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CN1189414C - 高硫硅酸盐水泥及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

一种高硫硅酸盐水泥，其熟料的氧化物中SO3为1.5～3.0%，CaO为63～68%，矿物成分中CaSO4为2.6～5.1%。生产过程中四大率值分别控制在以下范围：KH：0.92～1.00；n：1.90～2.50；p：1.00～1.80；SR：0.18～0.32；其中：
Figure 02138885.7_AB_0
MgO控制在0.5～2.0%，煅烧温度控制在1350～1400℃。这种高硫硅酸盐水泥生产过程中不用加石膏，排出有毒废气少。产品强度高，性能优良，且生产成本下降，实施容易，利于环境保护。

Description

高硫硅酸盐水泥及其生产方法
                             技术领域
本发明属水泥技术领域。
                             背景技术
硅酸盐水泥在建筑工程中已得到广泛应用，我国也有了自己的国家标准。在标准中对熟料的三氧化硫含量无具体规定，一般为1％左右，最大为1.2～1.3％。标准还规定了在粉磨熟料时必须加入石膏，以保证其缓凝作用。也早已有人发现：提高水泥熟料中三氧化硫含量有利于缓凝，且一些工厂采取了用高硫煤烧制熟料的方法，以求达到加大熟料中三氧化硫含量的目的，但采用这种方法时，煤中硫相当部分成为氟硫复合矿化剂的一个组分，最后在熟料中形成硫铝酸盐和氟硫酸盐，而形成硫酸钙的量较少，导致水泥熟料凝结时间不正常。同时，生料中的煤首先要满足烧制熟料所需的热耗，形成硫酸钙却是次要的，致使熟料中生成硫酸钙量不稳定，达不到予期要求，煅烧时还排放较多二氧化硫，污染环境。本发明人曾在“水泥”杂志1999年第二期上发表过<生料中添加柠檬酸渣烧制高硫水泥熟料的试验研究>一文，介绍使用柠檬酸渣烧制高硫水泥熟料，其中提到该试验所用柠檬酸渣的成分为：％：SiO2 0.41，Al2O3 0.27，Fe2O3 0.12，CaO 31.99，MgO 0.24，SO 46.00。试验结果表明：生料中添加柠檬酸渣可使CaCO3分解提前，降低熟料液相出现温度，改善熟料性能，降低生产成本，但未公开关键工艺参数。
                                   发明内容
本发明要解决的技术问题是提高硅酸盐水泥熟料中三氧化硫含量，制备水泥时不再添加石膏。
本发明以如下技术方案解决上述技术问题：高硫硅酸盐水泥熟料的氧化物中有三氧化硫1.5～3.0％，CaO 63～68％，矿物成分中CaSO4为2.6～5.1％。
生产高硫硅酸盐水泥的方法是：在整个工艺过程中，将四大率值控制在以下范围：
         石灰饱和系数KH： 0.92～1.0
         硅率SM(n)：      1.90～2.50
         铝率IM(p)：      1.0～1.8
         硫率 SR         0.18～0.32   S &OverBar; R = SO 3 A l 2 O 3 + Fe 2 O 3
         Mgo控制为0.5～2.0％，煅烧温度1350～1400℃
本发明的高硫硅酸盐水泥，熟料中含有较高的硫酸盐，凝结时间正常，把它粉磨制备水泥时不用加石膏，生产出的水泥产品标号可达425～725，并利用了柠檬酸生产过程中的废渣，利于环保，降低了水泥成本。
                                具体实施方式
本发明的高硫硅酸盐水泥，其熟料中主要氧化物含量范围是：CaO 63～68％；SiO220～24％；Al2O3 3～6％；Fe2O3 2.6～5.0％；SO3 1.5～3.0％；相应的主要矿物成分为硅酸三钙(3CaO·SiO2)、硅酸二钙(2CaO·SiO2)、铝酸三钙(3CaO·Al2O3)铁铝酸四钙(4CaO·Al2O3·Fe2O3)和硫酸钙(CaSO4)。其物理性能和用途与一般硅酸盐水泥相同。
本发明的高硫硅酸盐水泥生产方法是：
将按比例配好的生料粉磨混合：
        石灰石       78～80％  (质量百分比，以下同)
        粘土         8～14％
        铁矿石       4～7％
        柠檬酸渣     4～6％
粉磨细度控制在7～10％(筛余)，再在水泥窑炉中煅烧成水泥熟料，如果用立窑煅烧混合生料，还要把煤按照熟料能耗配入生料中成球，再输送到立窑中燃烧；如果用回转窑煅烧，可以直接把混合生料输送到窑内，用重油或煤煅烧。
煅烧温度控制在1350～1400℃范围，在生产过程中，最佳石灰饱和系数KH值控制在0.92～1.00，硅率SM(n)控制在1.9～2.50，铝率IM(p)控制在1.00～1.80，硫率SR控制在0.18～0.32，MgO控制在0.5～2.0％，
硫率 SR定义为 SO 3 Al 2 O 3 + Fe 2 O 3
碱总量K总控制在0.25～1.00％
                         
