綜合利用赤泥、磷石膏和煤矸石的方法

2023-08-01 03:42:21 1

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，以兩級配料工藝製取均質含溼物料，均質含溼物料經成型或烘乾破碎，然後，通過煅燒製取含矽酸二鈣、硫鋁酸鈣和硫鐵酸鈣為主要成分的熟料產品。本發明方法製得的熟料，可以作為產品直接售賣；也可以利用現有技術，進一步將其加工成膠凝材料或製品銷售。本發明方法工藝簡單、投資小、生產規模亦可大可小，依照本發明方法生產的快硬早強熟料用途廣，且價值較高，不僅節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汙染物對環境的汙染和防止次生災害，具有產業競爭力和良好的投資經濟性。
【專利說明】綜合利用赤泥、磷石膏和煤矸石的方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及工業廢棄物的綜合利用，具體涉及一種綜合利用赤泥、磷石膏和煤矸石生產膠凝材料及製品的方法。

【背景技術】
[0002]赤泥是以鋁土礦為原料提取氧化鋁過程中產生的極細顆粒強鹼性固體廢物，每生產一噸氧化鋁，大約產生0.8~2噸赤泥。依提取工藝不同所產生的赤泥分別稱為拜爾法赤泥、燒結法赤泥及聯合法赤泥。赤泥的物理性質:顆粒直徑0.088~0.25mm,比重2.7~
2.9，容重0.8~1，熔點1200~1250°C。赤泥礦物成分複雜，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、天然鹼、水玻璃、鋁酸鈉和火鹼，PH值一般在13以上。其化學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%，Fe2O3 30 ~60%，MgO 0.8 ~1.5%, Na2O 2 ~10%, K2O 0.2 ~1.5%, T12 微量~10%，燒失量 10 ~15% ；
燒結法赤泥:CaO 46 ~49%，S12 20 ~23%，Al2O3 5 ~7%，Fe2O3 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% ；
我國是氧化鋁生產大國，2009年生產氧化鋁就達2378萬噸，約佔世界總產量的30%，產生的赤泥近3000萬噸。目前，赤泥綜合利用仍屬世界性難題，國際上對赤泥主要採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，開展了跨學科、多領域的綜合利用技術研究工作，相關技術如下:
1、與石灰石配料生產普遍水泥或道路水泥:因鹼含量高既影響燒成窯況和熟料強度，所生產的水泥中鹼這種有害物含量高又嚴重影響混凝土工程的耐久性，為國家標準所限制(普通水泥R2O < 0.6%)。
[0003]2、制建築用磚:加煤用雙軸攪拌機混合螺旋擠出成型為磚,乾燥困難,磚變形大，更嚴重的是，由於鹼含量高，普遍泛霜長毛，被用戶排斥。
[0004]3、赤泥烘乾後加水泥、石灰等粉磨製取礦山膠結充填膠凝材料；除堆存乾燥硬化的赤泥外，赤泥烘乾能耗高，製取的礦山膠結充填膠凝材料中的鹼及有害金屬離子的固化穩定效果極差，實際上仍然汙染地下水。
[0005]4、赤泥烘乾、粉磨後製取路基固結材料和混凝土摻合料:赤泥烘乾粉磨能耗高，赤泥中的鹼及有害金屬離子實際上仍會緩慢浸出汙染地下水，加入混凝土中實際上將使混凝土極不耐久而成為豆腐渣工程。
[0006]5、烘乾粉磨後作為塑料填料:赤泥烘乾粉磨耗能高，作為塑料填料其塑料製品性能和耐老化能力實際上比普通的石灰石、白雲石、砂粉都差。
[0007]6、化學結合陶瓷複合材料，用去雜、烘乾、粉磨後的赤泥乾粉替代部分瓷泥用料，製取陶瓷複合材料，其去雜、烘乾、粉磨能耗高，因赤泥化學成分特點及波動大，陶瓷色澤、強度、成品率控制困難，導致合格品成本大幅上升。
[0008]7、保溫耐火材料:用去雜、烘乾、粉磨後的赤泥替代部分耐火膠泥燒制耐火材料，或用去雜烘乾粉磨處理的赤泥粉和耐火輕質骨料及耐火膠泥加發泡劑焙燒製取保溫耐火材料，因為赤泥本身熔點偏低，去雜、烘乾、粉磨能耗又偏高，而未取得實質性的突破。
[0009]8、作為環保材料:將赤泥烘乾與石灰石粉磨後用來改良土壤，或烘乾粉磨後配入複合肥中作為環保材料，因赤泥的物理及化學特性，實際上僅作為環保項目套利而已。
