一種由電石渣製備電石渣水泥的方法與流程
2023-05-25 00:07:46
本發明涉及一種由電石渣製備電石渣水泥的方法。
背景技術：
電石渣是電石水解後的殘渣，主要成分是ca(oh)2。我國累積電石渣量已過億噸，將其堆放不僅佔用了大量土地，並且電石渣漿液中水分滲透進入地下水中，造成了土地鹼化和水資源汙染等問題。電石渣經長時間堆放風乾後遇風易起揚塵，給周圍環境帶來了極大的威脅。
生產水泥熟料主要由鈣質矯正劑、矽質矯正劑、鋁質矯正劑及鐵質矯正劑組成。通常，鈣質矯正劑主要為石灰石資源。通過將上述原料按照配比混合磨細後進入預分解窯預熱分解後進入迴轉窯進行煅燒得到水泥熟料，後與緩凝劑混合磨細，即得到水泥產品。採用石灰石為鈣質矯正劑存在著分解溫度高，原料需經五級旋風預熱分解後進入迴轉窯煅燒生成水泥熟料，工藝能耗高。
因此，需要一種電石渣水泥生產，能夠克服了石灰石為原料帶來的弊病。
技術實現要素：
針對上述問題，本發明的目的是提供一種由電石渣製備電石渣水泥的方法。
為達到上述目的，本發明採用如下技術方案：
根據本發明，提供一種由電石渣製備電石渣水泥的方法，包括以下步驟：
步驟一：將電石渣在迴轉窯外部進行脫水乾燥；
步驟二：將鎳鐵渣、砂巖、粉煤灰和經過步驟一處理的電石渣進行混合形成原料；
步驟三：將步驟二中的原料進行擠壓、粉磨；
步驟四：利用迴轉窯和/或分解爐排出的廢氣中的餘熱對原料進行預熱；
步驟五：在迴轉窯中將預熱後的混合料進行燒成；
步驟六：將燒成後的水泥熟料與緩凝劑配比混合後粉磨得到電石渣水泥產品。
進一步地，緩凝劑為天然石膏、脫硫石膏的一種或兩種。
進一步地，步驟一中的電石渣的化學成分重量百分比為：cao65-71wt％，氯離子不高於0.05wt％，鐵矽化合物不高於0.05wt％。優選的，cao66.73-69.23wt％，氯離子0.01-0.03wt％，鐵矽化合物0.02-0.04wt％。
進一步地，步驟二中的粉煤灰的化學成分重量百分比為：sio246-50wt％，al2o334-38wt％。優選的，sio247.845-48.13wt％，al2o335.28-36.705wt％。
進一步地，步驟二中的砂巖的化學成分重量百分比為sio286-92wt％。優選的，sio287.48-89.47wt％。
進一步地，步驟二中的鎳鐵渣的化學成分重量百分比為：sio240-44wt％，fe2o317-21wt％，mgo18-24wt％。優選的，sio241.42-42.22wt％，al2o35.67-5.89wt％，fe2o318.69-19.78wt％，mgo20.02-22.92wt％。
進一步地，步驟二中鎳鐵渣、砂巖、粉煤灰和經過步驟一處理的電石渣按照以下重量份進行混合：鎳鐵渣11.39-12.67重量份、砂巖9.98-10.62重量份、粉煤灰5.87-6.72重量份、電石渣70.67-72.55重量份。
優選地，步驟二中鎳鐵渣、砂巖、粉煤灰和經過步驟一處理的電石渣按照以下重量份進行混合：鎳鐵渣11.45-12.52重量份、砂巖10.01-10.55重量份、粉煤灰5.95-6.65重量份、電石渣70.80-72.51重量份。
優選地，步驟二中鎳鐵渣、砂巖、粉煤灰和經過步驟一處理的電石渣按照以下重量份進行混合：鎳鐵渣11.52-12.43重量份、砂巖10.03-10.46重量份、粉煤灰6.01-6.54重量份、電石渣70.95-72.34重量份。
進一步地，步驟三中原料粉磨後的粒徑小於80μm以上的顆粒佔總質量的90％以上。
進一步地，緩凝劑的添加量是水泥熟料總質量的3-5％。
進一步地，步驟五中煅燒溫度為1370℃-1410℃，煅燒時間為23-33min。
優選地，煅燒溫度為1380℃-1400℃，煅燒時間為25-32min。
優選地，煅燒溫度為1385℃-1405℃，煅燒時間為28-30min。
進一步地，步驟一中將電石渣脫水乾燥至含水量小於1％。
進一步地，鎳鐵渣指的是紅土鎳礦經轉底爐直接還原後在電爐熔分過程中渣鐵分離得到的固體廢棄物。
進一步地，電石渣水泥為一種以電石渣為主要原料生產得到的矽酸鹽水泥。
本發明的有益效果是：