烧成熟料放入磨机磨成水泥成品，粉磨中可加入混合材以制成不同品种水泥。柠檬酸渣中有数种类型石膏，矿化作用后，同时形成的熟料硫酸钙又具有缓凝作用。由于利用了柠檬酸渣的“双剂作用”，提高了生料的易烧性，降低了碳酸钙的分解温度和液相粘度，增加液相量，煅烧温度可降至1400℃以下，并促进了硅酸盐矿物尤其是A矿的形成，提高了水泥熟料的强度。矿化作用后形成的熟料硫酸钙，具有缓凝作用，使熟料凝结时间正常，磨制水泥时不须加入石膏，煅烧过程中排放的二氧化硫量较少，甚至可达零排放。
以下为三个具体实施例：
各实施例均在实验室内进行。向混合生料加水10％(质量％)成型为￠30×5mm小圆饼，放入马弗炉内煅烧。原料取自工厂。使用的试验和检测方法及使用的仪器按国标要求进行。各试样的煅烧温度分别在1350℃、1380℃、1400℃。
                                      表1三个混合生料试样化学成分和率值
  编号                                      化学成分/％                 率值
  Loss   SiO2   Al2O3   Fe2O3   CaO   MgO   SO3    ∑   KH     n     p
  1   34.10   13.85   3.35   2.28   43.23   0.56   1.90   99.27   0.952   2.46    1.47
  2   34.84   13.69   3.01   2.15   43.43   0.48   2.28   99.88   0.984   2.65    1.40
  3   35.12   12.63   2.98   2.16   43.21   0.91   2.26   99.27   1.06   2.46    1.38
注：Loss-烧失量
                         表2相应熟料化学成分和率值
  编号                                            化学成分/％                  率值     Vso3/％
  Loss   SiO2   Al2O3   Fe2O3   CaO   MgO   SO3   f-c     ∑     KH    n     p    SR
  1   2.92   20.31   5.10   3.91   63.74   0.84   2.92   4.39   99.84   0.949   2.25   1.30   0.32     未检出
  2   3.14   20.34   4.66   3.86   64.56   0.87   2.16   1.04   99.59   0.975   2.39   1.21   0.25     38.1
  3   1.56   19.85   5.18   3.40   65.84   1.37   2.72   1.80   99.92   0.943   2.31   1.52   0.31     21.9
注：f-c一游离CaO    Vso3-SO3挥发量
                    表3相应熟料物理性能

Claims (3)

1、一种高硫硅酸盐水泥，其熟料的氧化物中，主要成份是CaO、SO3、SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO，以质量百分比表示各成分时，其中SiO2为20～24％，Al2O3为3～6％，Fe2O3为2.5～5.0％，SO3为1.5～3.0％，CaO为63～68％，MgO为0.5～2.0％。
2、一种生产如权利要求1所述的高硫硅酸盐水泥的方法，将生料粉磨后煅烧成熟料，再粉磨成水泥，其特征是：
生料中各组分的质量百分比为：含有柠檬酸渣为4～6％、石灰石为78～80％、粘土为8～14％、铁矿石为4～7％；
整个工艺过程中将四大率值控制在以下范围：
石灰饱和系数KH：0.92～1.0
硅率SM(n)：     1.90～2.50
铝率IM(p)：     1.0～1.8
硫率SR：        0.18～0.32
其中： S &OverBar; R = SO 3 Al 2 O 3 + FeO 3
煅烧温度1350～1400℃。
3、如权利要求2所述的高硫硅酸盐水泥的生产方法，其特征是碱总量K总值控制在0.25～1.00％。
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