綜合利用赤泥、磷石膏和煤矸石的方法
【專利摘要】綜合利用赤泥、磷石膏和煤矸石的方法，是以赤泥、磷石膏、煤矸石為主要原燃材料，輔以校正料為次要原燃材料，以兩級配料工藝制取均質(zhì)含濕物料，均質(zhì)含濕物料經(jīng)成型或烘干破碎，然后，通過煅燒制取含硅酸二鈣、硫鋁酸鈣和硫鐵酸鈣為主要成分的熟料產(chǎn)品。本發(fā)明方法制得的熟料，可以作為產(chǎn)品直接售賣；也可以利用現(xiàn)有技術(shù)，進(jìn)一步將其加工成膠凝材料或制品銷售。本發(fā)明方法工藝簡單、投資小、生產(chǎn)規(guī)模亦可大可小，依照本發(fā)明方法生產(chǎn)的快硬早強(qiáng)熟料用途廣，且價(jià)值較高，不僅節(jié)省了大量的粘土資源和不可再生燃煤，而且可有效化解廢棄污染物對環(huán)境的污染和防止次生災(zāi)害，具有產(chǎn)業(yè)競爭力和良好的投資經(jīng)濟(jì)性。
【專利說明】綜合利用赤泥、磷石膏和煤矸石的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)廢棄物的綜合利用，具體涉及一種綜合利用赤泥、磷石膏和煤矸石生產(chǎn)膠凝材料及制品的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]赤泥是以鋁土礦為原料提取氧化鋁過程中產(chǎn)生的極細(xì)顆粒強(qiáng)堿性固體廢物，每生產(chǎn)一噸氧化鋁，大約產(chǎn)生0.8~2噸赤泥。依提取工藝不同所產(chǎn)生的赤泥分別稱為拜爾法赤泥、燒結(jié)法赤泥及聯(lián)合法赤泥。赤泥的物理性質(zhì):顆粒直徑0.088~0.25mm,比重2.7~
2.9，容重0.8~1，熔點(diǎn)1200~1250°C。赤泥礦物成分復(fù)雜，主要礦物為文石和方解石，含量為60~65%，其次是蛋白石、三水鋁石、針鐵礦，含量較小的是鈦礦石、菱鐵礦、天然堿、水玻璃、鋁酸鈉和火堿，PH值一般在13以上。其化學(xué)成分隨鋁土礦品位和提取工藝有差別，大致為:
拜爾法赤泥:CaO 2 ~8%，S12 3 ~20%，Al2O3 10 ~20%，F(xiàn)e2O3 30 ~60%，MgO 0.8 ~1.5%, Na2O 2 ~10%, K2O 0.2 ~1.5%, T12 微量~10%，燒失量 10 ~15% ；
燒結(jié)法赤泥:CaO 46 ~49%，S12 20 ~23%，Al2O3 5 ~7%，F(xiàn)e2O3 7 ~10%，Mg0 1.2 ~1.6%, Na2O 2.5 ~3%，K2O 0.2 ~0.5%, T12 2.5 ~3%，燒失量 6 ~10% ；
聯(lián)合法赤泥:CaO 43.7 ~47%, S12 20 ~21%, Al2O3 5.4 ~7.5%, Fe2O3 6.2 ~7.5%,MgO 0.5 ~1.3%, Na2O 2.8 ~8%, K2O 0.5 ~0.8%, T12 6.1 ~7.7% ；
我國是氧化鋁生產(chǎn)大國，2009年生產(chǎn)氧化鋁就達(dá)2378萬噸，約占世界總產(chǎn)量的30%，產(chǎn)生的赤泥近3000萬噸。目前，赤泥綜合利用仍屬世界性難題，國際上對赤泥主要采用堆存覆土的處理方式。我國赤泥綜合利用近二十年來得到各方面的高度重視，開展了跨學(xué)科、多領(lǐng)域的綜合利用技術(shù)研究工作，相關(guān)技術(shù)如下:
1、與石灰石配料生產(chǎn)普遍水泥或道路水泥:因堿含量高既影響燒成窯況和熟料強(qiáng)度，所生產(chǎn)的水泥中堿這種有害物含量高又嚴(yán)重影響混凝土工程的耐久性，為國家標(biāo)準(zhǔn)所限制(普通水泥R2O < 0.6%)。
[0003]2、制建筑用磚:加煤用雙軸攪拌機(jī)混合螺旋擠出成型為磚,干燥困難,磚變形大，更嚴(yán)重的是，由于堿含量高，普遍泛霜長毛，被用戶排斥。
[0004]3、赤泥烘干后加水泥、石灰等粉磨制取礦山膠結(jié)充填膠凝材料；除堆存干燥硬化的赤泥外，赤泥烘干能耗高，制取的礦山膠結(jié)充填膠凝材料中的堿及有害金屬離子的固化穩(wěn)定效果極差，實(shí)際上仍然污染地下水。