[0010]上述種種，國家巨額科研開發資金的投入，但由於赤泥的特性及缺失具有產業競爭力的關鍵技術，我國赤泥綜合利用率僅為4%，累計堆存量達到3萬億噸。赤泥大量堆存，既佔用土地、汙染水土，又浪費了資源。
[0011]另一方面，磷化工產生的磷石膏每年達數千萬噸，尋找堆存溝地已是企業很頭痛的問題。採煤企業的煤矸石早已是堆積如山，不斷產生次生災害，甚至政府補貼100元/噸都難以有效處理。
[0012]在部分省區，如貴州，赤泥、磷石膏和煤矸石及電石渣等同時堆積，產生了較嚴重的水土汙染和次生災害。迫切需要一種具有產業競爭力的技術方法，同步綜合利用赤泥、磷石膏和煤矸石等工業廢渣。


【發明內容】

[0013]本發明所要解決的技術問題是，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具有產業競爭力、用途廣泛的膠凝材料或製品系列產品的方法。
[0014]本發明解決上述問題所採用的技術方案如下: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，以兩級配料工藝製取均質含溼物料，均質含溼物料經成型或烘乾破碎，然後，通過煅燒製取含矽酸二鈣、硫鋁酸鈣和硫鐵酸鈣為主要成分的熟料產品；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]進一步，所述赤泥為浙幹、真空脫水或壓濾後含水率< 60 wt%的提取氧化鋁工業廢渣赤泥；若赤泥堆存已乾燥硬化後，且含水率60 ?丨％則需進行脫水預處理。採用赤泥作為主要原料是利用赤泥粒徑細、極好的塑粘性和低熔點(1200~1250°C )等物理特性。
[0017]進一步，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、植物殘渣、助燒劑等中的一種或多種。校正料添加的目的是調整混合料中適宜的鈣、鎂、磷、氟、鉻、矽、鋁、鐵或鋇元素成分含量、調整混合料所含熱值或改善燒成工況。
[0018]進一步，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，將塊狀煤矸石進行粉磨或將塊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、細粉狀磷石膏、細粉狀校正料中的一種或幾種進行混合、碾壓，製成混合均勻的含溼物料。二級配料工藝，節省下利用赤泥所需的大量的烘乾和粉磨能耗，同時，以便於利用立式窯、隧道窯、輪窯或旋窯等低投資工業窯爐，大幅降低利廢投資規模。
[0019]進一步，所述塊/粒狀物料是指粒徑為< 40_的物料，所述粉料是指未結塊的幹法乙炔電石渣、細粉狀磷石膏或80 μ m篩餘< 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篩餘< 30%的粉料。
[0020]進一步，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、燒結法、聯合法赤泥的礦物和化學成分含有鈣、鋁、鐵、矽、鎂、鹼等，粒徑小，具有極好的粘塑性，利用量大的工業廢棄物磷石膏作為熟料中硫鋁酸鈣、硫鐵酸鈣、硫酸鈣早強礦物的硫的來源，並借磷石膏中含有的磷化合物改善熟料易燒性，且提高矽酸二鈣的水化活性和強度，同時穩定矽酸二鈣阻止其晶型轉化。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、鋇等元素的複合礦化作用，既可消除廢渣中鈦、鹼等有害物的不利影響，又能共同改善易燒性，降低燒成溫度，穩定矽酸二鈣防止其晶型轉化並活化矽酸二鈣，提高熟料強度，能適應低投資的立式窯、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，化解了常規煅燒用優質煤的經濟性問題，並可補充高活性硫鋁酸鈣和硫鐵酸鈣礦物中的鋁、鐵來源。
[0021]進一步，所述成型是指將混合均勻的含溼物料擠壓成型為塊狀、粒狀或棒狀，或用成球盤成型為粒狀；所述烘乾破碎是指將混合均勻的含溼物料直接送入幹法旋窯系統的烘乾破碎機破碎為粒徑< 5mm，烘乾為含水率< 10 wt%的細粒料或粉料。
[0022]進一步，所述氧化性氣氛是指過剩空氣係數為1.1~1.7。
