專利名稱：用于水泥中的鈦石膏和秸稈黑灰處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是用于水泥中的鈦石膏和秸稈黑灰處理方法。這里所說的鈦石膏，是指由鈦白粉廠生產(chǎn)二氧化鈦產(chǎn)品中排出的廢渣。這種廢渣中，除了含有大量CaS042H20外，還含有相當(dāng)高的含水硫酸鐵或氫氧化鐵，這當(dāng)中的鐵主要是以低價(jià)的亞鐵形式存在，除此，還含有少量的二氧化鈦等雜質(zhì)；這里所說的秸稈黑灰是指以稻稈、麥稈和其它植物桿子以及稻殼等可燃物在燃燒中產(chǎn)生的還含有較高的可燃成分的黑色灰，這里簡(jiǎn)稱為秸稈黑灰，這種秸稈黑灰中含有的可燃物成分以燒失量計(jì)是等于或大于10%。
背景技術(shù)：
石膏作為水泥組成成分之一，具有加速水泥水化促使水泥水化凝結(jié)的功能，它通過水和水泥中鈣以及鋁等共同作用，形成水化鈣礬石。水化鈣礬石這種礦物具有較高的強(qiáng)度和良好的粘結(jié)能力；但水化鈣礬石的形成和存在，特別是多硫型的水化鈣礬石的形成、形成速度和存在，要求的條件就比較苛刻。這條件就是石膏中的硫酸根形成離子團(tuán)的速度和形成時(shí)間，能和水泥中鈣和鋁與水結(jié)合共同形成離了團(tuán)的速度要很好的吻合，并且多硫型的水化鈣礬石只有在常溫條件下才能形成，才能存在。但多硫型的水化鈣礬石的形成會(huì)造成水泥漿體膨脹，在SO3用量過多或者多硫型的水化鈣礬石形成期和水泥漿體硬化期偶合不當(dāng)，對(duì)已經(jīng)硬化的水泥漿體來說，膨脹以致造成水泥石被破壞。因此對(duì)石膏以SO3計(jì)在水泥中用量，早就有大量的研究，并有明確的BG規(guī)定。但是，至于石膏的結(jié)晶形態(tài)對(duì)水泥水化的影響研究就很少了，研究石膏溶解的硫酸根離子和^ 溶解的硅酸根離子互相結(jié)合關(guān)系，來共同對(duì)水化鈣礬石的形成做出貢獻(xiàn)，對(duì)水化硅酸鈣形成做出貢獻(xiàn)就更少了。很少或者是更少，說明還是有的，如水泥和砼研究雜志Cement and Concrete Research (2010) 851-866]中，有關(guān)以水泥材料為基礎(chǔ)的C_S_H微結(jié)晶相和結(jié)晶相依賴于溫度的函數(shù)關(guān)系，就談到水泥水化中，各種陰離子與陰離子團(tuán)和陽離子與陽離子團(tuán)形成和它們之間關(guān)系，以及它們之間互相互換和結(jié)合條件。但是，文章中僅僅敘述一些現(xiàn)象，并未涉及到具體做法，更未談到對(duì)原材料如何加工處理比較好。本發(fā)明利用鈦石膏和秸稈黑灰這兩種廢渣固有的特性，設(shè)置了合適的加工工藝，生產(chǎn)出來的處理鈦石膏，用于水泥生產(chǎn)中，既用來作為水泥凝結(jié)劑，也極大地改善水泥水化產(chǎn)物的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出的是一種用于水泥生產(chǎn)中的鈦石膏和秸稈黑灰處理方法，旨在開發(fā)鈦石膏和秸稈黑灰一種新的開發(fā)應(yīng)用途徑。