專利名稱：高活性水泥礦物形成促進(jìn)劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑材料領(lǐng)域，特別涉及一種高活性水泥礦物形成促進(jìn)劑，適用于新型干法水泥生產(chǎn)。
背景技術(shù)：
加速或改善水泥礦物形成的添加劑，如水泥礦化劑、生料活化劑等，國(guó)內(nèi)外已有大量的研究，并有大量文獻(xiàn)。這些文獻(xiàn)中的主要技術(shù)內(nèi)容為1.水泥礦物形成的礦化劑水泥熟料燒成是固液相反應(yīng)過(guò)程，反應(yīng)速度慢、溫度高，而且CaCO3分解和液相形成需要消耗大量的能量，同時(shí)影響熟料的產(chǎn)量和質(zhì)量。礦化劑的引入，能加速液相產(chǎn)生，促進(jìn)C3S形成，改善生料易燒性，提高熟料的產(chǎn)量和質(zhì)量，降低能耗。
2.礦化劑中，可摻加含有高溫晶相物質(zhì)的工業(yè)固體廢棄物，如鋼渣作為晶種。還有的是摻加螢石等含有F、S、P礦化作用的物質(zhì)，起礦化作用。
但是一般礦化劑在生料中摻量少(1～3％)，不易混合均勻，易造成局部結(jié)大塊，影響熟料質(zhì)量和生產(chǎn)工藝穩(wěn)定性。同時(shí)對(duì)工業(yè)廢渣均沒有強(qiáng)化活化處理，其晶種和改性效果不顯著。如涉及一種由含硅酸鈣的工業(yè)副產(chǎn)物和石膏組成的水泥礦化劑(專利申請(qǐng)?zhí)?4111660.3)，在其生產(chǎn)過(guò)程中石膏、鋼渣與生料一起入磨，由于物質(zhì)之間易磨性相差較大，鋼渣細(xì)度難以達(dá)到水泥晶種的要求，導(dǎo)致該礦化劑不能滿足晶種和礦化劑的作用要求；而在配料過(guò)程中，對(duì)于摻量較大的鋼渣，沒有替代相應(yīng)原料，容易造成生料率值變化。又如涉及一種用于機(jī)立窯水泥生產(chǎn)中的生料多元活化劑(專利申請(qǐng)?zhí)?0112032.8)，其由鋼渣或熟料、螢石和石膏組成，同樣沒有考慮物質(zhì)的細(xì)度，而且沒有給出這種活化劑在生料中的摻量及其適用的生料率值范圍，在生料配料時(shí)，由于使用鋼渣完全替代鐵質(zhì)原料，且鋼渣摻量不高，因此造成生料鐵率偏低，燒成時(shí)液相粘度增大，不能滿足工業(yè)化大穩(wěn)定生產(chǎn)的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高活性水泥礦物形成促進(jìn)劑，該促進(jìn)劑適用于新型干法水泥生產(chǎn)，在水泥生產(chǎn)中可降低燒成溫度，拓寬燒成范圍，提高熟料質(zhì)量和產(chǎn)量，并節(jié)約能源和資源，減少水泥工業(yè)的環(huán)境負(fù)荷。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是高活性水泥礦物形成促進(jìn)劑由晶種活化劑和高鈣載體混合而成，其重量配比為晶種活化劑1～3份、高鈣載體8～24份。其中，晶種活化劑的組份及重量含量為鋼渣40～80％，礦化劑20～60％。
本發(fā)明提供的促進(jìn)劑具有突出的效果，主要有突出體現(xiàn)了晶種和礦化作用，能顯著改善生料易燒性，降低燒成溫度，拓寬燒成范圍，提高熟料中C3S含量和活性，從而提高產(chǎn)量和質(zhì)量，同時(shí)可以節(jié)約資源和能源，降低環(huán)境負(fù)荷，具有較好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
上述效果的取得，主要依賴于本發(fā)明采用了有別于現(xiàn)有技術(shù)不同的技術(shù)方案。