[0005]4、赤泥烘干、粉磨后制取路基固結(jié)材料和混凝土摻合料:赤泥烘干粉磨能耗高，赤泥中的堿及有害金屬離子實(shí)際上仍會(huì)緩慢浸出污染地下水，加入混凝土中實(shí)際上將使混凝土極不耐久而成為豆腐渣工程。
[0006]5、烘干粉磨后作為塑料填料:赤泥烘干粉磨耗能高，作為塑料填料其塑料制品性能和耐老化能力實(shí)際上比普通的石灰石、白云石、砂粉都差。
[0007]6、化學(xué)結(jié)合陶瓷復(fù)合材料，用去雜、烘干、粉磨后的赤泥干粉替代部分瓷泥用料，制取陶瓷復(fù)合材料，其去雜、烘干、粉磨能耗高，因赤泥化學(xué)成分特點(diǎn)及波動(dòng)大，陶瓷色澤、強(qiáng)度、成品率控制困難，導(dǎo)致合格品成本大幅上升。
[0008]7、保溫耐火材料:用去雜、烘干、粉磨后的赤泥替代部分耐火膠泥燒制耐火材料，或用去雜烘干粉磨處理的赤泥粉和耐火輕質(zhì)骨料及耐火膠泥加發(fā)泡劑焙燒制取保溫耐火材料，因?yàn)槌嗄啾旧砣埸c(diǎn)偏低，去雜、烘干、粉磨能耗又偏高，而未取得實(shí)質(zhì)性的突破。
[0009]8、作為環(huán)保材料:將赤泥烘干與石灰石粉磨后用來改良土壤，或烘干粉磨后配入復(fù)合肥中作為環(huán)保材料，因赤泥的物理及化學(xué)特性，實(shí)際上僅作為環(huán)保項(xiàng)目套利而已。
[0010]上述種種，國家巨額科研開發(fā)資金的投入，但由于赤泥的特性及缺失具有產(chǎn)業(yè)競爭力的關(guān)鍵技術(shù)，我國赤泥綜合利用率僅為4%，累計(jì)堆存量達(dá)到3萬億噸。赤泥大量堆存，既占用土地、污染水土，又浪費(fèi)了資源。
[0011]另一方面，磷化工產(chǎn)生的磷石膏每年達(dá)數(shù)千萬噸，尋找堆存溝地已是企業(yè)很頭痛的問題。采煤企業(yè)的煤矸石早已是堆積如山，不斷產(chǎn)生次生災(zāi)害，甚至政府補(bǔ)貼100元/噸都難以有效處理。
[0012]在部分省區(qū)，如貴州，赤泥、磷石膏和煤矸石及電石渣等同時(shí)堆積，產(chǎn)生了較嚴(yán)重的水土污染和次生災(zāi)害。迫切需要一種具有產(chǎn)業(yè)競爭力的技術(shù)方法，同步綜合利用赤泥、磷石膏和煤矸石等工業(yè)廢渣。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種工藝簡單，低投資、低能耗，綜合利用赤泥、磷石膏和煤矸石生產(chǎn)具有產(chǎn)業(yè)競爭力、用途廣泛的膠凝材料或制品系列產(chǎn)品的方法。
[0014]本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案如下:一種綜合利用赤泥、磷石膏和煤矸石的方法，以赤泥、磷石膏、煤矸石為主要原燃材料，輔以校正料為次要原燃材料，以兩級配料工藝制取均質(zhì)含濕物料，均質(zhì)含濕物料經(jīng)成型或烘干破碎，然后，通過煅燒制取含硅酸二鈣、硫鋁酸鈣和硫鐵酸鈣為主要成分的熟料產(chǎn)品；所述煅燒，是指在950~1400°C氧化性氣氛下，煅燒0.25~24.0Oh。
[0015]所述以赤泥、磷石膏、煤矸石及校正料為原燃材料，是指利用赤泥、磷石膏、煤矸石及校正料中所含的無機(jī)物為原料，以煤矸石及校正料中的可燃物如碳、硫化物為燃料。
[0016]進(jìn)一步，所述赤泥為浙干、真空脫水或壓濾后含水率< 60 wt%的提取氧化鋁工業(yè)廢渣赤泥；若赤泥堆存已干燥硬化后，且含水率< 15 wt%，則需在配料前進(jìn)行粉碎預(yù)處理，若赤泥含水率>60 ?丨％則需進(jìn)行脫水預(yù)處理。采用赤泥作為主要原料是利用赤泥粒徑細(xì)、極好的塑粘性和低熔點(diǎn)(1200~1250°C )等物理特性。
[0017]進(jìn)一步，所述校正料為電石渣、磷渣、鉻渣、鋇渣、重晶石、石灰石、廢石灰、廢焦炭屑、鉻鐵礦石、煤、植物殘?jiān)?、助燒劑等中的一種或多種。校正料添加的目的是調(diào)整混合料中適宜的鈣、鎂、磷、氟、鉻、硅、鋁、鐵或鋇元素成分含量、調(diào)整混合料所含熱值或改善燒成工況。
