專利名稱：：煤矸石和金屬尾礦代粘土配料生產(chǎn)水泥熟料的方法煤幵石和金屬尾礦代粘土配料生產(chǎn)水泥熟料的方法(一)
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)水泥熟料的方法。(二)
背景技術(shù)：
：我國水泥實物產(chǎn)量從1985年起已連續(xù)22年位居世界第一，2007年水泥總產(chǎn)量達(dá)13.5億t。水泥工業(yè)大多以高品位石灰石資源和優(yōu)質(zhì)粘土為原料。粘土是水泥生產(chǎn)的主要硅鋁質(zhì)原料，噸水泥生產(chǎn)約需粘土0.18噸。連年大規(guī)模的粘土采取，造成田地大量被毀，山林遭到破壞，生態(tài)受到威脅，開發(fā)粘土替代原料成為水泥工業(yè)研究的迫切任務(wù)。煤石f石的礦物成分以高嶺土、石英、蒙脫石、伊犁石為主，化學(xué)組成中Si02、Al20s約占50-80%;煤拜石具有一定的熱值，其發(fā)熱量一般在6.3MJ/kg以下。用煤石干石替代粘土具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)煤石亍石熔點(diǎn)比粘土低約50~IO(TC;(2)煤石f石中的Fe、Zn、Pb等硫化物為能量礦物；(3)煤研石具有一定的可燃物，其發(fā)熱量一般在1250~6270kJ/kg;(4)煤石f石中Si02的Si-O結(jié)構(gòu)相對要比粘土溶出[Si04廣性能好。因此，煤幵石在水泥工業(yè)可作為替代黏土的低質(zhì)值(低品質(zhì)、低價值)高潛能硅鋁質(zhì)原料。金屬尾礦是金屬礦山采選過程中排出的固體廢棄物，到目前為止，我國金屬礦山尾礦庫已達(dá)400多個，尾礦堆存總量已超過50億噸，且每年仍以2.2億-2.3億p屯的速度增加。但我國每年卻只有7%3的尾礦資源被綜合利用，造成了大量的資源浪費(fèi)。金屬尾礦通常呈粉狀，粒度一般在0.15mm以下，與塊狀的粘土類原料相比粒度要小得多。金屬尾礦中Si02和八1203的含量在65%~80%之間，與粘土主要化學(xué)成份組成相似，能提供水泥熟料所需的硅鋁質(zhì)成份，適于在水泥熟料生產(chǎn)中代替粘土原料。然而，盡管大部分煤研石和金屬尾礦均能代替粘土生產(chǎn)水泥熟料，但對于一些屬于惰性原料的煤野石，反應(yīng)能力低，反應(yīng)活化能高不利于熟料燒成。一些金屬尾礦熔點(diǎn)過低，易使窯內(nèi)結(jié)圈結(jié)皮，造成煅燒困難。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種煤幵石和金屬尾礦同時使用代粘土配料生產(chǎn)水泥熟料的方法，克服煤石干石主要組成礦物的惰性缺點(diǎn)，達(dá)到節(jié)能和提高水泥熟料產(chǎn)質(zhì)量的目的。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種生產(chǎn)水泥熟料的方法，包括生料配制、粉磨，在干法回轉(zhuǎn)窯中煅燒形成水泥熟料，所述生料由石灰石、鐵質(zhì)原料、煤幵石以及金屬尾礦按重量百分比為石灰石85~90%,鐵質(zhì)原料1-2%,煤幵石3~8%，金屬尾礦2~5%配料，所述的金屬尾礦是銅尾礦、鉛鋅尾礦或銅鉛鋅^C礦。本發(fā)明所述生產(chǎn)水泥熟料的方法，其中粉磨、煅燒都可采用常規(guī)工藝。較好的，所述煅燒溫度推薦在1350~1450°C。粉磨后的生料細(xì)度優(yōu)選為80jum篩余量不大于10%。本發(fā)明中，所述的石灰石品位范圍較廣，可以是高品位石灰石，也可以是CaO質(zhì)量百分比在4050%的中、低品位石灰石。所述的鐵質(zhì)原料為一般的鐵粉、硫酸渣等。所述的煤幵石的礦物組成與粘土質(zhì)原料非常相似，除了含有石英、白云母、高呤石主要礦物之外，還有正長石、透長石、斜綠泥石等富氧礦物，此外含硫量比較高的煤石f石，硫則以黃鐵礦(FeS2)的形式存在于煤石f石中。所述的銅鉛鋅尾礦中硅鋁質(zhì)材料分子式為島狀結(jié)構(gòu)鐵鋁榴石Fe3Al2[Si04]3和綠簾石Ca2FeAl2[Si04][Si207]0(OH)，環(huán)狀結(jié)構(gòu)藍(lán)錐石Be[Ti(Si309)]、包頭石Ba4[(Ti,Nb,Fe)8(Si4C^)016]C1和綠柱石Be3Al2[Si6018],以及鏈狀結(jié)構(gòu)普通輝石(Ca,Mg,Fe,Fe3+,A1)2[(Si,Al)206]和透閃石Ca2Mg5[Si40]2(OH)2。本發(fā)明在水泥配料中以煤石f石和銅鉛鋅尾礦替代黏土，利用銅鉛鋅尾礦中的能量礦物FeS2、PbS、ZnS、CuFeS2和礦化劑礦物CuF2、V205的熱激發(fā)作用和礦化作用，在水泥熟料燒成中能量礦物快速分解氧化放熱，促發(fā)煤研石殘?zhí)刻崆叭紵纬晒矡峋蹨貦C(jī)制，達(dá)到節(jié)能效果。