1.鋼渣中主要礦物成分為α-C2S、β-C2S、γ-C2S、C3S、C4AF、C3A和C12A7以及含硫硅酸二鈣等，與水泥熟料有相似的礦物組成，而且煉鋼時(shí)溫度高于水泥燒成溫度，其中硅酸鹽礦物晶體已形成，因急冷晶格缺陷較多，具有較高的物理潛能和化學(xué)反應(yīng)活性，可以作為非熟料晶種，具備“誘導(dǎo)結(jié)晶”功能，再經(jīng)過(guò)磨細(xì)加工，使顆粒尺寸減小，表面活性提高，在水泥燒成中晶種效應(yīng)更突出，C3S形成速度和結(jié)晶程度以及熟料質(zhì)量均有所提高。
2.經(jīng)過(guò)活化處理的鋼渣與礦化劑復(fù)合成的活化劑，綜合體現(xiàn)了晶種和礦化兩種作用，比一般礦化劑更顯著地改善生料易燒性，降低燒成溫度，而且拓寬燒成范圍，提高了熟料活性，同時(shí)因?yàn)榈V化劑在生料中摻量相對(duì)減少，降低了氟硫?qū)Νh(huán)境的副作用。
3.在水泥燒成促進(jìn)劑中，用鋼渣、礦渣和高鈣灰作為載體材料，其中CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3總含量大于60％，可以減少一次性原料石灰石、粘土和鐵粉的用量，節(jié)約資源。在生料中摻入5～12％的本促進(jìn)劑，可以部分或全部取代鐵粉，減少2～6％的石灰石和1～4％的粘土。
4.高鈣載體中高活性CaO含量高，可以相對(duì)減少CaCO3分解所需能量，降低熟料熱耗，減少配煤量，節(jié)約能源。同時(shí)活性氧化鈣減少了CO2排放，降低環(huán)境負(fù)荷，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
5.在生料中加入本促進(jìn)劑可以適當(dāng)提高石灰飽和系數(shù)，增加熟料中C3S含量和活性，從而提高熟料的質(zhì)量和產(chǎn)量。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明涉及一種高活性水泥礦物形成促進(jìn)劑，其由晶種活化劑和高鈣載體混合而成，它們的重量配比為晶種活化劑1～3份、高鈣載體8～24份(見附表一)。其中，晶種活化劑的組份及重量含量為鋼渣40～80％，礦化劑20～60％(見附表二)。
上述晶種活化劑可由以下方法制成將鋼渣和礦化劑按比例配制，用振動(dòng)磨進(jìn)行磨細(xì)活化，細(xì)度為450～550m2/kg。所述晶種活化劑中礦化劑的化學(xué)組成為SiO23.0～4.0％，Al2O30.6～0.8％，F(xiàn)e2O30.3～0.5％，CaO 20～25％，SO320～25％，P2O30.5～0.8％，CaF245～50％；該礦化劑可由化學(xué)物質(zhì)或工業(yè)廢棄物配制而成。
上述高鈣載體可采用鋼渣、礦渣、高鈣灰等含鈣量高的工業(yè)廢渣的一種或幾種，其CaO含量為10～50％，細(xì)度為350～450m2/kg。
本促進(jìn)劑在水泥生料中的摻量為5～12％，其適用的水泥生料率值范圍為KH＝0.88～0.98、n＝2.0～3.0、p＝1.2～1.8。生料配比根據(jù)率值和原材料化學(xué)成分以及本促進(jìn)劑摻量計(jì)算，將本促進(jìn)劑中高鈣載體作為一種原材料，其各氧化物含量計(jì)入生料。
下面結(jié)合具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
實(shí)施例10.8kg的鋼渣與0.2kg礦化劑(化學(xué)組成為SiO23.1％，Al2O30.65％，F(xiàn)e2O30.35％，CaO 23.2％，SO323.5％，P2O30.7％，CaF248.5％)復(fù)合磨細(xì)，制成活化劑，細(xì)度為450m2/kg，再與細(xì)度為350m2/kg的高鈣灰4kg混合均勻，摻入95kg的生料中，水泥生料率值為KH＝0.88、n＝2.0、p＝1.2。
