硅酸盐水泥熟料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种硅酸盐水泥熟料及其制备方法，所述方法包括：(1)将煤直接液化残渣萃余物、钙质原料、硅质原料混合后得到混合原料，将所述混合原料进行第一粉磨处理，得到水泥生料；(2)将所述水泥生料经预热、煅烧、第二粉磨处理，得到所述硅酸盐水泥熟料；其中，在步骤(1)中，所述煤直接液化残渣萃余物、钙质原料、硅质原料的重量比为20

【技术实现步骤摘要】
硅酸盐水泥熟料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及建筑材料
，具体涉及一种硅酸盐水泥熟料及其制备方法。

技术介绍

[0002]硅酸盐水泥是由硅酸盐熟料、少量混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性凝胶材料。随着现代工业的发展，工业建设和军事工程对硅酸盐水泥的需求日益增加，对资源和能源的消耗迅速增大，不利于经济的可持续发展。国家能源集团的百万吨级煤直接液化示范装置每年产30Wt左右的液化残渣，经过萃取分离后仍然有15Wt左右的萃余物固废无法妥善处理。随着国家煤液化产业的布局，将会产生更多的煤直接液化残渣萃余物固废。煤直接液化残渣萃余物固废堆积放置，占用大量土地，污染环境。因此，如何将煤直接液化残渣萃余物固废回收利用是亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的煤直接液化残渣萃余物回收利用问题，提供了一种硅酸盐水泥熟料及其制备方法。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供了一种硅酸盐水泥熟料的制备方法，其中，所述方法包括：
[0005](1)将煤直接液化残渣萃余物、钙质原料、硅质原料混合后得到混合原料，将所述混合原料进行第一粉磨处理，得到水泥生料；
[0006](2)将所述水泥生料经预热、煅烧、第二粉磨处理，得到所述硅酸盐水泥熟料；
[0007]其中，在步骤(1)中，所述煤直接液化残渣萃余物、钙质原料、硅质原料的重量比为20
‑
50：60
‑
70：10
‑
20。
[0008]本专利技术第二方面提供了一种根据前述第一方面所述的方法制备得到的硅酸盐水泥熟料。
[0009]通过上述技术方案，本专利技术提供的硅酸盐水泥熟料及其制备方法具有如下有益效果：
[0010](1)将煤直接液化残渣萃余物固废替代部分原料生产硅酸盐水泥熟料，可有效解决残渣萃余物固废对环境的污染，并资源化利用，完全满足水泥对铁质原料的需求，部分满足对钙质原料、硅质原料及铝质原料的需求，减少硅酸盐水泥原料的资源消耗，且煤炭性质稳定，经过液化后残渣萃余物固废的组成变化较小，作为原料生产水泥熟料，可保证水泥质量的稳定；
[0011](2)煤直接液化残渣萃余物固废的粒度均匀(粒度为0.5
‑
4mm的煤直接液化残渣萃余物的质量百分比在70％以上)，便于均化、细磨，节约电耗；
[0012](3)煤直接液化残渣萃余物固废具有一定发热量(20MJ/kg以上)，可减少生料煅烧过程对其他能源的消耗，提高经济效益；
[0013](4)煤直接液化残渣萃余物固废在煅烧过程中产生方镁石系游离状态的氧化镁晶
体，可与熟料矿物结合成固溶体，溶于液相中，能够有效降低水泥熟料烧成温度30
‑
40℃，增加液相数量，降低液相黏度，有利于熟料形成。
具体实施方式
[0014]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。
[0015]本专利技术第一方面提供了一种硅酸盐水泥熟料的制备方法，其中，所述方法包括：
[0016](1)将煤直接液化残渣萃余物、钙质原料、硅质原料混合后得到混合原料，将所述混合原料进行第一粉磨处理，得到水泥生料；
[0017](2)将所述水泥生料经预热、煅烧、第二粉磨处理，得到所述硅酸盐水泥熟料；
[0018]其中，在步骤(1)中，所述煤直接液化残渣萃余物、钙质原料、硅质原料的重量比为20
‑
50：60
‑
70：10
‑
20。
[0019]在本专利技术中，所述煤直接液化残渣萃余物的粒度均匀，便于均化、细磨，能够节约电耗；优选地，粒度为0.5
‑
4mm的煤直接液化残渣萃余物的数量占总量的在70％以上。
