一种硫铝酸盐水泥生产方法技术

本发明专利技术公开了一种硫铝酸盐水泥生产方法。通过煅烧磷石膏、粉煤灰、铝灰得到了水泥熟料；随后与脱硫石膏、电石渣、促进剂混合磨细得到了硫铝酸盐水泥。本发明专利技术硫铝酸盐水泥生产方法对于工业废弃物的利用率高；制备的硅铝酸盐水泥的早期强度高，后期强度不会下降。后期强度不会下降。

【技术实现步骤摘要】
一种硫铝酸盐水泥生产方法


[0001]本专利技术属于建筑材料领域，具体涉及一种硫铝酸盐水泥生产方法。

技术介绍

[0002]硫铝酸盐水泥是指以硫铝酸钙和硅酸二钙为主要的矿物组成，通过掺加一些适量的其他物质(如石膏、石灰石等)磨细制成的水硬性胶凝材料。硫铝酸盐水泥自20世纪70年代由中国建筑材料科学研究院专利技术以来，凭借其活性矿物硫铝酸钙及其特有的水化产物组成(钙矾石AFt、单硫型水化硫铝酸钙AFm及氢氧化铝凝胶AH3)，具有凝结硬化快、早期强度高、微膨胀、低收缩、抗冻性好、抗渗性好、耐蚀性好等优异性能，适用于抢修、抢建、防渗堵漏、海工建设及修补加固等工程。该系列水泥年产近200万吨，是目前除硅酸盐水泥外我国使用量最大的水泥品种，同时我国也是世界上唯一大规模工业化生产、应用和出口该系列水泥的国家。
[0003]此外，硫铝酸盐水泥也是一种低碳环保型水泥。硫铝酸盐水泥熟料烧成温度在1300～1350℃，比硅酸盐水泥熟料的烧成温度低100～150℃，降低了煅烧过程的二氧化碳的排放；相对于硅酸盐水泥来说，该系列水泥对石灰石质量和数量要求均较低，节省了大量优质的石灰石资源；另外该系列水泥耐磨性较好，也节省了大量电耗。目前，硫铝酸盐系列水泥已成功应用在高早强混凝土、自流平砂浆、玻璃纤维增强水泥复合材料、抗硫酸盐混凝土等工程中，代表建筑有：北京燕京饭店、北京西直门立交桥、南极长城考察站等重大工程。尤其对于海工混凝土建设以及修补加固工程，硫铝酸盐水泥具有独特的优势。但硫铝酸盐水泥材料价格是普通硅酸盐水泥的2倍，这造成硫铝酸盐水泥尚未广泛应用。
[0004]工业固体废弃物是在工业生产过程中排出的采矿废石、燃料废渣、工过程废渣等固体废物。供电供热行业、乙炔、PVC及工业酸类等化工行业、黑色金属发掘提炼及加工行业、有色金属矿开采行业、煤炭开采及分离提取行业等五大行业的固废产量占固废总量的约80％。大量堆存的工业固废不仅占用了宝贵的土地资源，而且给当地的土壤、水体和空气造成了严重的污染。而在固废对环境造成巨大危害的同时，其亦被称作“放错了地方的资源”，有巨大的利用空间。因此，工信部将脱硫石膏、赤泥、粉煤灰、脱硫灰、电石渣、铝灰渣、尾矿、煤矸石等产自上述五大行业的固体废弃物列为大宗工业固废作为重点整治利用对象。
[0005]CN 112408821 A公开了利用赤泥、铝灰生产高铁硫铝酸盐水泥的方法，将电石渣和废硫酸混合反应后烘干，得到含硫酸钙的废渣；将赤泥、二次铝灰、废阴极炭块、含硫酸钙的废渣和/或废石膏混合，采用石灰石作为校正料，研磨，烘干，得到水泥生料，将水泥生料进行煅烧，得到水泥熟料；将改性赤泥、废石膏混合作为混合料A；将改性赤泥、废石膏、石灰石混合作为混合料B；将水泥熟料和混合料A或混合料B混合，研磨，得到高铁硫铝酸盐水泥。该专利技术利用工业固废的同时对废硫酸进行处理利用，生产的高铁硫铝酸盐水泥强度高，无重金属溶出，成本低。
[0006]CN 111233356 A公开了一种铝灰预处理的全固废制备硫铝酸盐水泥的方法及系
统，将铝灰加热至不低于900℃进行热处理，将热处理后的铝灰与赤泥、脱硫石膏、电石渣进行均化混合，利用热处理产生的热气体对混合后的物料进行干燥，再将干燥后的物料进行生粉配比粉磨，将生粉配比粉磨后的物料进行煅烧，获得硫铝酸盐水泥熟料。该专利技术能够使得回转窑尾部不易结圈、避免冷凝器堵塞，保证长时间运行，而且能够完全代替铝矾土。
[0007]CN 108892401 A公开了一种磷石膏煅烧贝利特硫铝酸盐水泥熟料的方法及水泥熟料，包括以下步骤：步骤一：称取质量百分比为75～80％的磷石膏，10～15％的铝质原料以及10～15％的硅质原料，进行混合和研磨，得到水泥生料；步骤二：将所述水泥生料在1000～1100℃的温度下，预热并进行脱硫160～180分钟，然后在1320～1350℃温度下煅烧60～80分钟，直至熟料矿物完全形成，该专利技术对磷石膏形成了最大化的利用的磷石膏煅烧贝利特硫铝酸盐水泥熟料的方法。
[0008]现有技术中已经成功使用多种工业固废制备硫铝酸盐水泥，也利用固废中有效组分共同作用提高了硫铝酸盐水泥的强度和水化性能。但对于制备的铝酸盐水泥与其他外加剂作用，进一步提高固废基硫铝酸盐水泥的性能的研究很少。

