一种利用转炉钢渣提高烧结水泥中硅和铝含量的方法与流程

2021-01-30 16:01:10|

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[0001]
本发明涉及水泥制备技术领域，具体涉及一种利用转炉钢渣提高烧结水泥中硅和铝含量的方法。

背景技术：

[0002]
转炉钢渣是转炉内造渣工艺产生的液态熔渣，温度高达1600℃，主要是石灰在熔渣中的逐步溶解过程，并最终获得含有大量固溶体相ss的硅酸盐炉渣。其中所述的固溶体相ss是包括一种或多种溶质的固态物质。
[0003]
在熔炼过程中，依炼钢工艺要求加入一定量的石灰等造渣材料，最终产生的转炉钢渣中会含有胶凝性能的硅酸盐，但由于各氧化物成分含量与水泥存在差异性，包括成型工艺不同，硅酸盐含量及质量均不及水泥熟料。其中，硅酸三钙(c3s)含量一般在3-5％，较熟料低50％，从而造成早期钢渣的强度比水泥熟料的强度低；硅酸二钙(c2s)含量一般在40％左右，高于水泥熟料，水泥熟料含量一般在20％左右，使得钢渣的后期强度高于水泥熟料；铁酸盐及ss相高达50％，影响其胶凝性。而水泥烧结工艺是以石灰石和粘土为主要原料，经1300-1450℃高温煅烧得到以硅酸钙为主要成分的熟料，其主要成分分别为硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙。因此转炉钢渣属于“过烧低质熟料”。
[0004]
转炉钢渣中含有一定量的硅酸盐，但由于二氧化硅含量少，致使c3s偏低，而c2s及ss相过多；加之在转炉内大部分呈液相状态，结晶速度较快并且发育都较完成，使得活性降低。

