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CN106966619A - 一种固硫灰渣水泥及其制备方法 - Google Patents

一种固硫灰渣水泥及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及火电厂循环流化床锅炉产生的固废物利用和水泥胶凝材料领域，具体是提供一种固硫灰渣水泥及其制备方法。本发明的目的是通过有效的技术手段，实现火力发电中产生的固硫灰、固硫渣及脱硫石膏在水泥中的利用最大化，发挥各材料组分的理化综合效应，研制一种符合现行国家标准，具有广阔市场前景的固硫灰渣水泥及其制备方法。本发明一种固硫灰渣水泥，包括以下质量百分数的组分：固硫灰粉35～50、固硫渣粉17～28、硅酸盐水泥熟料粉25～37、脱硫石膏粉2～3，其中固硫灰粉的比表面积不低于1000m2/kg，固硫渣粉的细度45μm方孔筛筛余值为15％～17％。

Description

一种固硫灰渣水泥及其制备方法
技术领域
本发明涉及火电厂循环流化床锅炉产生的固废物利用和水泥胶凝材料领域，具体是提供一种固硫灰渣水泥及其制备方法。
背景技术
随着我国电力需求的日益增长，火力发电企业发展速度加快，特别是以煤为基的北方省份，以劣质煤和煤矸石为燃料的循环流化床锅炉发电机组的投产数量较多，由此产生的固硫灰、固硫渣及脱硫石膏等固废物逐年增加。然而，由于受目前科研技术的局限，此类固废物的资源化利用水平较低，仍以露天堆存或填埋为主。固废物的运输、存放，一方面增加了电力企业的生产成本，给企业生产经营带来了较大的压力；另一方面，对当地的土地、空气、水源等产生污染。因此，通过技术手段高效利用固硫灰、固硫渣和脱硫石膏等固废物的需求较为迫切。
火电厂煤粉锅炉烟道收集的粉煤灰作为水泥生产中的一种活性混合材料，其合理的掺入可以适当改善水泥性能，比如保水性好、后期强度高、水化热低等，有利于扩大水泥的使用范围。因此，目前粉煤灰已被广泛地应用于水泥生产。
对循环流化床锅炉运行产生的固硫灰渣，由于受到燃料品质、炉内脱硫、炉温较低等锅炉运行工艺的多种影响，其理化性能与煤粉炉产生的粉煤灰存在较大的差异，主要表现为需水量大、自硬性和后期膨胀等；因此，采用已有的粉煤灰利用技术，难以使其在水泥生产中有大量地应用。对循环流化床锅炉底部排出的炉渣，由于同样的原因，目前尚未能在水泥生产中得到有效地利用。
发明内容
本发明的目的是通过有效的技术手段，实现火力发电中产生的固硫灰、固硫渣及脱硫石膏在水泥中的利用最大化，发挥各材料组分的理化综合效应，研制一种符合现行国家标准，具有广阔市场前景的固硫灰渣水泥及其制备方法。
本发明为实现上述目的而采取的技术方案为:
一种固硫灰渣水泥，包括以下质量百分数的组分：
固硫灰粉35～50、固硫渣粉17～28、硅酸盐水泥熟料粉25～37、脱硫石膏粉2～3，其中固硫灰粉的比表面积不低于1000m2/kg，固硫渣粉的细度45μm方孔筛筛余值为15％～17％。
本发明所述固硫灰粉的制备为：将符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB/T1596-2005)标准的循环流化床锅炉运行产生的固硫灰，用电厂余热蒸汽动能磨进行磨细，比表面积不低于1000m2/kg。
本发明所述固硫渣粉、硅酸盐水泥熟料粉及脱硫石膏粉可分别制备，也可由其原料混合制备，具体如下：
所述固硫渣粉的制备：将循环流化床锅炉运行产生的固硫渣用水泥球磨机磨细，其质量符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB/T1596-2005)标准，细度45μm方孔筛筛余控制值为15％～17％；
所述硅酸盐水泥熟料粉的制备：将符合《通用硅酸盐水泥》(GB175-2007)标准的硅酸盐水泥熟料，用水泥球磨机进行磨细，细度45μm方孔筛筛余控制值为12％～15％；
所述脱硫石膏粉的制备：将硫酸钙含量不低于90％的烟气脱硫石膏在常温下干燥后，用水泥球磨机磨细，细度45μm方孔筛筛余控制值为10％～14％；
所述固硫渣、硅酸盐水泥熟料及脱硫石膏组成的混合粉料制备：将固硫渣、硅酸盐水泥熟料及脱硫石膏，按照制备水泥的材料配方分别称量混合后，用水泥球磨机磨细制得，混合粉料的细度45μm方孔筛筛余控制值为12％～16％。
一种固硫灰渣水泥的制备方法，按照质量百分数取固硫灰粉、固硫渣粉、硅酸盐水泥熟料粉和脱硫石膏粉，混合均匀制成。
与现有粉煤灰水泥的材料配方相比，按照本发明材料配方制备的水泥，不仅性能符合现行国家标准有关P·F42.5水泥的质量指标，而且固硫灰的用量较大，可达35％～50％；同时，填补了国内水泥生产中掺固硫渣的空白，其用量可达17％～28％；考虑脱硫石膏的利用，本发明固废利用率可达63％～75％；因此，本发明可有效地降低水泥生产的成本，实现固硫灰及固硫渣的大规模消纳，具有良好的社会及经济效益。
具体实施方式
实施例中，检验本发明P·F42.5水泥的仪器设备、温湿度条件、试件制作、试验方法及质量评定标准均执行现行国家相关标准。
实施例1
(1)固硫灰粉的制备：将符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB/T1596-2005)标准的固硫灰，用电厂余热蒸汽动能磨进行磨细，比表面积为1004m2/kg。
(2)固硫渣粉的制备：将固硫渣用水泥球磨机磨细，其质量符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB/T1596-2005)标准，细度(45μm方孔筛筛余)为16.7％。
(3)硅酸盐水泥熟料粉的制备：将符合《通用硅酸盐水泥》(GB175-2007)标准的硅酸盐水泥熟料，用水泥球磨机进行磨细，细度(45μm方孔筛筛余)为14.5％。
(4)脱硫石膏粉的制备：将脱硫石膏在常温下干燥后，用水泥球磨机磨细，细度(45μm方孔筛筛余)为12.6％。
P·F42.5水泥的制备：按照材料用量配方，固硫灰粉40；固硫渣粉27；硅酸盐水泥熟料粉30；脱硫石膏粉3；称取各料，混拌均匀制得。
实施例1的水泥检验结果及质量，见表1。
表1实施例1的水泥检验结果
由表1可知，实施例1水泥的检验结果，符合《通用硅酸盐水泥》(GB175-2007)标准中有关P·F42.5水泥的各项质量指标。
实施例2
(1)固硫灰粉的制备：将符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB/T1596-2005)标准的固硫灰，用电厂余热蒸汽动能磨进行磨细，比表面积为1121m2/kg。
(2)固硫渣粉的制备：将固硫渣用水泥球磨机磨细，其质量符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB/T1596-2005)标准，细度(45μm方孔筛筛余)为15.2％。
(3)硅酸盐水泥熟料粉的制备：将符合《通用硅酸盐水泥》(GB175-2007)标准的硅酸盐水泥熟料，用水泥球磨机进行磨细，细度(45μm方孔筛筛余)为12.3％。
(4)脱硫石膏粉的制备：将脱硫石膏在常温下干燥后，用水泥球磨机磨细，细度(45μm方孔筛筛余)为12.8％。
P·F42.5水泥的制备：按照材料用量配方，固硫灰粉50；固硫渣粉23；硅酸盐水泥熟料粉25；脱硫石膏粉2；称取各料，混拌均匀制得。
实施例2的水泥检验结果及质量，见表2。
表2实施例2的水泥检验结果
由表2可知，实施例2水泥的检验结果，符合《通用硅酸盐水泥》(GB175-2007)标准中有关P·F42.5水泥的各项质量指标。
实施例3
(1)固硫灰粉的制备：将符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB/T1596-2005)标准的固硫灰，用电厂余热蒸汽动能磨进行磨细，比表面积为1054m2/kg。
(2)固硫渣、硅酸盐水泥熟料及脱硫石膏组成的混合粉料制备：以制备水泥的总质量计，分别按固硫渣28％、硅酸盐水泥熟料34％、脱硫石膏3％称料；将其混合后，用水泥球磨机磨细，混合粉料的细度(45μm方孔筛筛余)为14.1％；
P·F42.5水泥的制备：以制备水泥的总质量计，分别按固硫灰粉35％、上述混合粉料65％称料，混拌均匀制得。
实施例3的水泥检验结果及质量，见表3。
表3实施例3的水泥检验结果
由表3可知，实施例3水泥的检验结果，符合《通用硅酸盐水泥》(GB175-2007)标准中有关P·F42.5水泥的各项质量指标。