[0020]在本专利技术中，所述煤直接液化残渣萃余物中含有大量黏土质原料(灰成分中SiO2含量20％左右和Al2O3含量7％左右)、部分石灰质原料(灰成分中CaO含量20％左右)及铁质原料(灰成分中Fe2O3含量30％左右)等，符合硅酸盐水泥熟料对原料组成的要求，由于煤直接液化过程加入的含铁催化剂最终都富集到所述煤直接液化残渣萃余物中，导致其铁含量较高，因此，在本专利技术提供的技术方案中，需要首先保证水泥熟料中Fe2O3含量合格，然后再补充石灰质原料(即钙质原料)和黏土质原料(即硅质原料)，以保证煅烧后的水泥熟料各氧化物含量在合理范围；优选地，水泥熟料中各氧化物及其质量含量为：CaO：62
‑
67％，SiO2：20
‑
24％，Fe2O3：2.5
‑
6.0％，Al2O3：4
‑
7％。
[0021]在本专利技术的一种优选实施方式中，其中，在步骤(1)中，所述煤直接液化残渣萃余物为煤直接液化残渣经过有机溶剂萃取后得到的萃余物；优选地，所述煤直接液化残渣萃余物为国家能源集团百万吨级煤直接液化示范装置减压蒸馏后的残渣经过有机溶剂萃取的萃余物。
[0022]在本专利技术的一种优选实施方式中，所述有机溶剂选自正己烷、环己烷、正庚烷、苯、甲苯、四氢萘、四氢呋喃、糠醛、N,N
‑
二甲基甲酰胺、N,N
‑
二甲基乙酰胺、N
‑
甲基吡咯烷酮、喹啉、洗油、煤液化产生的馏分油和煤焦油的馏分油中的至少一种。
[0023]在本专利技术的一种优选实施方式中，其中，在步骤(1)中，所述煤直接液化残渣萃余物中有机质的质量含量为50
‑
65％。
[0024]在本专利技术中，所述煤直接液化残渣萃余物具有一定发热量，可减少生料煅烧过程对其他能源的消耗，提高经济效益；优选地，所述煤直接液化残渣萃余物的Q
gr,d
大于等于20MJ/kg。
[0025]在本专利技术的一种优选实施方式中，其中，在步骤(1)中，所述钙质原料为石灰岩，所述硅质原料为煤矸石。
[0026]在本专利技术的一种优选实施方式中，其中，在步骤(1)中，所述第一粉磨处理的过程
包括：将所述混合原料粉磨至0.08mm方孔筛筛余质量含量为5
‑
13％。
[0027]在本专利技术的一种优选实施方式中，其中，在步骤(2)中，所述预热处理的温度为900
‑
1000℃，时间为40
‑
80min。
[0028]在本专利技术的一种优选实施方式中，其中，在步骤(2)中，所述煅烧的温度为1300
‑
1450℃，时间为60
‑
80min。
[0029]在本专利技术中，所述煤直接液化残渣萃余物在煅烧过程中产生方镁石系游离状态的氧化镁晶体，可与熟料矿物结合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅酸盐水泥熟料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：(1)将煤直接液化残渣萃余物、钙质原料、硅质原料混合后得到混合原料，将所述混合原料进行第一粉磨处理，得到水泥生料；(2)将所述水泥生料经预热、煅烧、第二粉磨处理，得到所述硅酸盐水泥熟料；其中，在步骤(1)中，所述煤直接液化残渣萃余物、钙质原料、硅质原料的重量比为20
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50：60
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70：10
‑
20。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(1)中，所述煤直接液化残渣萃余物为煤直接液化残渣经过有机溶剂萃取后得到的萃余物；优选地，所述有机溶剂选自正己烷、环己烷、正庚烷、苯、甲苯、四氢萘、四氢呋喃、糠醛、N,N
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二甲基甲酰胺、N,N
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二甲基乙酰胺、N
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甲基吡咯烷酮、喹啉、洗油、煤液化产生的馏分油和煤焦油的馏分油中的至少一种。3.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(1)中，所述煤直接液化残渣萃余物中有机质的质量含量为50
‑
65％。4.根据权利要求1所述的方法，其中，在步...

【专利技术属性】
技术研发人员：张彦军，王洪学，舒歌平，高山松，杨葛灵，
申请(专利权)人：中国神华煤制油化工有限公司上海研究院，
类型：发明
国别省市：