一种以工业废渣为原料的新型水泥及其制备方法与流程

本发明涉及水泥生产技术领域，具体涉及一种以工业废渣为原料的新型水泥及其制备方法。

背景技术：

在化工生产中，经常会产生大量的工业废渣，例如电石渣、粉煤灰、钢渣等。这些工业废渣，特别是电石渣，会对环境造成严重的污染，如果将这些工业废渣进行处理则需要花费大量的成本，且处理过程较为复杂。申请人发现，将这些工业废渣作为原料生产水泥，不仅可以使电石渣利用率在水泥生产中达到最大化，还能解决工业废渣污染环境的问题。然而，现有技术中并没有以电石渣作为原料进行水泥生产的相关报道。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服现有技术存在的工业废渣会对环境造成严重污染的问题，提供一种以工业废渣为原料的新型水泥及其制备方法，该方法以工业废渣电石渣为主要原料且以电石渣替代全部石灰石天然原料生产水泥，不仅解决了工业废渣对环境的严重污染问题，使工业废渣循环综合利用，而且生产的水泥性能优良，具有良好的抗压性能和抗折性能。

为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种以工业废渣为原料的新型水泥，所述以工业废渣为原料的新型水泥的原料包括电石渣、硅石、粉煤灰和钢渣，其中，所述电石渣为主要原料，所述硅石、粉煤灰和钢渣为辅助原料。

优选地，以所述电石渣的总重量为100重量份计，所述硅石为3-15重量份，所述粉煤灰为5-20重量份，所述钢渣为1-8重量份。

本发明另一方面提供了一种前文所述的以工业废渣为原料的新型水泥的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)将前处理后的电石渣烘干后送入筒库储存，硅石、粉煤灰和钢渣经过前处理后送入储存库进行储存；

(2)将烘干电石渣、硅石、粉煤灰和钢渣配料后进行粉磨、选粉，粗粉继续粉磨，得到生料；

(3)将生料送入生料库后进行生料均化，接着送入烧成系统预热器进行预热和预分解；

(4)将预热预分解后的物料送入回转窑进行煅烧，得到熟料，熟料冷却后送入储料库储存；

(5)将熟料进行挤压预粉碎后选粉，粗粉重新进行挤压，细粉进行粉磨，得到成品。

优选地，在步骤(1)中，所述前处理包括压滤、分离杂质、粉碎或干燥中的至少一种。

优选地，在步骤(1)中，电石渣烘干的热源为水泥生产过程中产生的废气烟气。

优选地，在步骤(1)中，所述硅石和钢渣的储存采用辅助原料堆场和圆库储存方式；所述粉煤灰的储存直接采用圆库储存方式。

优选地，在步骤(2)中，电石渣、硅石、粉煤灰和钢渣原料的入磨粒度小于25mm；原料粉磨后得到的生料的粒度≤0.08mm；筛余量≤12％。

优选地，在步骤(3)中，所述生料库为钢筋混凝土或钢板筒仓形。

优选地，在步骤(4)中，在回转窑中物料碳酸钙的分解率为85-90％。

优选地，在步骤(4)中，熟料储存采用全封闭堆场和配料圆库储存方式。

优选地，在步骤(5)中，熟料挤压前的粒度≤30mm；挤压后得到的细粉的粒度≤5mm。

本发明以工业废渣电石渣为主要原料且以电石渣替代全部石灰石天然原料，以工业废渣粉煤灰、钢渣为辅料生产水泥，不仅解决了工业废渣对环境的严重污染问题，使工业废渣循环综合利用，而且生产的水泥具有良好的抗压性能和抗折性能，稳定性和抗腐蚀性较强。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

本发明所述的以工业废渣为原料的新型水泥的原料包括电石渣、硅石、粉煤灰和钢渣，其中，所述电石渣为主要原料，所述硅石、粉煤灰和钢渣为辅助原料。

本发明以电石渣为主要原料生产水泥，完全替代传统的石灰石原料，实现废物利用。本发明通过将电石渣、硅石、粉煤灰和钢渣以合理的比例进行配比，生产的水泥性能优良，具有良好的抗压性能和抗折性能。

