，實(shí)踐證明氟、硫型復(fù)合礦化劑只要使用適當(dāng)，可改善生料易燒性，加速熟料礦物形成，同時增加熟料燒成液相量，降低熟料燒成液相出現(xiàn)溫度及液相粘度，從而達(dá)到提高水泥產(chǎn)、質(zhì)量，降低能耗的目的。但氟、硫型復(fù)合礦化劑若使用不當(dāng)，容易造成水泥性能不正常現(xiàn)象，如水泥急凝、緩凝、早期強(qiáng)度低等弊病;且由于上述礦化劑在煅燒過程中會形成HF、SO2、SO3等腐蝕性氣體，對設(shè)備腐蝕大。另外，氟、硫型復(fù)合礦化劑的基本原材料主要是螢石和石膏，這二種材料的價格都比較高，尤其是石膏，由于水泥廠用量比較大，造成石膏量供不應(yīng)求，以致其價格甚至比水泥價格還高，不利于降低生產(chǎn)成本。
除此之外，有些工業(yè)廢渣亦被作為礦化劑用于水泥生產(chǎn)中，例如鉛鋅尾礦、銅尾礦、重晶石貧礦和硫鐵礦等。雖然這些礦化劑價格相對石膏低廉，也能達(dá)到石膏礦化劑的效果，但上述礦化劑來源仍不夠廣泛，不利于推廣應(yīng)用。因此尋找更為價廉、來源廣泛而質(zhì)優(yōu)的添加劑仍然是水泥工業(yè)急待解決的難題。
本發(fā)明的目的在于克服背景技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種采用質(zhì)優(yōu)價廉、資源豐富的添加劑，并與生料共同粉磨燒制優(yōu)質(zhì)水泥熟料的生產(chǎn)方法，采用本法選用的添加劑，不僅要克服螢石、石膏復(fù)合礦化劑的不利因素，而且要大幅度提高水泥熟料強(qiáng)度，并提高水泥熟料產(chǎn)量，降低能耗。
本發(fā)明的目的是通過以下措施來實(shí)現(xiàn)的。
一種在水泥生料中摻入添加劑燒制水泥的技術(shù)，其特征在于采用稀土貧礦或稀土廢渣作添加劑用，它以重量百分比為0.5～15%的量摻入水泥生料中，然后與生料共同粉磨制成黑生料或白生料，再入窯煅燒，制造出優(yōu)質(zhì)水泥熟料。
上述燒制水泥技術(shù)中所添加的稀土貧礦指的是各種低品位稀土礦及其它所有含稀土元素的粘土、頁巖、煤、硅質(zhì)校正原料和鐵質(zhì)校正原料;稀土廢渣則指所有含稀土元素的尾礦、頁巖渣或者提煉稀土金屬后剩余的冶煉渣?？梢圆捎萌缦聝煞N方式將稀土貧礦或稀土廢渣摻入水泥生料中
(1)在水泥生料配料時，用配料秤單獨(dú)摻入;
(2)在水泥生料的配料之前預(yù)先將稀土貧礦或稀土廢渣與其它水泥原料按比例配入，并混均后再用配料秤配入。
本水泥生料配料時，摻入適量的稀土貧礦或稀土廢渣，并與其它原料共同粉磨制成黑生料或白生料，入窯煅燒。由于稀土貧礦或稀土廢渣中的稀土元素具有較強(qiáng)的助焙作用和礦化作用，在熟料燒成過程中，不僅可降低燒成液相出現(xiàn)溫度，降低燒成液相粘度，增加燒成液相量，從而有利于熟料中硅酸三鈣礦物的形成與發(fā)育，提高熟料中硅酸三鈣含量，而且可提高水泥熟料礦物活性，尤其是硅酸二鈣水化活性，從而改善水泥生料易燒性，加速熟料礦物形成反應(yīng)，提高水泥熟料產(chǎn)、質(zhì)量，降低能耗。
稀土貧礦或廢渣摻量由下述二方面因素決定1、稀土貧礦或稀土廢渣摻量與稀土貧礦或稀土廢渣中的稀土元素種類和含量有關(guān)。
稀土貧礦或稀土廢渣中的稀土元素含量一般為0.01～0.3%，含量越高、摻量越少;摻量亦與稀土貧礦或廢渣中的稀土元素種類有關(guān)，含輕稀土元素為主的貧礦摻量宜少，即在生料中摻量可控制在0.5～5%范圍內(nèi);含重稀土元素為主的貧礦摻量宜多，摻量可控制在3～15%范圍內(nèi)。