[0018]進(jìn)一步，所述兩級配料工藝是指將原燃材料組分的塊/粒狀物料、粉料和含水漿料分為兩級配料，第一級配料是，將塊狀煤矸石進(jìn)行粉磨或?qū)K狀煤矸石與塊狀磷石膏、塊/粒狀校正料、塊狀赤泥中的一種或幾種進(jìn)行混合和粉磨，得到合格粉料；第二級配料是，將所述合格粉料與含水赤泥、細(xì)粉狀磷石膏、細(xì)粉狀校正料中的一種或幾種進(jìn)行混合、碾壓，制成混合均勻的含濕物料。二級配料工藝，節(jié)省下利用赤泥所需的大量的烘干和粉磨能耗，同時(shí)，以便于利用立式窯、隧道窯、輪窯或旋窯等低投資工業(yè)窯爐，大幅降低利廢投資規(guī)模。
[0019]進(jìn)一步，所述塊/粒狀物料是指粒徑為< 40_的物料，所述粉料是指未結(jié)塊的干法乙炔電石渣、細(xì)粉狀磷石膏或80 μ m篩余< 30%的其它粉料，所述含水漿料是指含水率為15~60 wt%的懸濁物料，所述合格粉料是指80 μ m篩余< 30%的粉料。
[0020]進(jìn)一步，所述赤泥、磷石膏、煤矸石及校正料在兩級配料工藝中總的質(zhì)量配比為，赤泥:磷石膏:煤砰石:校正料=35~80:5~35:5~35:0~35。拜爾法、燒結(jié)法、聯(lián)合法赤泥的礦物和化學(xué)成分含有鈣、鋁、鐵、硅、鎂、堿等，粒徑小，具有極好的粘塑性，利用量大的工業(yè)廢棄物磷石膏作為熟料中硫鋁酸鈣、硫鐵酸鈣、硫酸鈣早強(qiáng)礦物的硫的來源，并借磷石膏中含有的磷化合物改善熟料易燒性，且提高硅酸二鈣的水化活性和強(qiáng)度，同時(shí)穩(wěn)定硅酸二鈣阻止其晶型轉(zhuǎn)化。其中，赤泥、磷石膏廢渣中的硫、磷、鎂及校正料如鉻渣、鋇渣中的鉻、鋇等元素的復(fù)合礦化作用，既可消除廢渣中鈦、堿等有害物的不利影響，又能共同改善易燒性，降低燒成溫度，穩(wěn)定硅酸二鈣防止其晶型轉(zhuǎn)化并活化硅酸二鈣，提高熟料強(qiáng)度，能適應(yīng)低投資的立式窯、隧道窯、輪窯或旋窯工藝。廢棄物煤矸石中的可燃物能源可作為熟料燒成的唯一熱能或主要熱能，化解了常規(guī)煅燒用優(yōu)質(zhì)煤的經(jīng)濟(jì)性問題，并可補(bǔ)充高活性硫鋁酸鈣和硫鐵酸鈣礦物中的鋁、鐵來源。
[0021]進(jìn)一步，所述成型是指將混合均勻的含濕物料擠壓成型為塊狀、粒狀或棒狀，或用成球盤成型為粒狀；所述烘干破碎是指將混合均勻的含濕物料直接送入干法旋窯系統(tǒng)的烘干破碎機(jī)破碎為粒徑< 5mm，烘干為含水率< 10 wt%的細(xì)粒料或粉料。
[0022]進(jìn)一步，所述氧化性氣氛是指過剩空氣系數(shù)為1.1~1.7。
[0023]優(yōu)選的，所述氧化性氣氛是指過?？諝庀禂?shù)為1.2~1.6。
[0024]所述煅燒的窯爐可為立式窯、隧道窯、輪窯、旋窯或其它焙燒爐窯。
[0025] 本發(fā)明制得的熟料，可以作為產(chǎn)品直接售賣；也可以利用現(xiàn)有技術(shù)，進(jìn)一步將其加工成膠凝材料或制品銷售；所述膠凝材料或制品是指快硬早強(qiáng)水泥、膨脹水泥、膨脹劑、礦井回填膠凝材料、混凝土制品等。
[0026]本發(fā)明的有益效果如下:
(I)工藝簡單、投資小、生產(chǎn)規(guī)模亦可大可小，利于推廣，且半濕法工藝環(huán)保問題易于處理。
[0027](2)既解決了傳統(tǒng)方法利用赤泥生產(chǎn)普通硅酸鹽熟料窯況不穩(wěn)、質(zhì)產(chǎn)量不高的缺陷，又解決了傳統(tǒng)方法利用赤泥生產(chǎn)硅酸鹽熟料的高煤耗、高能源的問題，且利用了赤泥本身堿含量高及含鈦等特點(diǎn)，在配合磷石膏，煤矸石及輔料的協(xié)同作用下，生產(chǎn)的快硬早強(qiáng)熟料用途廣，且價(jià)值較高，具有產(chǎn)業(yè)競爭力，有良好的投資經(jīng)濟(jì)性。
[0028](3)綜合利用赤泥、磷石膏和煤矸石可為建材制造業(yè)節(jié)省大量的粘土資源和不可再生燃煤。
[0029](4)可有效化解廢棄污染物赤泥、磷石膏和煤矸石對環(huán)境的污染和防止次生災(zāi)害。
[0030] (5)以赤泥、磷石膏和煤矸石生產(chǎn)以硅酸鈣、硫鋁酸鈣和硫鐵酸鈣為主要礦物的快硬早強(qiáng)熟料，其熟料理論熱耗(160~250 kcal/kg)遠(yuǎn)低于普通娃酸鹽熟料理論熱耗(420~460 kcal/kg)，且使用的主要熱源為采煤業(yè)廢棄物煤矸石，進(jìn)一步降低了能源消耗；實(shí)際的熟料熱耗僅為普通硅酸鹽熟料燒成熱耗(750~950kcal/kg)的1/5~1/2，碳排放亦大量減少，同時(shí)，可大幅降低普通熟料因大量使用碳酸鈣原料而分解產(chǎn)生的碳排放。
