生产活化粘土时的颜色控制和热量回收制造技术

本发明专利技术涉及一种生产用于水泥产品或混凝土的辅助粘结材料的方法，该方法包括以下步骤：在600至1000摄氏度之间将粘土活化成辅助粘结材料；在还原条件下处理活化的辅助粘结材料以形成还原产物，并通过在氧化条件下的淬火过程将还原产物冷却至300

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生产活化粘土时的颜色控制和热量回收


[0001]本专利技术涉及在水泥厂生产活化粘土时用于颜色控制和热量回收的设备和方法。

技术介绍

[0002]在水泥工业中，生产颜色受控的活化粘土作为辅助粘结材料以降低水泥中的熟料含量具有显著的市场利益。现有技术仅具有有限的热量回收，因为加热的活化粘土在氧部署条件下冷却，例如水淬氢空气流化床冷却器，以防止最初含有铁(III)物质的还原活化粘土逆转回到铁(III)物质。
[0003]这不仅仅限于粘土，还包括所有含有铁(III)物质或其他矿物质的原料或混合物，如果在热处理过程中或之后没有被还原，它们会产生变色，并且有可能通过热处理将其活化，从而成为更好的辅助粘结材料。
[0004]希望最小化能量消耗和减少碳足迹，并且从商业角度来看，希望尽可能降低生产成本(能量消耗)。能够开发一种克服一个或多个上述问题的方法将是有利的。