2、稀土貧礦或稀土廢渣的摻量與稀土貧礦或稀土廢渣主要化學(xué)組成有關(guān)。
一般稀土貧礦或稀土廢渣主要化學(xué)組成為SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO即與粘土組成相似，由于粘土本身為水泥原材料之一，所以在不影響生料配料率值的條件下，可以多摻，若對配料率值影響較大時，則要以滿足配料率值為原則，摻入適當(dāng)量。
本發(fā)明與背景技術(shù)相比有如下優(yōu)點(diǎn)1、采用本發(fā)明能提高水泥熟料質(zhì)量，即大幅度提高水泥熟料強(qiáng)度，同時熟料中游離氧化鈣含量明顯降低，此外，熟料凝結(jié)時間不會因稀土貧礦或稀土廢渣的摻入而發(fā)生變化。
使用本發(fā)明生產(chǎn)的水泥熟料與未使用技術(shù)生產(chǎn)的水泥熟料的質(zhì)量相比，其1天抗壓強(qiáng)度可提高6～34%，3天抗壓強(qiáng)度可提高8～34%，7天抗壓強(qiáng)度可提高10～30%，28天抗壓強(qiáng)度可提高10～50%，同時，熟料安定性明顯改善，該技術(shù)對改善熟料性能的效果遠(yuǎn)優(yōu)于其它添加劑的效果。
2、稀土貧礦在我國，特別是廣東省儲量十分豐富，大量的稀土貧礦由于其稀土金屬含量低，沒有提煉價值被廣泛廢棄于荒山野嶺中;此外，由于稀土礦本身的稀土金屬含量很低，一般均在千分之幾，各稀土提煉廠在提煉稀土金屬過程中，不得不排出大量的稀土廢渣，排出的廢渣占據(jù)了大量的農(nóng)田和土地，造成環(huán)境污染，本發(fā)明將其變廢為寶，有利于降低成本，有利于推廣應(yīng)用。
3、本發(fā)明采用的稀土貧礦中主要成份與通用粘土成份相似，不但不會帶進(jìn)有害組份，對水泥熟料性能無不利影響。而且可以當(dāng)作粘土質(zhì)材料使用。
4、本發(fā)明采用的添加劑在煅燒過程中不會因產(chǎn)生腐蝕性氣體，而腐蝕設(shè)備，所以有利于延長設(shè)備使用壽命，也有利于推廣應(yīng)用。
5、由于稀土貧礦質(zhì)地疏松，易碎性特好，不需要添加專用破碎設(shè)備，稀土貧礦或稀土廢渣添加方式可采用單獨(dú)配料，也可以在生料之前預(yù)先摻入，與其它水泥原料按比例搭配均勻后再用配料秤配入，無需增加配料設(shè)備。
綜上所述，本發(fā)明不僅解決了目前水泥產(chǎn)、質(zhì)量低，能耗高的難題，而且避免了螢石、石膏復(fù)合礦化劑的缺點(diǎn)，同時節(jié)省了投資。該技術(shù)容易掌握，易于推廣應(yīng)用。


圖1為實(shí)施例1用不同摻量的稀土貧礦作添加劑所制水泥的性能測定結(jié)果。
圖2為實(shí)施例2用不同摻量的稀土貧礦作添加劑所制水泥的性能測定結(jié)果。
結(jié)合如下實(shí)施例進(jìn)一步詳述實(shí)施例1采用廣東省平遠(yuǎn)縣石正水泥二廠材料，并以其實(shí)際生產(chǎn)配料率值制成全黑生料AO，在AO的基礎(chǔ)上添加圖1所示的不同摻量的稀土貧礦，同時各原材料配比略加調(diào)整，以保證添加稀土貧礦后的各試樣(A1、A2、A3、A4、A5)成份與AO基本一致。再將配好的生料A1、A2、A3、A4、A5分別磨細(xì)，在混料器中加水混合三小時后烘干，壓成試餅，并置于硅鉬電爐中燒至1400℃，保溫半小時后出爐，吹風(fēng)急冷制成熟料，然后外加5%工業(yè)用二水石膏粉磨至比表面積3000±10米2/千克，即制成優(yōu)質(zhì)水泥。測定其凈漿抗壓強(qiáng)度時，按標(biāo)準(zhǔn)水灰比用水量拌和，采用2×2×2(厘米)小試模成型，養(yǎng)護(hù)溫度為20±2℃，其測定結(jié)果如圖1所示。