技术实现思路

[0009]鉴于现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的是提供一种硫铝酸盐水泥的生产方法，利用工业固废
‑
磷石膏、脱硫石膏、电石渣、粉煤灰、铝灰生产硫铝酸盐水泥，与促进剂结合提高工业固废基硫铝酸盐水泥的早期强度，且后期强度不明显降低。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种硫铝酸盐水泥生产方法，具体步骤如下：
[0011]步骤1：将热处理铝灰、磷石膏、粉煤灰进行脱水处理，随后分别粉碎过80～150μm筛网，余料在5～10％以内，随后将粉碎的铝灰10～25重量份、磷石膏60～80重量份、粉煤灰10～20重量份混合得到生料，加入水5～10重量份，以60～100r/min转速搅拌5～10min，压成直径为40～50mm、厚度为6～10mm的圆形试饼，在100～150℃下干燥8～12h；
[0012]步骤2：将步骤1干燥的试饼在室温20～30℃下以升温速率5～20℃/min，升温至1100～1300℃，保温30～60min；将煅烧后的熟料以10～30℃/min的冷却速率冷却至室温20～30℃，得到熟料粉末；
[0013]步骤3：将步骤2所得熟料粉末100～150重量份、脱硫石膏5～10重量份、电石渣5～10重量份、减水剂0.1～0.5重量份、促进剂1～3重量份，在300～500r/min下球磨混合，随后磨细将比表面积控制在400
±
20m2/kg范围，得到硫铝酸盐水泥。
[0014]优选的，步骤1中所述的热处理铝灰是经过现有技术的方法将铝灰进行热处理，除去含有的氮化铝等无机杂质和将铝转化为三氧化二铝，所得的二次铝灰即热处理铝灰；具体操作是将铝灰在900～1000℃下煅烧2～3h，随后自然冷却至室温20～30℃。
[0015]优选的，步骤1中所述的脱水处理为分别将热处理铝灰、磷石膏、粉煤灰置于100～180℃干燥10～16h。
[0016]在本专利技术的硫铝酸盐水泥熟料生产过程中，热处理铝灰主要提供氧化铝成分、磷石膏主要提供硫酸钙、粉煤灰作为二氧化硅的来源。使用磷石膏作为硫铝酸盐水泥设计中的钙源完全代替常规生产使用的石灰石有理论上的可行性，也有一些完全使用磷石膏作为钙源的技术被报道。由于磷石膏中的杂质(磷、氟)含量较多，虽然对熟料的烧结反应有促进作用，能降低反应温度，但是这些分布不均的杂质在高温下作用很复杂，容易导致烧结后的
熟料在外观上带有熔块或熔心，在性能上表现为容易急凝、强度低，熟料中的中间矿物不能有效转化为有用产物，造成制备的硫铝酸盐水泥不能满足要求。在硫铝酸盐水泥熟料烧制中加入硼酸能提高金属氧化物的溶解性，一些研究也表明硼的引入能将熟料物相组成中的硅酸二钙C2S转化为α型C2S，能促进水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅铝酸盐水泥的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将热处理铝灰、磷石膏、粉煤灰进行脱水处理，随后分别粉碎过80～150μm筛网，余料在5～10％以内，随后将粉碎的铝灰10～25重量份、磷石膏60～80重量份、粉煤灰10～20重量份混合得到生料，加入水5～10重量份、占生料质量0.5～1％的含硼物质，以60～100r/min转速搅拌5～10min，压成直径为40～50mm、厚度为6～10mm的圆形试饼，在100～150℃下干燥8～12h；步骤2：将步骤1干燥的试饼在室温20～30℃下以升温速率5～20℃/min，升温至1100～1300℃，保温30～60min；将煅烧后的熟料以10～30℃/min的冷却速率冷却至室温20～30℃，得到熟料粉末；步骤3：将步骤2所得熟料粉末100～150重量份、脱硫石膏5～10重量份、电石渣5～10重量份、减水剂0.1～0.5重量份、促进剂1～3重量份，球磨混合，磨细后得到硫铝酸盐水泥...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙超，孙红宾，张恒春，
申请(专利权)人：砼牛上海智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：