同時利用尾礦中富氧礦物，在燒成過程中放出o2-,除促發(fā)碳燃燒外，起快速解聚煤幵石中惰性的Si02成為活性[Si04f的作用，促進(jìn)Ca-Si反應(yīng)，提高熟料產(chǎn)量和質(zhì)量。具體來說，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1.原料易得廉價。本發(fā)明所用的煤研石和金屬尾礦是我國目前年排放量和累計存量最大的兩種工業(yè)固體廢物，全國各地均有，只要在水泥廠合理運(yùn)輸半徑內(nèi)有煤石f石和金屬尾礦即可；2.配料易掌握。只要根據(jù)原生產(chǎn)所用原料成分特性適當(dāng)調(diào)整配方即可生產(chǎn)出合格的水泥熟料；3.工藝簡單。勿需對原生產(chǎn)工藝設(shè)備進(jìn)行改造；4.節(jié)能明顯?；剞D(zhuǎn)窯熟料單位熱耗可節(jié)約810%。5.熟料產(chǎn)量可比設(shè)計產(chǎn)量提高10%以上，原料成本相對降低5%以上。具體實施例方式下面以具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此本發(fā)明實施方式很筒單，條件是在水泥生產(chǎn)企業(yè)附近合理運(yùn)輸半徑內(nèi)有煤幵石和金屬尾礦資源，通常勿需改造原生產(chǎn)工藝設(shè)備和工藝流程，只要調(diào)整原料工藝配方即可。具體實施步驟如下1.調(diào)研煤石f石和金屬尾礦資源情況，并取樣進(jìn)行化學(xué)成分分析和礦物成分分析；2.根據(jù)煤石干石和金屬尾礦化學(xué)成分和礦物成分特性，調(diào)整原料工藝配方，按生料配方三率值石灰飽和KH=0.90~0.94，硅酸率n=2.4~2.8，鋁氧率P4.41.9,確定原料配比；3.根據(jù)燒成的熟料的物化特性指標(biāo)(如游離氧化鉤含量、抗折抗壓強(qiáng)度等)逐步調(diào)整原料的合理配比。具體實施方式中所使用的原料的化學(xué)成分如表1所示。實施例11000t/d回轉(zhuǎn)窯，采用煤研石和浙江諸暨銅鉛鋅尾礦代替粘土配料。生料原料配比為高鈣石灰石與低鈣石灰石之和89.6%,煤石f石5.2%,硫酸渣1.2%,銅鉛鋅尾礦4%。先粉磨使生料細(xì)度為80nm篩余量不大于10%，再在1400145(TC制成水泥熟料，性能指標(biāo)如表3所示。該方法制得水泥熟料燒成熱耗從原采用粘土質(zhì)配料的3250kJ/kg降到2930kJ/kg,降幅達(dá)9.85%,熟料產(chǎn)量則由990t/d提高到1090t/d,產(chǎn)量提高10%。而且比煤野石單獨(dú)代粘土?xí)r的指標(biāo)也有所提高。對比例1:原粘土配料改變生料的原料配比，配比如表2所示，其余工藝參數(shù)同實施例1。所制得水泥熟料的性能指標(biāo)如表3所示。對比例2:煤幵石代粘土配料改變生料的原料配比，配比如表2所示，其余工藝參數(shù)同實施例1。所制得水泥熟料的性能指標(biāo)如表3所示。表1.各原料的化學(xué)成分及配料比例(％)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>權(quán)利要求1、一種煤矸石和金屬尾礦代替粘土配料生產(chǎn)水泥熟料的方法，包括生料配制、粉磨，在干法回轉(zhuǎn)窯中煅燒形成水泥熟料，其特征在于所述生料由石灰石、鐵質(zhì)原料、煤矸石以及金屬尾礦按重量百分比為石灰石85～90％，鐵質(zhì)原料1～2％，煤矸石3～8％，金屬尾礦2～5％配料，所述的金屬尾礦是銅尾礦、鉛鋅尾礦或銅鉛鋅尾礦。全文摘要本發(fā)明公開了一種煤矸石和金屬尾礦代粘土配料生產(chǎn)水泥熟料的方法，包括生料配制、粉磨，在干法回轉(zhuǎn)窯中煅燒形成水泥熟料，所述生料由石灰石、鐵質(zhì)原料、煤矸石以及金屬尾礦按重量百分比為石灰石85～90％，鐵質(zhì)原料1～2％，煤矸石3～8％，金屬尾礦2～5％配料，所述的金屬尾礦是銅尾礦、鉛鋅尾礦或銅鉛鋅尾礦。本發(fā)明將煤矸石和金屬尾礦代粘土配入生料，利用尾礦的地質(zhì)潛能激發(fā)煤矸石的反應(yīng)活性，可起到優(yōu)勢互補(bǔ)的作用，具有原料易得廉價、配料易掌握、工藝簡單、節(jié)能明顯，熟料產(chǎn)量可比設(shè)計產(chǎn)量提高10％以上，原料成本相對降低5％以上。文檔編號C04B7/36GK101462838SQ20081016234公開日2009年6月24日申請日期2008年12月1日優(yōu)先權(quán)日2008年12月1日發(fā)明者余春江,俞壽苗,倪明江,傅圣勇,施正倫,楊國建,王勤輝,王樹榮,邱坤贊,駱仲泱申請人:浙江大學(xué)