實(shí)施例2采用廣東省南?？h水泥廠材料，并以其實(shí)際生產(chǎn)配料率值制成全白生料BO，在BO的基礎(chǔ)上添加圖2所示的不同摻量的取自新興縣的稀土貧礦，同時各原材料配比略加調(diào)整，以保證添加稀土貧礦后的各試樣(B1、B2、B3、B4、B5)成份與BO基本一致。再將配好的生料B1、B2、B3、B4、B5分別磨細(xì)，在混料器中加水混合三小時后烘干，壓成試餅，并置于硅鉬電爐中燒至1400℃，保溫半小時后出爐，吹風(fēng)急冷制成熟料，然后外加5%工業(yè)用二水石膏粉磨至比表面積3000±10米2/千克，即制成優(yōu)質(zhì)水泥。測定其凈漿抗壓強(qiáng)度時，按標(biāo)準(zhǔn)水灰比用水量拌和，采用2×2×2(厘米)小試模成型，養(yǎng)護(hù)溫度為20±2℃，其測定結(jié)果如圖2所示。
權(quán)利要求
1.一種在水泥生料中摻入添加劑燒制水泥的技術(shù)，其特征在于，采用稀土貧礦或稀土廢渣作添加劑用，它以重量百分比為0.5～15%的量摻入水泥生料中，然后與生料共同粉磨制成黑生料或白生料，再入窯煅燒，制造出優(yōu)質(zhì)水泥熟料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的添加稀土貧礦或稀土廢渣燒制水泥技術(shù)，其特征在于，稀土貧礦指的是各種低品位稀土礦及其它所有含稀土元素的粘土、頁巖、硅質(zhì)校正原料和鐵質(zhì)校正原料;稀土廢渣則指所有含稀土元素的尾礦、頁巖渣或者提煉稀土金屬后剩余的冶煉渣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的添加稀土貧礦或稀土廢渣燒制水泥技術(shù)，其特征在于，可以采用如下兩種方式將釋土貧礦或稀土廢渣摻入水泥生料中(1)在水泥生料的配料時，用配料秤單獨(dú)摻入;(2)在水泥生料配料之前預(yù)先將稀土貧礦或稀土廢渣與其它水泥原料按比例配入，并混均后再用配料秤配入。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種添加含微量稀土元素的添加劑燒制水泥的技術(shù)。它采用稀土貧礦或稀土廢渣作添加劑用，它在生料中的摻量為0.5～15％重量百分比。本發(fā)明利用儲量豐富的稀土貧礦或稀土廢渣為水泥制造行業(yè)提供了一種質(zhì)優(yōu)價廉的添加劑，將這種添加劑摻入水泥生料中，可大幅度提高水泥熟料強(qiáng)度，同時提高水泥熟料產(chǎn)量，降低熟料能耗和生產(chǎn)成本。不僅解決了目前水泥熟料產(chǎn)質(zhì)量低、能耗高的難題，而且因能變廢為寶，極利于推廣應(yīng)用。
文檔編號C04B7/14GK1101629SQ9410848
公開日1995年4月19日 申請日期1994年7月27日 優(yōu)先權(quán)日1994年7月27日
發(fā)明者呂輝, 鐘景裕, 馮炎犇, 文梓蕓, 樊粵明 申請人:華南理工大學(xué)