實(shí)施例20.4kg的鋼渣與0.6kg礦化劑(化學(xué)組成為SiO23.6％，Al2O30.8％，F(xiàn)e2O30.45％，CaO 21.6％，SO324.8％，P2O30.5％，CaF248.25％)復(fù)合磨細(xì)，制成活化劑，細(xì)度為550m2/kg，再與細(xì)度為450m2/kg礦渣粉11kg混合均勻，摻入88kg的生料中，水泥生料率值為KH＝0.98、n＝3.0、p＝1.8。
實(shí)施例30.6kg的鋼渣與0.4kg礦化劑(化學(xué)組成為SiO23.9％，Al2O30.72％，F(xiàn)e2O30.42％，CaO 23.9％，SO320.6％，P2O30.76％，CaF249.7％)復(fù)合磨細(xì)，制成活化劑，細(xì)度為500m2/kg，再與細(xì)度為400m2/kg鋼渣粉7kg混合均勻，摻入92kg的生料中，水泥生料率值為KH＝0.94、n＝2.5、p＝1.5。
附表一高活性水泥礦物形成促進(jìn)劑的配方(重量份) 附表二晶種活化劑配方
權(quán)利要求
1.一種高活性水泥礦物形成促進(jìn)劑，其特征在于所述的促進(jìn)劑由晶種活化劑和高鈣載體混合而成，其重量配比為晶種活化劑1～3份、高鈣載體8～24份，其中晶種活化劑的組份及重量含量為鋼渣40～80％，礦化劑20～60％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的促進(jìn)劑，其特征在于晶種活化劑由以下方法制成將鋼渣和礦化劑按比例配制，用振動(dòng)磨進(jìn)行磨細(xì)活化，細(xì)度為450～550m2/kg。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的促進(jìn)劑，其特征在于晶種活化劑中礦化劑的化學(xué)組成為SiO23.0～4.0％，Al2O30.6～0.8％，F(xiàn)e2O30.3～0.5％，CaO 20～25％，SO320～25％，P2O30.5～0.8％，CaF245～50％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的促進(jìn)劑，其特征在于所述的礦化劑，由化學(xué)物質(zhì)或工業(yè)廢棄物配制而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的促進(jìn)劑，其特征在于高鈣載體為鋼渣、礦渣和高鈣灰的一種或幾種，其CaO含量為10～50％，細(xì)度為350～450m2/kg。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的促進(jìn)劑，其特征在于促進(jìn)劑在水泥生料中的摻量為5～12％，其適用的水泥生料率值范圍為KH＝0.88～0.98、n＝2.0～3.0、p＝1.2～1.8。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種適用于新型干法水泥生產(chǎn)的高活性水泥礦物形成促進(jìn)劑，該促進(jìn)劑由晶種活化劑和高鈣載體混合而成，其重量配比為晶種活化劑1～3份、高鈣載體8～24份，其中晶種活化劑的組分及重量含量為鋼渣40～80％，礦化劑20～60％。本發(fā)明提供的促進(jìn)劑具有突出的效果，主要有突出體現(xiàn)了晶種和礦化作用，能顯著改善生料易燒性，降低燒成溫度，拓寬燒成范圍，提高熟料中C
文檔編號(hào)C04B7/42GK1603269SQ200410060909
公開日2005年4月6日 申請(qǐng)日期2004年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月27日
發(fā)明者馬保國(guó), 許嬋娟, 穆松, 李葉青, 胡貞武 申請(qǐng)人:武漢理工大學(xué)