用化學石膏擠壓制水泥緩凝球的方法

2023-04-25 12:31:36 2

專利名稱：：用化學石膏擠壓制水泥緩凝球的方法
技術領域：
：本發明涉及一種用化學石膏制水泥緩凝球的工藝，尤其涉及一種以化學石膏和石灰Ca0、Ca(OH)2為原料，擠壓法制水泥緩凝球的工藝。技術背景水泥熟料中需加入CaS042H20或CaS04作緩凝劑以調節水泥的凝結時間，天然石膏是較優質的緩凝劑，但天然石膏不僅資源緊張，價格也較高。近年來，工業副產石膏即化學石膏巳在一定程度上取代了天然石膏，但化學石膏基本為含一定游離水和游離酸的粉形物質，必須用石灰中和處理，且必須製成一定規格的塊狀物，以方便自倉庫中均勻下料(含水粉狀物料在倉庫中或者因堆壓結塊，或者因顆粒之間的吸附力較大而架橋，從而產生斷流)。這樣採用何種工藝能更方便、成本更低地生產水泥緩凝球，成為業內人士的研究課題，以進一步降低了水泥生產的原材料成本，有效地治理化學石膏廢渣對環境的汙染和危害。CN92112246.2公開的用廢棄的磷石膏為主要原料製取的水泥緩凝增強石膏球，該增強石膏緩凝球由磷石膏渣與石灰Ca0、Ca(OH)2按重量比100:0.510的配比配料，攪拌均勻，在150'C以下烘乾，烘至物料含水量為310%，烘後物料進入成型機，擠壓成球。但該發明製取的水泥緩凝球強度較低，在運輸、堆積過程中易碎成粉狀，往往造成緩凝劑倉庫結塊堵塞或架橋，致使加料系統無法均勻下料，該種緩凝球基本已被大型水泥廠拒用。CN02138799.0公開了一種用活性磷石膏及作水泥緩凝增強劑的應用。該發明採用80-卯％磷石膏；2-15%的粘土、粉煤灰、煤渣、或其它工業廢渣作粘合增強劑；3-10%的石灰、芒硝、工業鋁渣、明礬石作活性激發劑，攪拌混合、擠壓成磚後，再經600-卯0、溫度煅燒30-60分鐘。因擠壓後的磚強度較低，需人工搬運到迴轉窯中，因此該方法存在生產成本高、生產規模小的問題。CN02138800.8公開了一種改質磷石膏及作水泥緩凝劑的應用。該發明是對CN02138799.0的改進，即採用2-15%的高爐爐渣、粉煤灰、鋼渣作增強劑；3-10°/。的電石渣、鹼渣、水泥、石灰作改質劑，經攪拌混勻、擠壓成磚後，自然乾燥製成。該發明革除了煅燒工序，但必須放置約一星期後，.才能滿足裝卸運輸的要求，這樣就必須要較大的存放場地。CN021380880.0公開了一種改性磷石膏及其製備的方法。該發明是通過用改性劑改性的磷石膏，經成型後用太陽能進行悶熱處理，或高溫鍛燒。與CN02138799.0—樣，存在如何降低成本，提高生產規模的問題。CN0214i721.0公開了一種用化學石膏制水泥緩凝劑的方法及裝置，用熱氣流對化學石膏在乾燥器中預乾燥後，經煅燒器中煅燒、陳化製得半水石膏，再與PH值為中性或鹼性的化學石膏按重量比0.61:1比例混合經圓盤造粒成球。由於該發明的成球工藝在實際生產中半水石膏用量更要高達50%，不僅生產成本相對較高，而且過多的半水石膏用量導致庫存結塊嚴重；另外圓盤造粒過程僅依靠半水石膏的膠凝作用，致使緩凝球的水分高達18%,不符合水泥廠的要求，影響水泥的磨機產量；還由於半水石膏用量較大，且物料始終處於從高往低的快速拋灑狀態，生產過程粉塵汙染嚴重，生產環境惡劣。
發明內容本發明是在CN02141721.0基礎上的改進和創新，目的在於提供一種以化學石膏為原料的工藝簡單、生產成本低、生產環境良好、低水份含量的用化學石膏擠壓制水泥緩凝球的方法。本發明保留了CN02141721.0利用化學石膏製備水泥緩凝球連續化生產、生產規模大的特點，並對其存在的不足進行了改進和創新。本發明的工藝步驟如下(1)用石灰中和化學石膏至pH》7，並攪拌均勻，獲得改性化學石膏；(2)將所得改性化學石膏和半水石膏按100:6~30重量比混合攪拌均勻，控制混合物料游離水含量為5~11%，pH》7;(3)將混合後的物料直接擠壓成型。上述步驟(2)中所述半水石膏可以由步驟(1)所得產物採用CN02141721.0中公開的方法加工而成。步驟(1)中所述化學石膏可以是磷復肥行業排放的磷石膏或火力發電行業的硫石膏。本發明人在實驗中發現，步驟(2)中半水石膏的摻量比例過低則擠壓出來的緩凝球強度不足，易在運輸、堆積過程中破碎，導致水泥企業無法正常配料，隨著摻量比例加大，緩凝球強度將逐漸增加，當達到一定摻量比例後，緩凝球強度開始增加緩慢，但緩凝球生產成本隨半水石膏的摻量比例加大而呈線性增長，因此，本發明半水石膏的摻量比例優選在100:9~15。