[0031]本發(fā)明中，未特別注明單位的百分比均為質(zhì)量百分比。

【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0033]實(shí)施例1
原燃材料:選用燒結(jié)法赤泥(自然浙干，含水率38.3 wt%)、原生細(xì)粉狀磷石膏、煤矸石(平均低位熱值942kcal/kg)和校正料高硫煤(全硫含量7.8 wt%)和鉻渣。
[0034]將6700kg赤泥，IlOOkg磷石膏，1700kg煤砰石和500kg校正料(其中，230kg高硫煤，270kg鉻渣)按兩級配料工藝制取均質(zhì)含濕物料:一級配料工藝:將1700kg煤矸石(粒徑(40mm), 270kg鉻洛(粒徑< 30mm)和230kg高硫煤(粒徑< 30mm)配料,經(jīng)雷蒙磨粉磨制成80 μ m篩余< 15%的合格粉料2200kg ;二級配料工藝:將2200kg合格粉料，IlOOkg原生細(xì)粉狀磷石膏和6700kg赤泥配料，經(jīng)輾壓混合為均質(zhì)含濕物料；將混合后的含濕物料用螺旋擠壓制磚機(jī)制成磚塊狀料，碼堆；將制得的磚塊狀料裝載隧道窯小車，入隧道窯在1200°C~1300°C氧化性氣氛下(空氣過剩系數(shù)為1.25)煅燒2h，制成含硅酸二鈣45 wt%、硫鋁酸鈣20wt%、硫鐵酸鈣26 wt%、其它9 wt%，不含硅酸三鈣和游離鈣的磚塊狀熟料。
[0035]由于行業(yè)內(nèi)尚無可表征本發(fā)明特征材料的標(biāo)準(zhǔn)，參照GB/T1346-2011測定凝結(jié)時(shí)間，GB/T17671-1999測定強(qiáng)度，本實(shí)施例熟料平均初凝時(shí)間47min，終凝時(shí)間62min，I天抗壓強(qiáng)度26.3MPa、抗折4.1MPa, 3天抗壓強(qiáng)度35.4MPa、抗折強(qiáng)度6.1MPa, 28天抗壓強(qiáng)度56.9MPa、抗折強(qiáng)度10.5MPa。
[0036]本實(shí)施例實(shí)際的熟料熱耗為297kcal/kg。
[0037]將該磚塊狀熟料10kg與25kg焙燒磷石膏，20kg礦渣一起粉磨至80 μ m篩余
<5%，即得膨脹劑，此膨脹劑用量12%時(shí)與市售硫鋁酸鹽膨脹劑用量12%時(shí)的應(yīng)用效果一致。
[0038]實(shí)施例2
原燃材料:選用燒結(jié)法赤泥(真空脫水，含水率36.9 wt%)、原生細(xì)粉狀磷石膏、煤矸石(平均低位熱值919kcal/kg)和校正料無煙煤和鋇渣。
[0039]將6300kg赤泥，1500kg磷石膏，1500kg煤砰石,700kg校正料(其中，250kg無煙煤，450kg鋇渣)按兩級配料工藝制取均質(zhì)含濕物料:一級配料工藝:將1500kg煤矸石(粒徑(40mm), 450kg鋇洛(粒徑< 30mm)和250kg無煙煤(粒徑< 30mm)配料,經(jīng)雷蒙磨粉磨制成80 μ m篩余< 18%的合格粉料2200kg ;二級配料工藝:將2200kg合格粉料，1500kg原生細(xì)粉狀磷石膏和6300kg赤泥配料，經(jīng)輾壓混合為均質(zhì)含濕物料；將混合后的含濕物料用螺旋擠壓制磚機(jī)制成磚塊狀料，碼堆；將制得的磚塊狀料碼裝入24門輪窯，在輪窯中于1050°C~1150°C氧化性氣氛下(空氣過剩系數(shù)為1.35)煅燒24h，制成含硅酸二鈣40 wt%、硫鋁酸鈣
24wt%、硫鐵酸鈣29 wt%、其它7 wt%，不含硅酸三鈣和游離鈣的磚塊狀熟料。
[0040]由于行業(yè)內(nèi)尚無可表征本發(fā)明特征材料的標(biāo)準(zhǔn)，參照GB/T1346-2011測定凝結(jié)時(shí)間，GB/T17671-1999測定強(qiáng)度，本實(shí)施例熟料平均初凝時(shí)間43min，終凝時(shí)間56min，I天抗壓強(qiáng)度22.3MPa、抗折強(qiáng)度3.4MPa，3天抗壓強(qiáng)度31.4MPa、抗折強(qiáng)度5.7MPa，28天抗壓強(qiáng)度52.9 MPa、抗折強(qiáng)度 9.4MPa。