1)本發明的電石渣製備電石渣水泥的方法中將電石渣100％替代石灰石生產電石渣水泥，節約了石灰石資源的開採，降低了溫室氣體的排放。另外，石灰石分解溫度為850攝氏度，而電石渣中ca(oh)2分解溫度僅為580攝氏度。因此，採用電石渣替代石灰石製備電石渣水泥，能夠降低能耗，提高生產效率。
2)將鎳鐵渣應用於製備電石渣水泥，提高了鎳鐵渣資源化利用率。
3)由於電石渣中氯離子含量低(小於0.06％)，以電石渣為主要原料使得迴轉窯尾氣出口結氯現象較輕，能夠實現迴轉窯連續生產。
4)由於電石渣中矽鐵含量低，節約了初始混合料粉磨和水泥熟料粉磨過程時間，設備磨損率較低。
附圖說明
圖1是本發明由電石渣製備電石渣水泥的方法流程圖。
具體實施方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，下面結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
實施例1
在本實施例中，鎳鐵渣、砂巖、粉煤灰和電石渣的化學成分如表1所示。
如圖1所示，在步驟100中，將電石渣在迴轉窯外部進行脫水，乾燥至電石渣含水量小於1％。在步驟200中，將11.39重量份鎳鐵渣、10.19重量份砂巖、5.87重量份粉煤灰和72.55重量份乾燥後的電石渣進行混合成混合料；在步驟s103中，將混合料擠壓、粉磨，最終使混合料粉磨後的粒徑小於80μm以上的顆粒佔總質量的90％以上。在步驟s104中，採用幹磨幹燒工藝進行煅燒，幹磨幹燒工藝預熱分解過程採用三級旋風預熱分解系統，幹磨幹燒工藝包括以下步驟：
步驟400中，利用迴轉窯和/或分解爐排出的廢氣中的餘熱對混合料進行預熱分解，使混合料預熱及部分ca(oh)2分解；
步驟500中，在迴轉窯中將預熱後的混合料進行水泥熟料的燒成，在迴轉窯中ca(oh)2進一步分解並發生固相反應，生成水泥熟料中所需的各種礦物；煅燒溫度為1370℃，煅燒時間為33分鐘；
步驟600中，將燒成後的水泥熟料中加入佔總質量比例為5％的天然石膏作為緩凝劑，混合後粉磨至適宜細度。
最終製備得到電石渣水泥產品。
表1鎳鐵渣、砂巖、粉煤灰和電石渣的化學成分，wt％
實施例2
在本實施例中，鎳鐵渣、砂巖、粉煤灰和電石渣的化學成分如表2所示。
如圖1所示，採用實施例1的方法製備電石渣水泥，區別在於：鎳鐵渣、砂巖、粉煤灰、電石渣按照以下重量份數進行混合：鎳鐵渣11.99重量份、砂巖10.62重量份、粉煤灰6.72重量份、電石渣70.67重量份；緩凝劑為脫硫石膏，添加比例為佔水泥熟料總質量的3％，煅燒溫度為1410℃，煅燒時間為23分鐘。
表2鎳鐵渣、砂巖、粉煤灰和電石渣的化學成分，wt％
實施例3
在本實施例中，鎳鐵渣、砂巖、粉煤灰和電石渣的化學成分如表3所示。
如圖1所示，採用實施例1的方法製備水泥熟料，區別在於：鎳鐵渣、砂巖、粉煤灰、電石渣按照以下重量份數進行混合：鎳鐵渣12.67重量份、砂巖9.98重量份、粉煤灰6.13重量份、電石渣71.22重量份；緩凝劑為天然石膏和脫硫石膏的混合產物，添加比例為佔水泥熟料總質量的4％，其中，天然石膏與脫硫石膏的質量比為1，煅燒溫度為1390℃，煅燒時間為29分鐘。
表3鎳鐵渣、砂巖、粉煤灰和電石渣的化學成分，wt％
比較例
採用本領域常見的方法製備的電石渣水泥，其中緩凝劑為天然石膏，加入量為佔水泥熟料的總質量比例為3％。
其中本發明的實施例中的loi表示燒失量，鐵矽化合物為高溫下形成的不同價態的鐵矽化合物，即fexsiy。
實施例1-3製備的電石渣水泥的相關理化性能檢測結果如表4所示。
表4本發明製備的電石渣水泥的工藝參數及檢測結果
從表4中可以看出，採用本發明的方法製備的電石渣水泥與傳統方法製備的電石渣水泥的性能相近，並且在抗壓強度等多方面更優於傳統方法製備的電石渣水泥。本發明採用三級旋風預熱分解系統，而傳統水泥製備方法中採用五級旋風預熱分解系統，因此本發明降低了能耗。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，並非用來限定本發明的實施範圍；如果不脫離本發明的精神和範圍，對本發明進行修改或者等同替換，均應涵蓋在本發明權利要求的保護範圍當中。