在步驟(3)中影響石膏緩凝球正常生產的關鍵因素是改性選擇化學石膏與半水石膏混合物的游離水含量，此游離水含量應低於11%，否則，物料粘性增大，所製成的緩凝球脫模困難，影響連續化生產。由於磷石膏或硫石膏的游離水含量通常不高於17%，因此通過選擇半水石膏的摻量比例可以較容易地控制混合物的游離水含量低於11%。本發明控制步驟(2)所得物料游離水含量優選在8~9%，此含水量不僅有利於緩凝球的脫模，對水泥生產也十分有利。本發明與CN02141721.0所公開的化學石膏制水泥緩凝球工藝相比，由於大幅度降低了半水石膏用量，從而降低了水泥緩凝球的生產成本；採用擠壓成型替代現有圓盤造球工藝，改善了工廠的操作環境；另外，由於成球機理發生改變，產品含水量大幅度下降，質量得到較好的改進，有利於水泥生產，並且通過選擇半水石膏的摻量比例可以較容易地控制混合物的游離水含量，不需對化學石膏原料進行預處理脫水，生產能耗低，更適合大規模生產，可以大量地轉化和消耗化學石膏尤其是磷石膏，減輕環境壓力。具體比較見下表tableseeoriginaldocumentpage6具體實施方式生產工藝流程如圖1如所示。以下所述的實施例中，除特別指明的以外，物料量之比均是指重量比。實施例1:取磷石膏渣場中一部分磷石膏，含自由水分15%，pH=3.5，用佔所取磷石膏實物量的3%的石灰與它混合均勻，將得到的改性磷石膏分流出部分加工成半水磷石膏，再與中和的改性磷石膏攪拌均勻，控制半水磷石膏與改性磷石膏的比例為20:80;兩種磷石膏的混合物在對輥擠壓機中壓製成磷石膏緩凝球，經檢測磷石膏緩凝球當天的抗壓強度為19kg/個，水分為9.35%，pH^7;3天後，抗壓強度增至41kg/個。完全符合水泥緩凝球的質量及儲運要求。實施例2:取磷石膏渣場中一部分磷石膏，含自由水分16%，pH=3，用佔所取磷石膏實物量的3%的石灰與它混合均勻，將得到的改性磷石膏分流出部分加工成半水磷石膏，再與中和的改性磷石膏攪拌均勻，控制半水磷石膏與改性磷石膏的比例為30:70;兩種磷石膏的混合物在對輥擠壓機中壓製成磷石膏緩凝球，經檢測磷石膏緩凝球當天的抗壓強度為18kg/個，水分為8.1%，pH>7;3天後，抗壓強度增至48kg/個。完全符合水泥緩凝球的質量及儲運要求。實施例3:取硫石膏渣場中一部分硫石膏，含自由水分6%，pH=6，用佔所取硫石膏實物量的1%的石灰與它混合均勻，將得到的改性硫石膏其中一部分加工成半水石膏，再與改性硫石膏攪拌均勻，控制半水硫石膏與改性硫石膏的比例為6:94;將兩種硫石膏的混合物在對輥擠壓機中壓製成硫石膏緩凝球，經檢測石膏緩凝球當天的抗壓強度為16kg/個，水分為5.0%，pH》7;3天後，抗壓強度增至38kg/個。符合水泥緩凝球的質量及儲運要求。權利要求1、用化學石膏擠壓制水泥緩凝球的方法，包括以下步驟(1)用石灰中和化學石膏至pH≥7，並攪拌均勻，獲得改性化學石膏；(2)將所得改性化學石膏和半水石膏按100∶6～30重量比混合攪拌均勻，控制混合物料游離水含量為5～11％，pH≥7；(3)將混合後的物料直接擠壓成型。2、根據權利要求1所述的方法，所述的化學石膏是磷石膏或硫石膏。3、根據權利要求1或2所述的方法，其中步驟(2)所述的改性化學石膏和半水石膏重量比為100:9~15。4、根據權利要求1或2所述的方法，其中步驟(2)所得到的改性化學石膏和半水石膏混合物料游離水含量控制在8~9%。全文摘要本發明公開了一種用化學石膏擠壓制水泥緩凝球的方法，其步驟為用石灰中和化學石膏至pH≥7，並攪拌均勻，獲得改性化學石膏；然後將所得改性化學石膏和半水石膏按100∶6～30重量比混合攪拌均勻，控制混合物料游離水含量為5～11％，pH≥7；再將混合後的物料直接擠壓成型。本發明大幅度降低了半水石膏用量，降低了水泥緩凝球的生產成本；採用擠壓成型工廠的操作環境改善；由於成球機理發生改變，產品含水量大幅度下降，有利於水泥生產，適合大規模生產，大量地轉化和消耗化學石膏尤其是磷石膏，減輕環境壓力。文檔編號B28B3/20GK101152737SQ200610159489公開日2008年4月2日申請日期2006年9月26日優先權日2006年9月26日發明者葉麗君,斌周,施晰昕,楊文斌,建潘,石慶忠,羅自力,胡成軍,軍魯申請人:銅陵化學工業集團有限公司