Claims (4)

1.一种固硫灰渣水泥，其特征在于包括以下质量百分数的组分：
固硫灰粉35～50、固硫渣粉17～28、硅酸盐水泥熟料粉25～37、脱硫石膏粉2～3，其中固硫灰粉的比表面积不低于1000m2/kg，固硫渣粉的细度45μm方孔筛筛余值为15％～17％。
2.根据权利要求1所述的一种固硫灰渣水泥，其特征在于所述固硫灰粉的制备为：将符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB/T1596-2005)标准的循环流化床锅炉运行产生的固硫灰，用电厂余热蒸汽动能磨进行磨细，比表面积不低于1000m2/kg。
3.根据权利要求1所述的一种固硫灰渣水泥，其特征在于所述固硫渣粉、硅酸盐水泥熟料粉及脱硫石膏粉可分别制备，也可由其原料混合制备，具体如下：
所述固硫渣粉的制备：将循环流化床锅炉运行产生的固硫渣用水泥球磨机磨细，其质量符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB/T1596-2005)标准，细度45μm方孔筛筛余控制值为15％～17％；
所述硅酸盐水泥熟料粉的制备：将符合《通用硅酸盐水泥》(GB175-2007)标准的硅酸盐水泥熟料，用水泥球磨机进行磨细，细度45μm方孔筛筛余控制值为12％～15％；
所述脱硫石膏粉的制备：将硫酸钙含量不低于90％的烟气脱硫石膏在常温下干燥后，用水泥球磨机磨细，细度45μm方孔筛筛余控制值为10％～14％；
所述固硫渣、硅酸盐水泥熟料及脱硫石膏组成的混合粉料制备：将固硫渣、硅酸盐水泥熟料及脱硫石膏，按照制备水泥的材料配方分别称量混合后，用水泥球磨机磨细制得，混合粉料的细度45μm方孔筛筛余控制值为12％～16％。
4.权利要求1-3中任意一项所述一种固硫灰渣水泥的制备方法，其特征在于按照质量百分数取固硫灰粉、固硫渣粉、硅酸盐水泥熟料粉和脱硫石膏粉，混合均匀制成。
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