[0023]優選的，所述氧化性氣氛是指過剩空氣係數為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] 本發明製得的熟料，可以作為產品直接售賣；也可以利用現有技術，進一步將其加工成膠凝材料或製品銷售；所述膠凝材料或製品是指快硬早強水泥、膨脹水泥、膨脹劑、礦井回填膠凝材料、混凝土製品等。
[0026]本發明的有益效果如下:
(I)工藝簡單、投資小、生產規模亦可大可小，利於推廣，且半溼法工藝環保問題易於處理。
[0027](2)既解決了傳統方法利用赤泥生產普通矽酸鹽熟料窯況不穩、質產量不高的缺陷，又解決了傳統方法利用赤泥生產矽酸鹽熟料的高煤耗、高能源的問題，且利用了赤泥本身鹼含量高及含鈦等特點，在配合磷石膏，煤矸石及輔料的協同作用下，生產的快硬早強熟料用途廣，且價值較高，具有產業競爭力，有良好的投資經濟性。
[0028](3)綜合利用赤泥、磷石膏和煤矸石可為建材製造業節省大量的粘土資源和不可再生燃煤。
[0029](4)可有效化解廢棄汙染物赤泥、磷石膏和煤矸石對環境的汙染和防止次生災害。
[0030] (5)以赤泥、磷石膏和煤矸石生產以矽酸鈣、硫鋁酸鈣和硫鐵酸鈣為主要礦物的快硬早強熟料，其熟料理論熱耗(160~250 kcal/kg)遠低於普通娃酸鹽熟料理論熱耗(420~460 kcal/kg)，且使用的主要熱源為採煤業廢棄物煤矸石，進一步降低了能源消耗；實際的熟料熱耗僅為普通矽酸鹽熟料燒成熱耗(750~950kcal/kg)的1/5~1/2，碳排放亦大量減少，同時，可大幅降低普通熟料因大量使用碳酸鈣原料而分解產生的碳排放。
[0031]本發明中，未特別註明單位的百分比均為質量百分比。

【具體實施方式】
[0032]下面結合實施例對本發明作進一步說明。
[0033]實施例1
原燃材料:選用燒結法赤泥(自然浙幹，含水率38.3 wt%)、原生細粉狀磷石膏、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)按兩級配料工藝製取均質含溼物料: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,經雷蒙磨粉磨製成80 μ m篩餘< 15%的合格粉料2200kg ;二級配料工藝:將2200kg合格粉料，IlOOkg原生細粉狀磷石膏和6700kg赤泥配料，經輾壓混合為均質含溼物料；將混合後的含溼物料用螺旋擠壓制磚機製成磚塊狀料，碼堆；將製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(空氣過剩係數為1.25)煅燒2h，製成含矽酸二鈣45 wt%、硫鋁酸鈣20wt%、硫鐵酸鈣26 wt%、其它9 wt%，不含矽酸三鈣和游離鈣的磚塊狀熟料。
[0035]由於行業內尚無可表徵本發明特徵材料的標準，參照GB/T1346-2011測定凝結時間，GB/T17671-1999測定強度，本實施例熟料平均初凝時間47min，終凝時間62min，I天抗壓強度26.3MPa、抗折4.1MPa, 3天抗壓強度35.4MPa、抗折強度6.1MPa, 28天抗壓強度56.9MPa、抗折強度10.5MPa。
[0036]本實施例實際的熟料熱耗為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篩餘
<5%，即得膨脹劑，此膨脹劑用量12%時與市售硫鋁酸鹽膨脹劑用量12%時的應用效果一致。
[0038]實施例2
原燃材料:選用燒結法赤泥(真空脫水，含水率36.9 wt%)、原生細粉狀磷石膏、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)按兩級配料工藝製取均質含溼物料: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,經雷蒙磨粉磨製成80 μ m篩餘< 18%的合格粉料2200kg ;二級配料工藝:將2200kg合格粉料，1500kg原生細粉狀磷石膏和6300kg赤泥配料，經輾壓混合為均質含溼物料；將混合後的含溼物料用螺旋擠壓制磚機製成磚塊狀料，碼堆；將製得的磚塊狀料碼裝入24門輪窯，在輪窯中於1050°C~1150°C氧化性氣氛下(空氣過剩係數為1.35)煅燒24h，製成含矽酸二鈣40 wt%、硫鋁酸鈣
24wt%、硫鐵酸鈣29 wt%、其它7 wt%，不含矽酸三鈣和游離鈣的磚塊狀熟料。