在本发明所述的以工业废渣为原料的新型水泥中，以所述电石渣的总重量为100重量份计，所述硅石为3-15重量份，所述粉煤灰为5-20重量份，所述钢渣为1-8重量份。

在一种具体实施方式中，在本发明所述的以工业废渣为原料的新型水泥中，以所述电石渣的总重量为100重量份计，所述硅石为7重量份，所述粉煤灰为15重量份，所述钢渣为5重量份。

本发明所述的以工业废渣为原料的新型水泥的制备方法，包括以下步骤：

(1)将前处理后的电石渣烘干后送入筒库储存，硅石、粉煤灰和钢渣经过前处理后送入储存库进行储存；

(2)将烘干电石渣、硅石、粉煤灰和钢渣配料后进行粉磨、选粉，粗粉继续粉磨，得到生料；

(3)将生料送入生料库后进行生料均化，接着送入烧成系统预热器进行预热和预分解；

(4)将预热预分解后的物料送入回转窑进行煅烧，得到熟料，熟料冷却后送入储料库储存；

(5)将熟料进行挤压预粉碎后选粉，粗粉重新进行挤压，细粉进行粉磨，得到成品。

本发明所述的以工业废渣为原料的新型水泥的制备方法中所用的设备均可以为本领域中常见的设备。

在本发明所述的方法中，在步骤(1)中，所述前处理包括压滤、分离杂质、粉碎或干燥中的至少一种。优选地，所述电石渣需要经过压滤；所述硅石、粉煤灰和钢渣需要分离杂质和粉碎。

在本发明所述的方法中，在步骤(1)中，电石渣烘干的热源为水泥生产过程中产生的废气烟气，节约能源。在烘干的同时可以实现电石渣的破碎。

在本发明所述的方法中，在步骤(1)中，所述硅石和钢渣的储存采用辅助原料堆场和圆库储存方式；所述粉煤灰的储存直接采用圆库储存方式。采用本发明所述的方式可以实现原料的初步均化。

在本发明所述的方法中，在步骤(2)中，电石渣、硅石、粉煤灰和钢渣原料进行粉磨的入磨粒度小于25mm；优选地，电石渣、硅石、粉煤灰和钢渣原料进行粉磨的入磨粒度小于23mm；更为优选地，电石渣、硅石、粉煤灰和钢渣原料进行粉磨的入磨粒度小于21mm。在步骤(2)中，原料粉磨后得到的生料的粒度≤0.08mm；优选地，原料粉磨后得到的生料的粒度小于0.07mm；更为优选地，原料粉磨后得到的生料的粒度小于0.06mm。在步骤(2)中，原料粉磨后得到的生料的筛余量≤12％；优选地，原料粉磨后得到的生料的筛余量≤10％，更为优选地，原料粉磨后得到的生料的筛余量≤8％。

在具体实施方式中，在步骤(3)中，所述生料库采用钢筋混凝土或钢板筒仓形，有利用生料的均化。

在本发明所述的方法中，在步骤(4)中，在回转窑中物料碳酸钙的分解率为85-90％；具体地，例如可以为85％、86％、87％、88％、89％或90％，优选地，在回转窑中物料碳酸钙的分解率为88％。在一种优选实施方式中，在步骤(4)中，熟料储存采用全封闭堆场和配料圆库储存方式。

在本发明所述的方法中，熟料经过挤压后，可以使物料粒度减小，改善物料的易磨性。在步骤(5)中，熟料挤压前的粒度≤30mm；优选地，熟料挤压前的粒度≤28mm；更为优选地，熟料挤压前的粒度≤25mm。在步骤(5)中，挤压后得到的细粉的粒度≤5mm；优选地，挤压后得到的细粉的粒度≤4mm；更为优选地，挤压后得到的细粉的粒度≤3mm。

本发明通过将电石渣、硅石、粉煤灰和钢渣以合理的比例进行配比，配以合理的生产过程，制备的水泥性能优良，具有良好的抗压性能和抗折性能。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。