[0041]本實(shí)施例實(shí)際的熟料熱耗為247kcal/kg。
[0042]將該磚塊狀熟料100kg，加8kg磷石膏、30kg粉煤灰、2kg石灰、0.2kg熟膠粉、
0.1kg聚丙烯酸胺和0.08kg松香阜鈉微沫劑，一起粉磨至80 μ m篩余1.8%,即得加氣快硬水泥，用此加氣快硬水泥加水?dāng)噭蚝蟾咚贁嚢璋l(fā)泡，澆注成型，即得加氣混凝土，容重
<800kg/m3，抗壓強(qiáng)度> lOMPa，此加氣混凝土比市售的蒸壓加氣砼強(qiáng)度高。
[0043]實(shí)施例3
原燃材料:選用拜爾法赤泥(自然浙干，含水率36.9 wt%)、原生細(xì)粉狀磷石膏、煤矸石(平均低位熱值1056kcal/kg)和校正料干法乙炔電石渣(水分含量3 wt%)和鋇渣。
[0044]將40000kg 赤泥，18000kg 磷石膏，10000kg 煤矸石，32000kg 校正料(其中，27000kg電石渣，5000kg鋇渣)按兩級配料節(jié)能工藝制取均質(zhì)含濕物料:一級配料工藝:將10000kg煤石干石(粒徑< 40mm)和5000kg鋇洛(粒徑< 30mm)配料，經(jīng)球磨機(jī)粉磨制成80 μ m篩余
<16%的合格粉料15000kg ;二級配料工藝:將15000kg合格粉料，18000kg原生細(xì)粉狀磷石膏，27000kg干粉電石渣和40000kg赤泥配料，經(jīng)輾壓混合為均質(zhì)含濕物料；將混合后的含濕物料送入干法旋窯系統(tǒng)的烘干破碎機(jī)破碎為粒徑< 1_、烘干為含水率< 5 wt%的粉料，經(jīng)烘干破碎機(jī)送入干法旋窯系統(tǒng)在1250°C~1350°C高溫段氧化性氣氛下(空氣過剩系數(shù)為1.3)煅燒20min，制成含硅酸二鈣35 wt%jt鋁酸鈣28 wt%jt鐵酸鈣27 wt%、其它10wt%，不含硅酸三鈣和游離鈣的塊粒狀熟料。
[0045]由于行業(yè)內(nèi)尚無可表征本發(fā)明特征材料的標(biāo)準(zhǔn)，參照GB/T1346-2011測定凝結(jié)時(shí)間，GB/T17671-1999測定強(qiáng)度，本實(shí)施例熟料平均初凝時(shí)間63min，終凝時(shí)間89min，I天抗壓強(qiáng)度30.3MPa、抗折強(qiáng)度4.6MPa，3天抗壓強(qiáng)度45.1MPa、抗折強(qiáng)度7.1MPa, 28天抗壓強(qiáng)度65.7 MPa、抗折強(qiáng)度 10.6MPa。
[0046]本實(shí)施例實(shí)際的熟料熱耗為367kcal/kg。
[0047]將該塊粒狀熟料1000kg，加150kg焙燒磷石膏、10kg粉煤灰、250kg礦渣，一起粉磨至80 μ m篩余2%，即得32.5MPa級快硬早強(qiáng)膨脹水泥，用此水泥處理硫酸鹽水豐富地質(zhì)區(qū)隧道防滲，3年未見明顯的侵蝕性剝離，顯示出了極好的抗水抗鹽蝕性能。
[0048]在用干法旋窯生產(chǎn)塊粒狀熟料時(shí)，在窯頭罩回轉(zhuǎn)窯熟料落料處的篦冷機(jī)內(nèi)的約10000kg高溫熟料中加1500kg磷石膏，得到含半水石膏和無水可溶性硬石膏的混合熟料，然后以此混合熟料配加2500kg礦渣，一起粉磨至80 μ m篩余3%，即得速凝膨脹水泥粉，用此速凝膨脹水泥粉取代原有的普通水泥粉加速凝劑的混合粉料(回彈損失率31%，28天取樣抗壓強(qiáng)度11.7Mpa)，用于噴射，回彈損失率降低18%，28天取樣抗壓強(qiáng)度提高34%，并顯示出優(yōu)越得多的抗?jié)B和抗硫酸鹽水侵蝕能力，2年觀察用本速凝膨脹水泥粉段基本無滲漏且無侵蝕現(xiàn)象，而用普通水泥和速凝劑混合粉已出現(xiàn)嚴(yán)重的侵蝕剝離破壞。
[0049]實(shí)施例4
原燃材料:選用聯(lián)合法赤泥(自然浙干、含水率41 wt%)、塊狀磷石膏、煤矸石(平均低位熱值902kcal/kg)和校正料干法乙炔電石渣(水分含量3 wt%)、重晶石(硫酸鋇)和高硫煤。