[0040]由於行業內尚無可表徵本發明特徵材料的標準，參照GB/T1346-2011測定凝結時間，GB/T17671-1999測定強度，本實施例熟料平均初凝時間43min，終凝時間56min，I天抗壓強度22.3MPa、抗折強度3.4MPa，3天抗壓強度31.4MPa、抗折強度5.7MPa，28天抗壓強度52.9 MPa、抗折強度 9.4MPa。
[0041]本實施例實際的熟料熱耗為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篩餘1.8%,即得加氣快硬水泥，用此加氣快硬水泥加水攪勻後高速攪拌發泡，澆注成型，即得加氣混凝土，容重
lOMPa，此加氣混凝土比市售的蒸壓加氣砼強度高。
[0043]實施例3
原燃材料:選用拜爾法赤泥(自然浙幹，含水率36.9 wt%)、原生細粉狀磷石膏、煤矸石(平均低位熱值1056kcal/kg)和校正料幹法乙炔電石渣(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)按兩級配料節能工藝製取均質含溼物料:一級配料工藝:將10000kg煤石幹石(粒徑< 40mm)和5000kg鋇洛(粒徑< 30mm)配料，經球磨機粉磨製成80 μ m篩餘
<16%的合格粉料15000kg ;二級配料工藝:將15000kg合格粉料，18000kg原生細粉狀磷石膏，27000kg乾粉電石渣和40000kg赤泥配料，經輾壓混合為均質含溼物料；將混合後的含溼物料送入幹法旋窯系統的烘乾破碎機破碎為粒徑< 1_、烘乾為含水率< 5 wt%的粉料，經烘乾破碎機送入幹法旋窯系統在1250°C~1350°C高溫段氧化性氣氛下(空氣過剩係數為1.3)煅燒20min，製成含矽酸二鈣35 wt%jt鋁酸鈣28 wt%jt鐵酸鈣27 wt%、其它10wt%，不含矽酸三鈣和游離鈣的塊粒狀熟料。
[0045]由於行業內尚無可表徵本發明特徵材料的標準，參照GB/T1346-2011測定凝結時間，GB/T17671-1999測定強度，本實施例熟料平均初凝時間63min，終凝時間89min，I天抗壓強度30.3MPa、抗折強度4.6MPa，3天抗壓強度45.1MPa、抗折強度7.1MPa, 28天抗壓強度65.7 MPa、抗折強度 10.6MPa。
[0046]本實施例實際的熟料熱耗為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篩餘2%，即得32.5MPa級快硬早強膨脹水泥，用此水泥處理硫酸鹽水豐富地質區隧道防滲，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]在用幹法旋窯生產塊粒狀熟料時，在窯頭罩迴轉窯熟料落料處的篦冷機內的約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，然後以此混合熟料配加2500kg礦渣，一起粉磨至80 μ m篩餘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天取樣抗壓強度11.7Mpa)，用於噴射，回彈損失率降低18%，28天取樣抗壓強度提高34%，並顯示出優越得多的抗滲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象，而用普通水泥和速凝劑混合粉已出現嚴重的侵蝕剝離破壞。
[0049]實施例4
原燃材料:選用聯合法赤泥(自然浙幹、含水率41 wt%)、塊狀磷石膏、煤矸石(平均低位熱值902kcal/kg)和校正料幹法乙炔電石渣(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)按兩級配料節能工藝製取均質含溼物料: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,經球磨機粉磨製成80 μ m篩餘
<15%的合格粉料31000kg ;二級配料工藝:將31000kg合格粉料，19000kg幹法電石渣和50000kg赤泥配料，經輾壓混合為均質含溼物料；將混合後的含溼物料用擠壓機製成粒狀料；將製得的粒狀料經輸送機送入立窯布料，在立窯內經1300°C氧化性氣氛下(空氣過剩係數為1.5)高溫段煅燒lh，製成含矽酸二鈣38 wt%、硫鋁酸鈣鋇24 wt%、硫鐵酸鈣鋇29wt%、其它9 wt%，不含矽酸三鈣和游離鈣的粒狀熟料。