实施例1

(1)将压滤后的电石渣经过废气烟气烘干后送入筒库储存，硅石、粉煤灰和钢渣经过分离杂质和粉碎后送入储存库进行储存；

(2)将烘干电石渣、硅石、粉煤灰和钢渣以100:7:15:5的比例配料后进行粉磨、选粉，粗粉继续粉磨，得到粒度小于0.08mm生料；

(3)将生料送入钢筋混凝土筒仓形生料库后进行生料均化，接着送入烧成系统预热器进行预热和预分解；

(4)将预热预分解后的物料送入回转窑进行煅烧，碳酸钙的分解率为88％，得到熟料，熟料冷却后送入全封闭堆场和配料圆库进行储存；

(5)将粒度≤30mm的熟料进行挤压预粉碎后选粉，粗粉重新进行挤压，将得到的粒度≤5mm的细粉进行粉磨，得到成品水泥a1。

实施例2

(1)将压滤后的电石渣经过废气烟气烘干后送入筒库储存，硅石、粉煤灰和钢渣经过分离杂质和粉碎后送入储存库进行储存；

(2)将烘干电石渣、硅石、粉煤灰和钢渣以100:3:20:1的比例配料后进行粉磨、选粉，粗粉继续粉磨，得到粒度小于0.07mm生料；

(3)将生料送入钢筋混凝土筒仓形生料库后进行生料均化，接着送入烧成系统预热器进行预热和预分解；

(4)将预热预分解后的物料送入回转窑进行煅烧，碳酸钙的分解率为85％，得到熟料，熟料冷却后送入全封闭堆场和配料圆库进行储存；

(5)将粒度≤28mm的熟料进行挤压预粉碎后选粉，粗粉重新进行挤压，将得到的粒度≤3mm的细粉进行粉磨，得到成品水泥a2。

实施例3

(1)将压滤后的电石渣经过废气烟气烘干后送入筒库储存，硅石、粉煤灰和钢渣经过分离杂质和粉碎后送入储存库进行储存；

(2)将烘干电石渣、硅石、粉煤灰和钢渣以100:15:5:8的比例配料后进行粉磨、选粉，粗粉继续粉磨，得到粒度小于0.06mm生料；

(3)将生料送入钢筋混凝土筒仓形生料库后进行生料均化，接着送入烧成系统预热器进行预热和预分解；

(4)将预热预分解后的物料送入回转窑进行煅烧，碳酸钙的分解率为90％，得到熟料，熟料冷却后送入全封闭堆场和配料圆库进行储存；

(5)将粒度≤29mm的熟料进行挤压预粉碎后选粉，粗粉重新进行挤压，将得到的粒度≤4mm的细粉进行粉磨，得到成品水泥a3。

实施例4

按照实施例1的方法实施，不同的是，在步骤(2)中，电石渣、硅石、粉煤灰和钢渣以100:10:8:3的比例配料，得到成品水泥a4。

对比例1

按照实施例1的方法实施，不同的是，在步骤(2)中，电石渣、硅石、粉煤灰和钢渣以100:2:15:5的比例配料，得到成品水泥b1。

对比例2

按照实施例1的方法实施，不同的是，在步骤(2)中，电石渣、硅石、粉煤灰和钢渣以100:16:15:5的比例配料，得到成品水泥b2。

对比例3

按照实施例1的方法实施，不同的是，在步骤(2)中，电石渣、硅石、粉煤灰和钢渣以100:7:4:5的比例配料，得到成品水泥b3。

对比例4

按照实施例1的方法实施，不同的是，在步骤(2)中，电石渣、硅石、粉煤灰和钢渣以100:7:22:5的比例配料，得到成品水泥b4。

对比例5

按照实施例1的方法实施，不同的是，在步骤(2)中，电石渣、硅石、粉煤灰和钢渣以100:7:15:0.5的比例配料，得到成品水泥b5。

对比例6

按照实施例1的方法实施，不同的是，在步骤(2)中，电石渣、硅石、粉煤灰和钢渣以100:7:15:9的比例配料，得到成品水泥b6。

对比例7

按照实施例1的方法实施，不同的是，在步骤(2)中，用石灰石替换电石渣，得到成品水泥b7。

对比例8

按照实施例1的方法实施，不同的是，在步骤(2)中，不加硅石，得到成品水泥b8。

对比例9

按照实施例1的方法实施，不同的是，在步骤(2)中，不加粉煤灰，得到成品水泥b9。

对比例10

按照实施例1的方法实施，不同的是，在步骤(2)中，不加钢渣，得到成品水泥b10。

测试例

采用本领域常规测试方法测试成品水泥a1-a4和b1-b10标准养护3天和28天的抗折强度和抗压强度，结果如表1所示。

表1

通过表1的结果可以看出，采用本发明所述的原料配比和方法制备的水泥具有良好的抗压性能和抗折性能。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

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