通過這種開發(fā)應(yīng)用的途徑，既解決了單獨(dú)用鈦石膏作為水泥凝結(jié)劑時(shí)，因水分過高，實(shí)際使用中有很多難以克服的困難，不便使用；又解決了單獨(dú)用鈦石膏作為水泥凝結(jié)劑時(shí)，會(huì)因質(zhì)量不穩(wěn)定，使用中會(huì)有許許多多弊病產(chǎn)生，而不敢使用。又由于秸稈黑灰內(nèi)含有較高的可燃成分。這種可燃成分，既充當(dāng)了燃料；又在此環(huán)境中，被完全燃燒了的可燃物的灰分更是處理鈦石膏中很有用的組成成分， 從而不僅解決了秸稈黑灰出路問題，更重要的是秸稈黑灰也成為處理鈦石膏生產(chǎn)中不可缺少的原料。本發(fā)明的技術(shù)解決方案用于水泥中的鈦石膏和秸稈黑灰處理方法，其特征是該方法包括如下工藝步驟
一、取原材料鈦石膏和含有燒失量大于10%的秸稈黑灰；
二、配料與成形
(1)配料，1)測(cè)試所用的原鈦石膏的I3h值，若原鈦石膏中的I3h值在9以下，則用占原鈦石膏重量7-10%的電石渣，用該電石渣與鈦石膏攪拌至鈦石膏的I3h值達(dá)到9或9以上，與電石渣攪拌混合以后的鈦石膏，簡(jiǎn)稱為混合鈦石膏；若原鈦石膏I3h值在9或9以上也稱為混合鈦石膏；2)混合鈦石膏和含有燒失量大于10%的秸稈黑灰混合，其混合的重量比例為 75土5 25±5，混合成均勻物料；
(2)成形，一用制磚機(jī)將混合均勻物料制成磚塊狀，二用成球盤將物料制成球狀；
三、焙燒1)磚塊狀物料用燒磚窯燒，磚塊狀物料大小為60mmX120mmXM0mm，燒成溫度達(dá)攝氏810土50°C ；2)球狀物料用旋轉(zhuǎn)窯燒，球狀物料的粒徑5-15mm，燒成溫度達(dá)攝氏 810土 50 "C。測(cè)試數(shù)據(jù)用的物料，是從窯中不同位置取的料混合起來，取有代表性的平均樣進(jìn)行檢驗(yàn)(測(cè)試數(shù)據(jù)列于表中)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)1)由實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)展示，本發(fā)明生產(chǎn)出來的產(chǎn)品一處理鈦石膏， 作為水泥凝結(jié)劑應(yīng)用，效果顯著同樣生產(chǎn)條件下，不論與用純天然二水石膏作為水泥凝結(jié)劑的測(cè)試樣比較，還是與原樣鈦石膏作為水泥凝結(jié)劑的測(cè)試樣比較，水化凝結(jié)時(shí)間稍有縮短，從而說明處理鈦石膏能加速水泥水化。水化速度的加快，就促進(jìn)水泥水化強(qiáng)度較快的增長(zhǎng)，因此，在表中比較同一水化期的樣品中，以用處理鈦石膏作為水泥凝結(jié)劑的測(cè)試樣，強(qiáng)度最高；水化速度加快，在水泥中顯示的原因，就是構(gòu)成水泥的顆粒，通過水的作用，分散溶解、聚合結(jié)晶、沉淀凝結(jié)的速度加快。這當(dāng)中，后一個(gè)過程，會(huì)劇烈的影響前一個(gè)過程，反過來，前一個(gè)過程的發(fā)展又會(huì)促使后一個(gè)過程加快，如，分散溶解的速度加快，溶液中要結(jié)合的離子處于完全飽和或過飽和狀態(tài)，就促使聚合結(jié)晶和沉淀凝結(jié)的速度加快，而聚合結(jié)晶和沉淀凝結(jié)的速度加快，就會(huì)極大的減少溶液中的離子濃度，從而使相應(yīng)的顆粒分散溶解速度加快。