[0050]將50000kg 赤泥，13000kg磷石膏，10000kg煤矸石，27000kg校正料(其中，19000kg電石洛、5000kg重晶石和3000kg高硫煤)按兩級配料節(jié)能工藝制取均質(zhì)含濕物料:一級配料工藝:將10000kg煤矸石(粒徑< 30mm)，5000kg重晶石(粒徑< 30mm)，3000kg高硫煤(粒徑< 30mm)和13000kg塊狀磷石膏(粒徑< 30mm)配料,經(jīng)球磨機(jī)粉磨制成80 μ m篩余
<15%的合格粉料31000kg ;二級配料工藝:將31000kg合格粉料，19000kg干法電石渣和50000kg赤泥配料，經(jīng)輾壓混合為均質(zhì)含濕物料；將混合后的含濕物料用擠壓機(jī)制成粒狀料；將制得的粒狀料經(jīng)輸送機(jī)送入立窯布料，在立窯內(nèi)經(jīng)1300°C氧化性氣氛下(空氣過剩系數(shù)為1.5)高溫段煅燒lh，制成含硅酸二鈣38 wt%、硫鋁酸鈣鋇24 wt%、硫鐵酸鈣鋇29wt%、其它9 wt%，不含硅酸三鈣和游離鈣的粒狀熟料。
[0051]由于行業(yè)內(nèi)尚無可表征本發(fā)明特征材料的標(biāo)準(zhǔn)，參照GB/T1346-2011測定凝結(jié)時(shí)間，GB/T17671-1999測定強(qiáng)度，本實(shí)施例熟料平均初凝時(shí)間53min，終凝時(shí)間76min，I天抗壓強(qiáng)度29.3MPa、抗折強(qiáng)度4.3MPa，3天抗壓強(qiáng)度39.4MPa、抗折強(qiáng)度6.4MPa，28天抗壓強(qiáng)度61.7MPa、抗折強(qiáng)度 10.2MPa。
[0052]本實(shí)施例實(shí)際的熟料熱耗為389kcal/kg。
[0053]將該粒狀熟料10000kg，加2000kg磷石膏、100kg石灰渣、20000kg黃金尾砂和2kg松香皂復(fù)合微沫劑，一起粉磨至80 μ m篩余< 12%，即得礦洞充填快硬水泥，用此充填快硬水泥加水?dāng)噭虼驖{，泵送充填于礦洞，充填效果好，硬化快，強(qiáng)度高，28天取樣抗壓強(qiáng)度平均 8.1MPa。
[0054]實(shí)施例5
原燃材料:選用燒結(jié)法赤泥(自然浙干，含水率42 wt%)、原生細(xì)粉狀磷石膏、煤矸石(平均低位熱值896kcal/kg)和校正料電石廠廢石灰、電石廠廢焦炭屑和重晶石廢料(含氟化鈣
11wt%的硫酸鋇礦)。
[0055]將5100kg赤泥，1700kg磷石膏，1400kg煤砰石，1800kg校正料(其中，1000kg廢石灰,300kg廢焦炭屑，500kg重晶石廢料)按兩級配料節(jié)能工藝制取均質(zhì)含濕物料:一級配料工藝:將1400kg煤矸石(粒徑< 30mm)，500kg重晶石廢料(粒徑< 30mm)，1000kg廢石灰(粒徑< 5mm)和300kg廢焦炭屑(粒徑< 5mm)配料,經(jīng)雷蒙磨粉磨制成80 μ m篩余< 18%的合格粉料3200kg ;二級配料工藝:將3200kg合格粉料，1700kg原生細(xì)粉狀磷石膏和5100kg赤泥配料，經(jīng)輾壓混合為均質(zhì)含濕物料；將混合后的含濕物料用螺旋擠壓制磚機(jī)制成磚塊狀料，碼堆；將制得的磚塊狀料裝載隧道窯小車，入隧道窯在1150°C~1300°C氧化性氣氛下(空氣過剩系數(shù)為1.35)高溫段煅燒2h，制成含硅酸二鈣38 wt%、硫鋁酸鈣28 wt%、硫鐵酸鈣24 wt%、其它10 wt%，不含硅酸三鈣和游離鈣的磚塊狀熟料。
[0056]由于行業(yè)內(nèi)尚無可表征本發(fā)明特征材料的標(biāo)準(zhǔn)，參照GB/T1346-2011測定凝結(jié)時(shí)間，GB/T17671-1999測定強(qiáng)度，本實(shí)施例熟料平均初凝時(shí)間53min，終凝時(shí)間81min，I天抗壓強(qiáng)度21.3MPa、抗折強(qiáng)度3.7MPa，3天抗壓強(qiáng)度34.8MPa、抗折強(qiáng)度5.1MPa, 28天抗壓強(qiáng)度
52.93MPa、抗折強(qiáng)度 8.7MPa。
[0057]本實(shí)施例實(shí)際的熟料熱耗為245kcal/kg。
[0058]將該磚塊狀熟料1000kg，加50kg焙燒磷石膏和300kg粉煤灰，一起粉磨至80 μ m篩余5%，即得32.5MPa級快硬早強(qiáng)微膨脹水泥，用此水泥制磚較普通32.5MPa水泥制磚成型率高，磚強(qiáng)度好，平均28天磚強(qiáng)度提高31% ;用此水泥制C20現(xiàn)澆混凝土擋土墻和C15隔墻，6小時(shí)即可脫模，脫?？?。
