專利名稱：：一種利用燒結煙氣脫硫石膏生產礦渣水泥的方法
技術領域：
：本發明涉及一種礦渣水泥的制備方法，屬于建材
技術領域：
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背景技術：
：鋼鐵工業產生S02的污染源主要為燒結工序，燒結工藝過程產生的S02排放量約占鋼鐵企業年排放量40%60%，控制燒結機生產過程S02的排放，是鋼鐵企業S02污染控制的重點。隨著燒結礦產量大幅度增加和燒結機的大型化發展，單機廢氣量和S02排放量隨之增大，控制燒結機煙氣S(V污染勢在必行。因此，加快實施燒結煙氣脫硫，減排S02，是鋼鐵工業環境治理急需解決的重要問題，這將對改善我國乃至全球的生態環境產生重大的影響。燒結煙氣脫硫(FGD)石膏，是指采用濕式石灰石一石膏法工藝技術對燒結機所排放煙氣中的二氧化硫進行脫除過程產生的副產品。脫硫石膏的主要成分是結晶硫酸鈣(CaSCV2H20)，顏色微黃，其酸堿度與天然石膏相當，呈中性或略偏堿性。化學成分和天然石膏相近，其CaS04+CaSCV2H20含量一般在90%以上，天然石膏的CaS04+CaSCV2H20含量一般在70%80%范圍。脫硫石膏如不加以利用，不但需要資金和土地建造堆場，而且還污染環境。高爐礦渣是冶煉生鐵時從高爐中排除的副產品。從化學成分看，高爐礦渣是屬于硅酸鹽質材料。高爐熔渣經水淬急冷，來不及形成礦物結晶而把其中的化學能儲存于形成的玻璃體中，因而具有較高的潛在活性。當磨細以后，在水泥熟料礦物的水化產物、石灰、石膏等激發劑作用下，它與水作用可生成水化硅酸鹽等水化產物，具有硬性。高爐礦渣用于水泥混合材料，生產礦渣水泥，可以節約水泥熟料在水泥中的用量，不但降低水泥的生產成本，而且由于水泥熟料需要煅燒至1350145(TC的高溫,減少了水泥熟料在水泥中的用量，從而節約了煤電等能源，減少了土地資源和礦產資源的開采,減少了排放的廢氣，具有良好的社會效益。中國專利文件CN1149562(申請號95119002.4)高強鋼渣礦渣水泥，采用35-45%的礦渣、35-57%的鋼渣、5-20%的硅酸鹽水泥熟料和3-8%的石膏混磨而成，所產水泥標號625#。
發明內容為解決鋼鐵生產中S02治理的副產物燒結煙氣脫硫(FGD)石膏的再利用問題^本發明提供一種礦渣水泥及其制備方法。發明概述本發明研究發現，燒結煙氣脫硫(FGD)石膏在不影響礦渣水泥強度的情況下可以替代天然石膏用作水泥的緩凝劑，或者將脫硫石膏摻人水泥基材料中作為激發劑使用，使用脫硫石膏作水泥緩凝劑是非常有效的將廢物資源化的途徑，可以創造良好的經濟、社會和環境效益。經石灰石一石膏濕法處理燒結煙氣后所得副產物的燒結煙氣脫硫石膏含10%左右的游離水，本發明首次提出了一種燒結煙氣脫硫石膏的熱處理方法，以使燒結煙氣脫硫石膏能作為水泥緩凝劑，在不影響礦渣水泥性能的前提下成功應用于礦渣水泥的生產。發明詳述一種礦渣水泥，其特征在于以燒結煙氣脫硫石膏作為緩凝劑，與硅酸鹽水泥熟料和高爐礦渣組成。以上所述的燒結煙氣脫硫石膏是將濕態的燒結煙氣脫硫石膏在9010(TC進行熱處理，使燒結煙氣脫硫石膏的游離水含量在4%以下，再將大塊石膏破碎至20mm以下。上述的礦渣水泥，組分重量百分比如下高爐礦渣40%60%，硅酸鹽水泥熟料34%56%，燒結煙氣脫硫石膏4%6%。