[0051]由於行業內尚無可表徵本發明特徵材料的標準，參照GB/T1346-2011測定凝結時間，GB/T17671-1999測定強度，本實施例熟料平均初凝時間53min，終凝時間76min，I天抗壓強度29.3MPa、抗折強度4.3MPa，3天抗壓強度39.4MPa、抗折強度6.4MPa，28天抗壓強度61.7MPa、抗折強度 10.2MPa。
[0052]本實施例實際的熟料熱耗為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松香皂複合微沫劑，一起粉磨至80 μ m篩餘< 12%，即得礦洞充填快硬水泥，用此充填快硬水泥加水攪勻打漿，泵送充填於礦洞，充填效果好，硬化快，強度高，28天取樣抗壓強度平均 8.1MPa。
[0054]實施例5
原燃材料:選用燒結法赤泥(自然浙幹，含水率42 wt%)、原生細粉狀磷石膏、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)按兩級配料節能工藝製取均質含溼物料: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,經雷蒙磨粉磨製成80 μ m篩餘< 18%的合格粉料3200kg ;二級配料工藝:將3200kg合格粉料，1700kg原生細粉狀磷石膏和5100kg赤泥配料，經輾壓混合為均質含溼物料；將混合後的含溼物料用螺旋擠壓制磚機製成磚塊狀料，碼堆；將製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(空氣過剩係數為1.35)高溫段煅燒2h，製成含矽酸二鈣38 wt%、硫鋁酸鈣28 wt%、硫鐵酸鈣24 wt%、其它10 wt%，不含矽酸三鈣和游離鈣的磚塊狀熟料。
[0056]由於行業內尚無可表徵本發明特徵材料的標準，參照GB/T1346-2011測定凝結時間，GB/T17671-1999測定強度，本實施例熟料平均初凝時間53min，終凝時間81min，I天抗壓強度21.3MPa、抗折強度3.7MPa，3天抗壓強度34.8MPa、抗折強度5.1MPa, 28天抗壓強度
52.93MPa、抗折強度 8.7MPa。
[0057]本實施例實際的熟料熱耗為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篩餘5%，即得32.5MPa級快硬早強微膨脹水泥，用此水泥制磚較普通32.5MPa水泥制磚成型率高，磚強度好，平均28天磚強度提高31% ;用此水泥制C20現澆混凝土擋土牆和C15隔牆，6小時即可脫模，脫模快。
[0059]實施例6
原燃材料:選用拜爾法赤泥(自然浙幹堆存已硬化，含水率14.3 wt%)、原生細粉狀磷石膏、煤砰石(平均低位熱值1056kcal/kg)和校正料幹法乙炔電石洛(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)按兩級配料節能工藝製取均質含溼物料: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,經球磨機粉磨製成80 μ m篩餘< 16%的合格粉料50000kg ;二級配料工藝:將50000kg合格粉料，35000kg原生細粉狀磷石膏和15000kg幹法電石渣配料，經輾壓混合為均質含溼物料；將混合後的含溼物料送入幹法旋窯系統的烘乾破碎機破碎為粒徑< 1_、烘乾含水率< 5 wt%的粉料，經烘乾破碎機送入幹法旋窯系統在1250°C~1350°C高溫段氧化性氣氛下(空氣過剩係數為1.35)煅燒25min，製成含矽酸二鈣37 wt%jt鋁酸鈣25 wt%jt鐵酸鈣20 wt%、硫酸鈣7 wt%、其它11 wt%，不含矽酸三鈣和游離鈣的塊粒狀熟料。
[0061]由於行業內尚無可表徵本發明特徵材料的標準，參照GB/T1346-2011測定凝結時間，GB/T17671-1999測定強度，本實施例熟料平均初凝時間73min，終凝時間89min，I天抗壓強度21.4MPa、抗折強度4.0MPa, 3天抗壓強度39.1MPa、抗折強度6.2MPa，28天抗壓強度
53.7 MPa、抗折強度 8.1MPa。
[0062]本實施例實際的熟料熱耗為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篩餘2%，即得32.5MPa級快硬早強膨脹水泥，用此水泥處理硫酸鹽水豐富地質區隧道防滲，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]實施例7