技术实现思路

[0005]本专利技术的一个目的是克服或至少减轻现有技术的一个或多个上述问题和/或为消费者提供有用的或商业的选择。
[0006]本专利技术的一个目的是提供一种生产用于水泥产品的辅助粘结材料的方法。
[0007]本专利技术的另一个目的是提供一种生产用于水泥产品的辅助粘结材料的设备。
[0008]本专利技术的又一个目的是提供现有技术的替代方案。
[0009]在第一方面，本专利技术涉及一种生产用于水泥产品或混凝土的辅助粘结材料的方法，该方法包括以下步骤：
[0010]‑
在600至1000摄氏度之间将粘土活化成辅助粘结材料；
[0011]‑
在还原条件下处理活化的辅助粘结材料以形成还原产物，以及
[0012]‑
通过在氧化条件下的淬火过程，将还原产物冷却至最高500摄氏度，优选最高300摄氏度。
[0013]可以通过在氧化条件下的淬火过程将还原产物冷却到300
‑
400摄氏度。
[0014]冷却优选以单步和/或多步淬火冷却速率进行，平均温度变化最小为10摄氏度/秒，优选平均温度变化最小为100摄氏度/秒。
[0015]淬火过程可以在使用氧源比如大气的氧化条件下进行。
[0016]优点是通过使用大气空气，空气可被预热，然后在活化粘土的热处理中用作燃烧空气。通过预热燃烧空气，实现显著更低的燃料消耗。如果用例如惰性气体或水进行淬火，那么热量会损失掉，并且不能为燃烧过程回收。
[0017]淬火过程优选在可选地使用环境空气的氧化条件下进行。
[0018]在本专利技术的另一实施例中，氧的浓度优选为大于10体积％的氧。当使用含有基于干燥的>10体积％的氧的富氧气体时，在600至1000摄氏度下对粘土进行热活化后，理想的
是使用大气作为多级旋风冷却器或流化床冷却器中的冷却介质。与传统的氧部署冷却器不同，这种冷却器能够将热量回收到冷却介质中，并作为预热的氧/燃烧空气重新用于粘土加热过程，降低生产活化粘土的能耗，同时仍确保大部分铁不会逆转为红色铁(III)物质(Fe2O3)。这确保了由基于干重的5
‑
90％的活化粘土构成的混合水泥产品在视觉上被感知为灰色产品颜色，或者由基于干重的0.5
‑
30％的活化粘土构成的混凝土在视觉上被感知为灰色混凝土。
[0019]氧优选在单级或多级旋风冷却器、流化床冷却器或其组合中预热。
[0020]在本专利技术的优选实施例中，淬火过程以0.01至20，比如0.1至10，优选0.25至4.0千克空气/千克辅助粘结材料的空气比率进行至低于400摄氏度，优选300摄氏度。这确保了还原活化粘土的快速温度降低，从而显著减缓以防止还原的铁化合物再氧化成铁(III)物质的反应动力学。
[0021]淬火过程可以0.01至20，比如0.1至10，优选0.25至4.0千克空气/千克辅助粘结材料的空气比率进行至低于500摄氏度，优选300摄氏度，以便快速减缓和停止铁化合物的反应动力学，否则铁化合物会再氧化为铁(III)物质。
[0022]加热的富氧淬火空气可以作为热解过程中的燃烧空气回收，以降低活化的辅助粘结材料的燃料消耗率和CO2排放，以及/或作为干燥空气回收，用于原料干燥。
[0023]当5
‑
90重量％的混合水泥组合物由所述还原产物构成时，所述水泥组合物的颜色可被感知为灰色。
[0024]当0.5
‑
30％干重的混凝土组合物由所述还原产物构成时，所述混凝土组合物的颜色可被感知为灰色。
[0025]在本专利技术的另一实施例中，当5
‑
90重量％的混合水泥组合物由所述还原产物构成并且还可以包含添加的深色材料比如磁铁矿时，所述水泥组合物的颜色被感知为灰色。
[0026]在本专利技术的另一实施例中，当0.5
‑
30重量％的混凝土组合物由所述还原产物构成时，所述混凝土组合物的颜色可被感知为灰色。
[0027]当0.5至30重量％的混凝土组合物由所述还原产物构成并且还可以包含添加的深色材料比如磁铁矿时，所述混凝土组合物的颜色可被感知为灰色。
[0028]在本专利技术的优选实施例中，辅助粘结材料可以是活化粘土。
[0029]在本专利技术的另一实施例中，辅助粘结材料可以是活化的混合粘土或活性粘土的混合物。
[0030]辅助粘结材料可以是活化页岩或活化页岩的混合物的形式。
[0031]辅助粘结材料可以是混合的活化页岩。
[0032]辅助粘结材料可以是活化粘土与活化页岩的混合物或者是活化页岩的混合物。
[0033]辅助粘结材料优选用作水泥替代物或熟料替代物。
[0034]在第二方面，本专利技术涉及一种用于生产水泥产品中使用的辅助粘结材料的设备，该设备可以利用上述任何方法。
[0035]设备优选地包括配置用于产生通过预热器的气流的风扇、用于收集干燥粘土产品的过滤器、用于干燥粘土的进料斗、用于粘土的破碎机/干燥器、一个或多个用于预热粘土的旋风分离器、煅烧炉/燃烧容器、用于颜色控制的还原容器、一个或多个淬火和冷却旋风分离器、供应富氧空气的风扇以及通过添加深色产品比如磁铁矿来隐藏任何不良颜色产品
杂质比如混凝土混合水泥中的红色来对活化产品进行额外颜色控制的选项。
[0036]设备优选用于将粘土活化成灰色的辅助粘结材料。
[0037]在第三方面，本专利技术涉及一种混合水泥组合物，其包含5至90重量％的煅烧的根据上述任何方法制造的辅助粘结材料。
[0038]本专利技术的第一、第二和第三方面可以组合。
[0039]在本上下文中，以技术人员普通的方式使用了许多术语。其中一些术语详述如下：
[0040]辅助粘结材料优选用于指/表示当在混凝土中使用时通过水硬性或火山灰活性在混合水泥中或单独添加到混凝土中有助于硬化混凝土性能的材料。
附图说明
[0041]附图示出了实现本专利技术的一种方式，并且不应被解释为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种生产用于水泥产品或混凝土的辅助粘结材料的方法，该方法包括以下步骤：
‑
在600至1000摄氏度之间将粘土活化成辅助粘结材料；
‑
在还原条件下处理活化的辅助粘结材料以形成还原产物，以及
‑
通过在氧化条件下的淬火过程，将还原产物冷却至最高500摄氏度，优选最高300摄氏度。2.根据权利要求1所述的生产辅助粘结材料的方法，其中，通过在氧化条件下的淬火过程将所述还原产物冷却至300
‑
400摄氏度。3.根据权利要求1或2所述的生产辅助粘结材料的方法，其中，所述冷却以单步和/或多步淬火冷却速率进行，平均温度变化最小为10摄氏度/秒，优选平均温度变化最小为100摄氏度/秒。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的生产辅助粘结材料的方法，其中，所述淬火过程在使用氧源的氧化条件下进行。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的生产辅助粘结材料的方法，其中，所述淬火过程在可选地使用环境大气空气的氧化条件下进行。6.根据权利要求1
‑
5所述的生产辅助粘结材料的方法，其中，所述氧的浓度为大于10体积％的氧。7.根据权利要求6所述的生产辅助粘结材料的方法，其中，所述氧在单级或多级旋风冷却器、流化床冷却器或其组合中预热。8.根据前述权利要求中任一项所述的生产辅助粘结材料的方法，其中，所述淬火过程以0.01至20，比如0.1至10，优选0.25至4.0千克空气/千克辅助粘结材料的空气比率进行至低于400摄氏度，优选300摄氏度，以便快速减缓和停止铁化合物的反应动力学，否则铁化合物会再氧化为铁(III)物质。9.根据权利要求8所述的生产辅助粘结材料的方法，其中，所述淬火过程以0.01至20，比如0.1至10，优选0.25至4.0千克空气/千克辅助粘结材料的空气比率进行至低于500摄氏度，优选300摄氏度，以便快速减缓和停止铁化合物的反应动力学，否则铁化合物会再氧化为铁(III)物质。10.根据权利要求1
‑
9所述的生产辅助粘结材料的方法，其中，加热的富氧淬火空气作为燃烧空气在热解过程中回收以降低活化的辅助粘结材料的燃料消耗率，和/或作为干燥空气回收用于原料干燥。11.根据前述权利要求中任一项所述的生产辅助粘结材料的...

【专利技术属性】
技术研发人员：RF莫米，KC托尔斯伦德，
申请(专利权)人：FL史密斯公司，
类型：发明
国别省市：