技术实现要素：

[0005]
针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种利用转炉钢渣提高烧结水泥中硅和铝含量的方法，该制备方法成本较低，能够提高转炉钢渣中的硅铝含量，有效解决了现有技术中硅和铝含量较低的问题。
[0006]
为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种利用转炉钢渣提高烧结水泥中硅和铝含量的方法，包括以下步骤：
[0007]
(1)配料：向所述转炉钢渣原料中加入黏土，配制成转炉钢渣︰黏土的质量比为100:5-55的混合料；其中，黏土为含有钾、钙的以氧化铝和二氧化硅的矿物原料，该黏土经烧结后岩相结构为钾长石、钙长石和石英；
[0008]
(2)混合：将上述合格的原料分别称重后均化混合配制；
[0009]
(3)烘干：将上述混合配制好的混合料烘干至水分小于6％；
[0010]
(4)球磨：将上述烘干好的混合料喂入粉磨系统，细度达到0.072mm，方孔筛筛余8％；
[0011]
(5)烧结：将上述球磨好的混合料喂入烧结系统进行烧结，烧结温度控制在1000-1300℃，加工成熟料便完成了一个批次的转炉钢渣添加黏土改性烧结成水泥的施工过程；
[0012]
(6)冷却：将上述烧结所得物料迅速冷却至80℃以下后，再通过破碎至20mm以下；
[0013]
(7)粉磨：将上述冷却的破碎料喂入粉磨系统，细度达到0.072mm，方孔筛筛余8％，得烧结水泥。
[0014]
进一步，步骤(1)中，所述转炉钢渣︰黏土的质量比为100:18。
[0015]
进一步，步骤(2)中，转炉钢渣和黏土的粒度分别小于20mm和10mm。
[0016]
进一步，烧结完成的所述熟料中各化学成分及其含量为cao 33％-60％、sio218％-30％、al2o
3 4％-10％、fe2o
3 4％-25％和mgo 5％-15％。
[0017]
综上所述，本发明具有以下优点：
[0018]
1、本发明的制备方法成本较低，能够提高转炉钢渣中的硅铝含量，有效解决了现有技术中硅和铝含量较低的问题。
[0019]
2、通过向所述的转炉钢渣中加黏土配料配制成符合要求的混合料后，再通过配料、混合、烘干、粉磨、烧结，最后进行冷却粉磨等工序，便可以将现有冶金生产过程中产生的含有一定量硅酸盐的转钢渣废料生产成水泥熟料，实现转炉钢渣料等含有一定量硅酸盐的冶金废料的再利用。既能减少废弃尾料的数量，节约存放废弃尾料的储存空间，又能提高生产效益，还能优化生产环境。
具体实施方式
[0020]
实施例1
[0021]
一种利用转炉钢渣提高烧结水泥中硅和铝含量的方法，包括以下步骤：
[0022]
(1)配料：向所述转炉钢渣原料中加入黏土，配制成转炉钢渣︰黏土的质量比为100:18的混合料；其中，黏土为含有钾、钙的以氧化铝和二氧化硅的矿物原料，该黏土经烧结后岩相结构为钾长石、钙长石和石英；
[0023]
(2)混合：将上述合格的原料分别称重后均化混合配制；转炉钢渣和黏土的粒度分别小于20mm和10mm；
[0024]
(3)烘干：将上述混合配制好的混合料烘干至水分小于6％；
[0025]
(4)球磨：将上述烘干好的混合料喂入粉磨系统，细度达到0.072mm，方孔筛筛余8％；
[0026]
(5)烧结：将上述球磨好的混合料喂入烧结系统进行烧结，烧结温度控制在1000-1300℃，加工成熟料便完成了一个批次的转炉钢渣添加黏土改性烧结成水泥的施工过程；
[0027]
(6)冷却：将上述烧结所得物料迅速冷却至80℃以下后，再通过破碎至20mm以下；
[0028]
(7)粉磨：将上述冷却的破碎料喂入粉磨系统，细度达到0.072mm，方孔筛筛余8％，得烧结水泥。
[0029]
上述实施方式中，为了提高生产效率，同时，又为了提高通过上述方法生产的水泥熟料的质量，在步骤(1)中，所述转炉钢渣︰黏土的质量比为100:18；在步骤(2)中混合，将上述合格的原料分别称重后均化混合配制；烘干，将上述混合配制好的混合料烘干至水分小于6％；球磨，将上述烘干好的混合料喂入粉磨系统，细度达到0.072mm方孔筛筛余8％；烧结，将上述粉磨好的混合料喂入烧结系统进行烧结，烧结温度控制在1000-1300℃，加工成熟料便完成了一个批次的转炉钢渣添加黏土改性烧结成水泥的施工过程；冷却，将上述烧结所得物料迅速冷却至80℃，再通过破碎至20mm以下；粉磨，将上述冷却的破碎料喂入粉磨系统，细度达到0.072mm方孔筛筛余8％。在步骤(2)中，转炉钢渣和黏土的粒度分别为10mm
和3mm。烧结完成的所述熟料的化学成分为cao(35％)、sio2(26％)、al2o3(4％)、fe2o3(20％)、mgo(9％)。
[0030]
实施例2
[0031]
一种利用转炉钢渣提高烧结水泥中硅和铝含量的方法，包括以下步骤：
[0032]
(1)配料：向所述转炉钢渣原料中加入黏土，配制成转炉钢渣︰黏土的质量比为100:20的混合料；其中，黏土为含有钾、钙的以氧化铝和二氧化硅的矿物原料，该黏土经烧结后岩相结构为钾长石、钙长石和石英；
[0033]
(2)混合：将上述合格的原料分别称重后均化混合配制；转炉钢渣和黏土的粒度分别小于20mm和10mm；
[0034]
(3)烘干：将上述混合配制好的混合料烘干至水分小于6％；
[0035]
(4)球磨：将上述烘干好的混合料喂入粉磨系统，细度达到0.072mm，方孔筛筛余8％；
[0036]
(5)烧结：将上述球磨好的混合料喂入烧结系统进行烧结，烧结温度控制在1000-1300℃，加工成熟料便完成了一个批次的转炉钢渣添加黏土改性烧结成水泥的施工过程；
[0037]
(6)冷却：将上述烧结所得物料迅速冷却至80℃以下后，再通过破碎至20mm以下；
[0038]
(7)粉磨：将上述冷却的破碎料喂入粉磨系统，细度达到0.072mm，方孔筛筛余8％，得烧结水泥。
[0039]
虽然本发明的具体实施方式对本发明进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可作出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。

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