專利名稱：高鋁水泥和白水泥的活化煅燒技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高鋁水泥和白水泥的煅燒技術(shù)，屬于特種水泥生產(chǎn)領(lǐng)域。
高鋁水泥熟料可用來磨制耐火膠凝材料，特快硬或快硬水泥，低堿度水泥、微膨脹和膨脹水泥、自應力水泥、彩色水泥，還可用來制造凈水劑等，隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，高鋁水泥的需要量逐年增加，高鋁水泥在煅燒過程中，燒成溫度范圍窄，容易結(jié)大塊，易造成窯爐結(jié)圈，影響產(chǎn)質(zhì)量。
白水泥可用于高檔建筑工程，需要量也愈來愈大，呈現(xiàn)供不應求趨勢，由于白水泥含鐵量只有千分之幾，燒成時液相少而且粘度大，能耗高，產(chǎn)量也低。
要提高以上兩料水泥的產(chǎn)量，必需改進其煅燒方法，降低燒成溫度，提高反應速度，目前在水泥工業(yè)中廣泛使用氟硫礦化劑煅燒硅酸鹽水泥，并收到降低燒成溫度，提高產(chǎn)質(zhì)量和降低能耗的良好效果，但對于遠離石膏、螢石產(chǎn)地的工廠來說，由于運輸成本高，這些礦物得不到及時供應，而且采用這些復合礦物劑對配料均勻性和摻加量的準確性要求很高;如果摻混不均勻和摻量不準確易造成水泥凝結(jié)性能不穩(wěn)定。復化礦化劑技術(shù)至今尚未用于高鋁水泥生產(chǎn)，也未廣泛用于白水泥生產(chǎn)中。
本院90年10月所提出的申請?zhí)枮?0108199X，名稱為“添加晶種提高水泥窯煅燒效能的技術(shù)”的專利申請，提到在現(xiàn)有的硅酸鹽水泥的煅燒工藝中，以水泥熟料或硅酸鹽水泥成品作晶種，粉磨后加入生料內(nèi)，入窯煅燒，能達到提高水泥煅燒效應的作用，但晶種的提法存在局限性，以致在實施中限制了大量具有助熔和礦化作用物質(zhì)的應用。而且單純添加本品種的熟料或水泥當作“晶種”，對于液相粘度較大的水泥來說，效果不太好，而且用熟料多，成本高。
本發(fā)明的任務是在高鋁和白水泥煅燒過程中通過加進少量成本低，來源方便的化學活化性化劑(亦可稱為助熔礦化劑)，以達到加速燒成反應，降低這兩種水泥燒成溫度的目的，以增加高鋁和白水泥產(chǎn)量，降低能耗。
本發(fā)明首次將化學活化這一概念引進到水泥煅燒工藝中，化學活化是指通過摻加少量具有助熔和礦化作用的物質(zhì)達到加速燒成反應，降低燒成溫度的目的，作為化學活化劑的物質(zhì)，可以是水泥熟料，也可以是工業(yè)副產(chǎn)品或巖礦，如將以上幾種同時加入，其效果更佳，而且節(jié)省了水泥熟料，不同品種的水泥，可采用不同品種的活化劑，根據(jù)物理化學上相轉(zhuǎn)變溫度隨其他成分的摻入而降低的普遍規(guī)律，煅燒過程摻加其他成分，可使生料熔點降低，液相早出現(xiàn)，液相的表面張力和粘度較低，有利于反應離子的擴散和遷移，例如，在最基本的C-S-A-F系統(tǒng)中，液相出現(xiàn)溫度為1338℃，在含5%MgO的C-S-A-F-M系統(tǒng)中，這一溫度為1301℃，在C-S-A-F-M-N系統(tǒng)中為1280℃。此外，燒成熟料中存在著較生料熔點低得多的多種氧化物組成的低共熔微區(qū)，因而可降低反應溫度，加快反應速度，如高鋁水泥燒成過程中，在CA2和C12A7顆粒接觸面形成CA的活化能為84KCalMOL-1，石灰石與氧化鋁混合物直接形成CA的活化能為89.8KCaLMOL-1。
由于高鋁水泥和白水泥的液相粘度大，僅加入其熟料作為活化劑，效果不顯著，如再加入有助熔和礦化作用的廢渣或巖礦，能明顯達到增產(chǎn)，節(jié)能的效果;且因高鋁水泥和白水泥熟料成本高，又難磨，如部分或全部用具有活化作用的廢渣或巖礦取代，會大大降低加化學活化劑的費用。
煅燒高鋁水泥時，加入生料量的2%～7%的化學活化劑，活化劑的組成為高鋁水泥熟料，高鋁粉煤灰，高鋁灰，硅灰石，高鋁窯灰，高鋁工業(yè)廢渣，高鋁煤矸石，油頁巖等，用一種或一種以上配成。以上物質(zhì)，要求Al2O3含量在30%以上。
煅燒白水泥時，加入生料量2%～8%的化學活化劑，活化劑的組成為白水泥熟料，硅灰石，白色礦渣或鋼渣，石膏、螢石、玄武巖、輝綠巖等，用一種或一種以上配成，以上物質(zhì)，要求Fe2O3含量低，不影響或少影響白水泥的白度值。