[0059]實(shí)施例6
原燃材料:選用拜爾法赤泥(自然浙干堆存已硬化，含水率14.3 wt%)、原生細(xì)粉狀磷石膏、煤砰石(平均低位熱值1056kcal/kg)和校正料干法乙炔電石洛(水分含量3 wt%)、鋇洛和無煙煤。
[0060]將35000kg 赤泥，35000kg 磷石膏，5000kg 煤矸石，25000kg 校正料(其中，15000kg電石洛，5000kg鋇洛、5000kg無煙煤)按兩級配料節(jié)能工藝制取均質(zhì)含濕物料:一級配料工藝:將35000kg赤泥(粒徑< 40mm), 5000kg煤砰石(粒徑< 40mm), 5000kg無煙煤(粒徑
<30mm)和5000kg鋇洛(粒徑< 30mm)配料,經(jīng)球磨機(jī)粉磨制成80 μ m篩余< 16%的合格粉料50000kg ;二級配料工藝:將50000kg合格粉料，35000kg原生細(xì)粉狀磷石膏和15000kg干法電石渣配料，經(jīng)輾壓混合為均質(zhì)含濕物料；將混合后的含濕物料送入干法旋窯系統(tǒng)的烘干破碎機(jī)破碎為粒徑< 1_、烘干含水率< 5 wt%的粉料，經(jīng)烘干破碎機(jī)送入干法旋窯系統(tǒng)在1250°C~1350°C高溫段氧化性氣氛下(空氣過剩系數(shù)為1.35)煅燒25min，制成含硅酸二鈣37 wt%jt鋁酸鈣25 wt%jt鐵酸鈣20 wt%、硫酸鈣7 wt%、其它11 wt%，不含硅酸三鈣和游離鈣的塊粒狀熟料。
[0061]由于行業(yè)內(nèi)尚無可表征本發(fā)明特征材料的標(biāo)準(zhǔn)，參照GB/T1346-2011測定凝結(jié)時(shí)間，GB/T17671-1999測定強(qiáng)度，本實(shí)施例熟料平均初凝時(shí)間73min，終凝時(shí)間89min，I天抗壓強(qiáng)度21.4MPa、抗折強(qiáng)度4.0MPa, 3天抗壓強(qiáng)度39.1MPa、抗折強(qiáng)度6.2MPa，28天抗壓強(qiáng)度
53.7 MPa、抗折強(qiáng)度 8.1MPa。
[0062]本實(shí)施例實(shí)際的熟料熱耗為286kcal/kg。
[0063]將該塊粒狀熟料1000kg，加150kg焙燒磷石膏、50kg石灰渣、300kg礦渣，一起粉磨至80 μ m篩余2%，即得32.5MPa級快硬早強(qiáng)膨脹水泥，用此水泥處理硫酸鹽水豐富地質(zhì)區(qū)隧道防滲，3年未見明顯的侵蝕性剝離，顯示出了極好的抗水抗鹽蝕性能。
[0064]實(shí)施例7
原燃材料:選用燒結(jié)法赤泥(自然浙干，含水率42 wt%)、原生細(xì)粉狀磷石膏、煤矸石(平均低位熱值1105kcal/kg)。
[0065]將7100kg赤泥,900kg磷石膏,2000kg煤砰石,Okg校正料按兩級配料節(jié)能工藝制取均質(zhì)含濕物料:一級配料工藝:將2000kg煤矸石(粒徑< 30mm)，經(jīng)雷蒙磨粉磨制成80 μ m篩余< 18%的合格粉料2000kg ;二級配料工藝:將2000kg合格粉料，900kg原生細(xì)粉狀磷石膏和7100kg赤泥配料，經(jīng)輾壓混合為均質(zhì)含濕物料；將混合后的含濕物料用螺旋擠壓制磚機(jī)制成磚塊狀料，碼堆；將制得的磚塊狀料裝載隧道窯小車，入隧道窯在1150°C~1300°C氧化性氣氛下(空氣過剩系數(shù)為1.35)高溫段煅燒10h，制成含硅酸二鈣48 wt%、硫鋁酸鈣21 wt%、硫鐵酸鈣9 wt%、其它22 wt%，不含硅酸三鈣和游離鈣的磚塊狀熟料。
[0066]由于行業(yè)內(nèi)尚無可表征本發(fā)明特征材料的標(biāo)準(zhǔn)，參照GB/T1346-2011測定凝結(jié)時(shí)間，GB/T17671-1999測定強(qiáng)度，本實(shí)施例熟料平均初凝時(shí)間87min，終凝時(shí)間lOlmin，I天抗壓強(qiáng)度10.3MPa、抗折強(qiáng)度1.3MPa，3天抗壓強(qiáng)度24.9MPa、抗折強(qiáng)度3.3MPa，28天抗壓強(qiáng)度37.6MPa、抗折強(qiáng)度 5.1MPa。