上述的礦渣水泥，各組分分別磨碎至勃氏比表面積360450m"kg混合而得，或者，各組分先混合再磨碎至勃氏比表面積360450m々kg。一種礦渣水泥的制備方法，步驟如下(1)利用鋼鐵企業余熱鍋爐產生的蒸汽作為熱源，對濕態的燒結煙氣脫硫石膏在90IOO'C進行熱處理，干燥脫水，使燒結煙氣脫硫石膏的游離水含量在4%以下，再將大塊石膏破碎至20mm以下，(2)將步驟(1)經破碎后的燒結煙氣脫硫石膏作為緩凝劑與硅酸鹽水泥熟料、高爐礦渣按以下重量比配料高爐礦渣40%60%，硅酸鹽水泥熟料34%56%，燒結煙氣脫硫石膏4%6%，(3)將步驟(2)的配料中的組份放入球磨機共同混磨，磨碎至勃氏比表面積在360450m2/kg，或者將步驟(2)的配料中的各組份分別磨碎至勃氏比表面積在360450mVkg再在混合器中混勻，即得。磨好的礦渣水泥經包裝、檢驗后即可出廠。所得礦渣水泥標號可為325#或425#礦渣水泥。添加燒結煙氣脫硫石膏的礦渣水泥性能優良，不僅實現廢物資源的綜合利用，保護環境，還進一步節約成本，增加經濟效益。本發明的礦渣水泥，充分利用了燒結煙氣脫硫石膏在水泥中的緩凝性，同時又充分發揮了高爐礦渣粉的水硬活性，使水化反應加快，且進行得充分，因此這種礦渣水泥凝結時間適中，力學強度性能好。且由于這種礦渣水泥力學強度好，微膨脹，抗滲水性好，耐腐蝕，水化熱低，和易性好等優點，可以滿足絕大部分的土木工程要求。本發明最突出的特點在于高效利用了鋼鐵企業的固體廢棄物，充分反映了變廢為寶，發展循環經濟的特點，且生產工藝簡單，水泥生產成本顯著降低，經濟效益、社會效益和環境效益顯著。具體實施例方式下面結合實施例對本發明做進一步說明，但不限于此。實施例中所用的硅酸鹽熟料為525#普通硅酸鹽水泥熟料(表l-2中簡稱硅酸鹽熟料)，高爐礦渣為經粒化水淬處理的高爐礦渣，燒結煙氣脫硫石膏為石灰石一石膏法處理的燒結煙氣脫硫石膏(表1-2中簡稱脫硫石膏)。各原料的化學成分如表l所示。表原料化學成分含量表(質量百分比％)<table>complextableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>實施例l:礦渣水泥及其制備方^^，步驟如下(1)利用鋼鐵企業余熱鍋爐產生的蒸汽作為熱源，對濕態的燒結煙氣脫硫石膏在98'C進行熱處理，干燥脫水，使燒結煙氣脫硫石膏的游離水含量在3%，再將大塊石膏破碎至20mm以下，(2)將步驟(1)經破碎后的燒結煙氣脫硫石膏作為緩凝劑與525弁普通硅酸鹽水泥熟料、經粒化水淬處理的高爐礦渣按以下重量比配料高爐礦渣50%，硅酸鹽水泥熟料46%,燒結煙氣脫硫石膏4%，(3)將步驟(2)的配料中的組份放入球磨機共同混磨，磨碎至勃氏比表面積在360450m2/kg,即得。產品編號:l，性能列于表2中。實施例2:制備方法同實施例l，所不同的是配料為高爐礦渣40%，硅酸鹽水泥熟料56%，燒結煙氣脫硫石膏4%，產品編號:2，性能列于表2中。實施例3:制備方法同實施例l，所不同的是配料為高爐礦渣60%，硅酸鹽水泥熟料35%，燒結煙氣脫硫石膏5%，產品編號:3，性能列于表2中。