化學活化劑的摻加方法，可以在磨頭加入與生料共同粉磨，也可以單獨粉磨，然后與生料混合均勻，較難磨的要單獨粉磨，然后摻混進去，摻加化學活化劑煅燒技術(shù)可用于回轉(zhuǎn)窯或立窯，倒焰窯，隧道窯等窯型。
用摻加化學活化劑燃燒高鋁水泥時，配料的堿度系數(shù)要偏高些，用在煅燒白水泥時，配料的石灰飽和系數(shù)要偏高些。生料細度越細越好，摻加的量要適當，活化效果好的少加，活化效果差的多加、加什么物質(zhì)，要因地制宜，含元素種類多而熔點又低者，活化效果好，含元素量少而熔點又高者活化效果差。
本發(fā)明的優(yōu)點和效果[1]采用本技術(shù)，水泥燒成溫度下降50℃～150℃，水泥產(chǎn)量提高可達13%以上，節(jié)能達14%以上。因地制宜，采用當?shù)貎r廉易得的巖礦和廢渣，可不用或少用熟料，降低成本。
以下為本發(fā)明的實施例。
例1高鋁水泥生產(chǎn)，采用高鋁熟料為活化劑煅燒，用表1所列高鋁生料成分，摻加磨細的高鋁熟料粉(成分列于表1)占生料量的2.5%，入回轉(zhuǎn)窯在1380℃～1420℃煅燒成高鋁熟料，其性能見表2，摻與不摻高鋁熟料，在煅燒溫度不變的情況下，標號均達625＃，摻高鋁熟料，窯臺時產(chǎn)量提高5.8%，煤耗下降6.1%。
例2高鋁水泥生產(chǎn)，采用高鋁熟料和粉煤灰為化學活化劑煅燒，其生料成分和生產(chǎn)工藝與例1同，化學活化劑組成是2%高鋁熟料+4%高鋁粉煤灰(化學成分見表1)，燒成熟料性能見表2，為625＃，窯臺時產(chǎn)量提高8.2%，煤耗下降9.0%。
例3白水泥生產(chǎn)采用白水泥熟料為活化劑煅燒，用表1所列的白水泥生料成分，摻加5%白水泥熟料粉(化學成分見表1)，入回轉(zhuǎn)窯在1470℃～1570℃煅燒，臺時產(chǎn)量提高8.0%，節(jié)煤9.1%。水泥標號425＃。
例4白水泥生產(chǎn)采用白水泥熟料+螢石為活化劑，生料成分與例3同，摻加5%白水泥熟料和0.5%螢石粉(化學成分見表1)，煅燒溫度可降至1420℃～1520℃，窯臺時產(chǎn)量提高12.3%，節(jié)煤15.1%，熟料質(zhì)量見表3，標號425＃。
例5白水泥生產(chǎn)采用白水泥熟料4%+硅灰石2%為活化劑煅燒，工藝與生料成分與例3同，化學成分見表1，燒成熟料性能見表3，標號425＃，臺時產(chǎn)量提高13.2%，節(jié)能14.0%。
化學成分表權(quán)利要求
1.一種高鋁水泥化學活化煅燒技術(shù)，其特征是在高鋁水泥生料中摻加占生料量2～7%的化學活化劑；化學活化劑的組成為高鋁水泥熟料，高鋁粉煤灰，高鋁灰，硅灰石，高鋁窯灰，高鋁工業(yè)廢渣，高鋁煤矸石，油頁巖等，用一種或一種以上配成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鋁水泥化學活化煅燒技術(shù)，其特征是所述化學活化劑中含Al2O3在30%以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的高鋁水泥化學活化煅燒技術(shù)，其特征是所述化學活化劑由占生料量2%的高鋁熟料和占生料量4%的高鋁粉煤灰配成。
4.一種白水泥化學活化煅燒技術(shù)，其特征是在白水泥生料中摻加占生料量2～8%的化學活化劑;化學活化劑的組成為白水泥熟料，硅灰石，白色礦渣或鋼渣，石膏、螢石、玄武巖、輝綠巖等，用一種或一種以上配成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述白水泥化學活化煅燒技術(shù)，其特征是所述化學活化劑的Fe2O3含量要低，不影響白水泥的白度值。
6.根據(jù)權(quán)利要求4和5所述的白水泥化學活化煅燒技術(shù)，其特征是所述化學活化劑由占生料量4%的白水泥熟料和占生料量2%的硅灰石配成。
全文摘要
本發(fā)明為高鋁水泥和白水泥的活化煅燒技術(shù)，其特點是在水泥生料中摻加化學活化劑，活化劑的組成為本品種的水泥熟料和相應的工業(yè)廢渣，巖礦等，用一種或一種以上配成；制作高鋁水泥摻加量為高鋁水泥生料的2～7％，所摻活化劑要求Al
文檔編號C04B7/42GK1085196SQ9211101
公開日1994年4月13日 申請日期1992年9月26日 優(yōu)先權(quán)日1992年9月26日
發(fā)明者席耀忠, 龔方田, 盧保山 申請人:中國建筑材料科學研究院水泥科學研究所