原燃材料:選用燒結法赤泥(自然浙幹，含水率42 wt%)、原生細粉狀磷石膏、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能工藝製取均質含溼物料:一級配料工藝:將2000kg煤矸石(粒徑< 30mm)，經雷蒙磨粉磨製成80 μ m篩餘< 18%的合格粉料2000kg ;二級配料工藝:將2000kg合格粉料，900kg原生細粉狀磷石膏和7100kg赤泥配料，經輾壓混合為均質含溼物料；將混合後的含溼物料用螺旋擠壓制磚機製成磚塊狀料，碼堆；將製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(空氣過剩係數為1.35)高溫段煅燒10h，製成含矽酸二鈣48 wt%、硫鋁酸鈣21 wt%、硫鐵酸鈣9 wt%、其它22 wt%，不含矽酸三鈣和游離鈣的磚塊狀熟料。
[0066]由於行業內尚無可表徵本發明特徵材料的標準，參照GB/T1346-2011測定凝結時間，GB/T17671-1999測定強度，本實施例熟料平均初凝時間87min，終凝時間lOlmin，I天抗壓強度10.3MPa、抗折強度1.3MPa，3天抗壓強度24.9MPa、抗折強度3.3MPa，28天抗壓強度37.6MPa、抗折強度 5.1MPa。
[0067]本實施例實際的熟料熱耗為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篩餘5%，即得32.5MPa級快硬早強微膨脹水泥，用此水泥制C15現澆混凝土擋土牆和C15隔牆，8小時即可脫模，脫模快。
【權利要求】
1.一種綜合利用赤泥、磷石膏和煤矸石的方法，其特徵在於: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，以兩級配料工藝製取均質含溼物料，均質含溼物料經成型或烘乾破碎，然後，通過煅燒製取含矽酸二鈣、硫鋁酸鈣和硫鐵酸鈣為主要成分的熟料產品；所述煅燒，是指在950~1400°C氧化性氣氛下，煅燒0.25~24.0Oh0
2.根據權利要求1所述綜合利用赤泥、磷石膏和煤矸石的方法，其特徵在於:所述赤泥為浙幹、真空脫水或壓濾後含水率< 60 wt%的提取氧化鋁工業廢渣赤泥；若赤泥堆存已乾燥硬化後，且含水率60 ￥丨％則需進行脫水預處理。
3.根據權利要求1或2所述綜合利用赤泥、磷石膏和煤矸石的方法，其特徵在於: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、植物殘渣、助燒劑中的一種或多種。
4.根據權利要求1~3之一所述綜合利用赤泥、磷石膏和煤矸石的方法，其特徵在於: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，將塊狀煤矸石進行粉磨或將塊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、細粉狀磷石膏、細粉狀校正料中的一種或幾種進行混合、碾壓，製成混合均勻的含溼物料。
5.根據權利要求4所述綜合利用赤泥、磷石膏和煤矸石的方法，其特徵在於:所述塊/粒狀物料是指粒徑為 ≤ 40mm的物料，所述粉料是指未結塊的幹法乙炔電石渣、細粉狀磷石膏或80 μ m篩餘< 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篩餘< 30%的粉料。
6.根據權利要求1~5之一所述綜合利用赤泥、磷石膏和煤矸石的方法，其特徵在於: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.根據權利要求1~6之一所述綜合利用赤泥、磷石膏和煤矸石的方法，其特徵在於:所述成型是指將混合均勻的含溼物料擠壓成型為塊狀、粒狀或棒狀，或用成球盤成型為粒狀；所述烘乾破碎是指將混合均勻的含溼物料直接送入幹法旋窯系統的烘乾破碎機破碎為粒徑 ≤5mm，烘乾為含水率< 10 wt%的細粒料或粉料。
8.根據權利要求1~7之一所述綜合利用赤泥、磷石膏和煤矸石的方法，其特徵在於:所述氧化性氣氛是指過剩空氣係數為1.1~1.7。
9.根據權利要求8所述綜合利用赤泥、磷石膏和煤矸石的方法，其特徵在於:所述氧化性氣氛是指過剩空氣係數為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 優先權日:2014年7月15日
【發明者】尹小林 申請人:尹小林