[0067]本實(shí)施例實(shí)際的熟料熱耗為317kcal/kg。
[0068]將該磚塊狀熟料1000kg,加50kg焙燒磷石膏、200kg礦洛、1kg電石廠廢石灰,一起粉磨至80 μ m篩余5%，即得32.5MPa級快硬早強(qiáng)微膨脹水泥，用此水泥制C15現(xiàn)澆混凝土擋土墻和C15隔墻，8小時(shí)即可脫模，脫模快。
【權(quán)利要求】
1.一種綜合利用赤泥、磷石膏和煤矸石的方法，其特征在于:以赤泥、磷石膏、煤矸石為主要原燃材料，輔以校正料為次要原燃材料，以兩級配料工藝制取均質(zhì)含濕物料，均質(zhì)含濕物料經(jīng)成型或烘干破碎，然后，通過煅燒制取含硅酸二鈣、硫鋁酸鈣和硫鐵酸鈣為主要成分的熟料產(chǎn)品；所述煅燒，是指在950~1400°C氧化性氣氛下，煅燒0.25~24.0Oh0
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述綜合利用赤泥、磷石膏和煤矸石的方法，其特征在于:所述赤泥為浙干、真空脫水或壓濾后含水率< 60 wt%的提取氧化鋁工業(yè)廢渣赤泥；若赤泥堆存已干燥硬化后，且含水率< 15 wt%，則需在配料前進(jìn)行粉碎預(yù)處理，若赤泥含水率>60 ￥丨％則需進(jìn)行脫水預(yù)處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述綜合利用赤泥、磷石膏和煤矸石的方法，其特征在于:所述校正料為電石渣、磷渣、鉻渣、鋇渣、重晶石、石灰石、廢石灰、廢焦炭屑、鉻鐵礦石、煤、植物殘?jiān)?、助燒劑中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1~3之一所述綜合利用赤泥、磷石膏和煤矸石的方法，其特征在于:所述兩級配料工藝是指將原燃材料組分的塊/粒狀物料、粉料和含水漿料分為兩級配料，第一級配料是，將塊狀煤矸石進(jìn)行粉磨或?qū)K狀煤矸石與塊狀磷石膏、塊/粒狀校正料、塊狀赤泥中的一種或幾種進(jìn)行混合和粉磨，得到合格粉料；第二級配料是，將所述合格粉料與含水赤泥、細(xì)粉狀磷石膏、細(xì)粉狀校正料中的一種或幾種進(jìn)行混合、碾壓，制成混合均勻的含濕物料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述綜合利用赤泥、磷石膏和煤矸石的方法，其特征在于:所述塊/粒狀物料是指粒徑為 ≤ 40mm的物料，所述粉料是指未結(jié)塊的干法乙炔電石渣、細(xì)粉狀磷石膏或80 μ m篩余< 30%的其它粉料，所述含水漿料是指含水率為15~60 wt%的懸濁物料，所述合格粉料是指80 μ m篩余< 30%的粉料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1~5之一所述綜合利用赤泥、磷石膏和煤矸石的方法，其特征在于:所述赤泥、磷石膏、煤矸石及校正料在兩級配料工藝中總的質(zhì)量配比為，赤泥:磷石膏:煤矸石:校正料=35~80:5~35:5~35:0~35。
7.根據(jù)權(quán)利要求1~6之一所述綜合利用赤泥、磷石膏和煤矸石的方法，其特征在于:所述成型是指將混合均勻的含濕物料擠壓成型為塊狀、粒狀或棒狀，或用成球盤成型為粒狀；所述烘干破碎是指將混合均勻的含濕物料直接送入干法旋窯系統(tǒng)的烘干破碎機(jī)破碎為粒徑 ≤5mm，烘干為含水率< 10 wt%的細(xì)粒料或粉料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1~7之一所述綜合利用赤泥、磷石膏和煤矸石的方法，其特征在于:所述氧化性氣氛是指過?？諝庀禂?shù)為1.1~1.7。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述綜合利用赤泥、磷石膏和煤矸石的方法，其特征在于:所述氧化性氣氛是指過剩空氣系數(shù)為1.2~1.6。
【文檔編號】C04B7/24GK104071997SQ201410334309
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月15日
【發(fā)明者】尹小林 申請人:尹小林