實施例4:礦渣水泥及其制備方法，步驟如下(1)利用鋼鐵企業余熱鍋爐產生的蒸汽作為熱源，對濕態的燒結煙氣脫硫石膏在ioo'C進行熱處理，干燥脫水，使燒結煙氣脫硫石膏的游離水含量在2%，再將大塊石膏破碎至20mm以下，(2)將步驟(1)經破碎后的燒結煙氣脫硫石膏作為緩凝劑與525井普通硅酸鹽水泥熟料、經粒化水淬處理的高爐礦渣按以下重量比配料高爐礦渣50%，硅酸鹽水泥熟料45%，燒結煙氣脫硫石膏5%，(3)將步驟(2)的配料中的各組份分別磨碎至勃氏比表面積在360450m々kg在混合器中混勻，即得。產品編號:4，性能列于表2中。實施例5:制備方法同實施例4，所不同的是配料為高爐礦渣60%，硅酸鹽水泥熟料34%，燒結煙氣脫硫石膏6%，產品編號:5，性能列于表2中。實施例6:制備方法同實施例4，所不同的是配料為高爐礦渣50%，硅酸鹽水泥熟料44%，燒結煙氣脫硫石膏6%，產品編號:6，性能列于表2中。表2中產品性能的檢測方法按國際標準。表2礦渣水泥應用實例性能檢測數據<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>權利要求1、一種礦渣水泥，其特征在于，以燒結煙氣脫硫石膏作為緩凝劑，與硅酸鹽水泥熟料和高爐礦渣組成。2、如權利要求l所述的礦渣水泥，其特征在于，所述的燒結煙氣脫硫石膏是對濕態的燒結煙氣脫硫石膏在9010CTC進行熱處理，使燒結煙氣脫硫石膏的游離水含量在4%以下，再將大塊石膏破碎至20mm以下。3、如權利要求1或2所述的礦渣水泥，其特征在于，組分重量百分比如下高爐礦渣40%60%，硅酸鹽水泥熟料34%56%，燒結煙氣脫硫石膏4%6%。4、如權利要求1或2所述的礦渣水泥，其特征在于，各組分分別磨碎至勃氏比表面積360450n^/kg混合而得，或者，各組分先混合再磨碎至勃氏比表面積360450m"kg。5、一種礦渣水泥的制備方法，步驟如下G)利用鋼鐵企業余熱鍋爐產生的蒸汽作為熱源，對濕態的燒結煙氣脫硫石膏在90100。C進行熱處理，干燥脫水，使燒結煙氣脫硫石膏的游離水含量在4%以下，再將大塊石膏破碎至20隱以下，(2)將步驟(1)經破碎后的燒結煙氣脫硫石膏作為緩凝劑與硅酸鹽水泥熟料、高爐礦渣按以下重量比配料高爐礦渣40%60%，硅酸鹽水泥熟料34%56%，燒結煙氣脫硫石膏4%6%,(3)將步驟(2)的配料中的組份放入球磨機共同混磨，磨碎至勃氏比表面積在360450m2/kg,或者將步驟(2)的配料中的各組份分別磨碎至勃氏比表面積在360450m々kg在混合器中混勻，即可。6、根據權利要求5所述的礦渣水泥的制備方法，其特征在于，所得產品是325"或425"標號的礦渣水泥。全文摘要本發明涉及一種利用燒結煙氣脫硫石膏生產礦渣水泥的方法，將經熱處理的燒結煙氣脫硫石膏應用于礦渣水泥的制備，高爐礦渣40％～60％，硅酸鹽水泥熟料34％～56％，燒結煙氣脫硫石膏4％～6％，放入球磨機共同混磨，或者各種物料單獨混磨后，再按比例進行配比、混勻，磨碎至勃氏比表面積在360～450m²/kg，即可生產325^#和425^#標號的礦渣水泥。添加燒結煙氣脫硫石膏的礦渣水泥性能優良，不僅實現廢物資源的綜合利用，保護環境，還進一步節約成本，增加經濟效益。文檔編號C04B7/21GK101172789SQ20071011391公開日2008年5月7日申請日期2007年10月17日優先權日2007年10月17日發明者劉智偉,孫業新,孫慶亮,李志峰,丹江,種振宇,管山吉,董曉春,倩許,錢傳亭申請人:萊蕪鋼鐵集團有限公司