與硅酸鹽水泥熟料和某些有水硬性材料相比，處理鈦石膏有著較快的溶解速度，溶解后，在溶液中形成飽和狀態(tài)的硫酸根離子或離子團(tuán)，或部分硅酸根取代流酸根形成的離子或離子團(tuán)，要比由硅酸鹽水泥熟料和其它成分，在溶液中水解形成對(duì)應(yīng)的離子或離子團(tuán)要略有超前。這樣，由處理鈦石膏水解出來的成分能很快和由硅酸鹽水泥熟料和某些有水硬性材料，溶解形成的離子或離子團(tuán)結(jié)合成結(jié)晶水化物沉淀，不僅如此，還能形成較為理想的結(jié)晶水化物沉淀。為此，用處理鈦石膏作水泥凝結(jié)劑，能加快水泥水化速度，提高水泥水化強(qiáng)度，改善水泥性能。2)，將處理鈦石膏和原狀鈦石膏或天然二水石膏混合起來應(yīng)用，在同樣的SO3含量情況下，水泥凝結(jié)時(shí)問隨著處理鈦石膏用量比例增加被縮短的凝結(jié)時(shí)問就增加，根據(jù)這一特點(diǎn)，可以按照實(shí)際需要，應(yīng)用處理鈦石膏和其它二水石膏以不同的比例對(duì)水泥凝結(jié)時(shí)問進(jìn)行調(diào)節(jié)。3)實(shí)用展示，處理鈦石膏的開發(fā)，有著較好的壞境效益。處理鈦石膏的開發(fā)，解決了有關(guān)鈦白粉廠家，因堆放鈦石膏廢渣，占領(lǐng)土地，污染環(huán)境的頭痛問題解決了產(chǎn)生秸稈黑灰的廠家，由于秸稈黑灰沒有出路發(fā)愁的問題；并且在生產(chǎn)處理鈦石膏工藝中，除了燒窯過程中，由于燃燒有CO2氣體排出外，沒有產(chǎn)生其它污染。
具體實(shí)施例方式
下表是具體實(shí)施例
權(quán)利要求
1.用于水泥中的鈦石膏和秸稈黑灰處理方法，其特征是該方法包括如下工藝步驟一、取原材料鈦石膏和含有燒失量大于10%的秸稈黑灰；二、配料與成形(1)配料，1)測(cè)試所用的原鈦石膏的I3h值，若原鈦石膏中的I3h值在9以下，則用占原鈦石膏重量7-10%的電石渣，用該電石渣與鈦石膏攪拌至鈦石膏的I3h值達(dá)到9或9以上，與電石渣攪拌混合以后的鈦石膏，簡(jiǎn)稱為混合鈦石膏；若原鈦石膏I3h值在9或9以上也稱為混合鈦石膏；2)混合鈦石膏和含有燒失量大于10%的秸稈黑灰混合，其混合的重量比例為 75土5:25土5，混合成均勻物料；(2)成形，一用制磚機(jī)將混合均勻物料制成磚塊狀，二用成球盤將物料制成球狀；三、焙燒1)磚塊狀物料用燒磚窯燒，磚塊狀物料大小為60mmX120mmXM0mm，燒成溫度達(dá)攝氏810土50°C ；2)球狀物料用旋轉(zhuǎn)窯燒，球狀物料的粒徑5-15mm，燒成溫度達(dá)攝氏 810土 50 "C。
全文摘要
本發(fā)明是用于水泥中的鈦石膏和秸稈黑灰處理方法，工藝包括一、取原材料鈦石膏和含有燒失量大于10%的秸稈黑灰，其混合的重量比例為75:25；二、配料與成形，取PH值達(dá)到9或9以上的鈦石膏，一用制磚機(jī)將物料制成磚塊狀，二用成球盤將物料制成球狀；三、焙燒用燒磚窯燒或旋轉(zhuǎn)窯燒，物料的燒成溫度達(dá)攝氏810+50℃。優(yōu)點(diǎn)單獨(dú)用作水泥凝結(jié)劑，或者與二水石膏混合起來用做水泥凝結(jié)劑時(shí)，可以調(diào)高水泥水化強(qiáng)度，并且適當(dāng)縮短水泥的凝結(jié)時(shí)間。水泥凝結(jié)時(shí)間的縮短和在提高強(qiáng)度方面，就處理鈦石膏同二水石膏合用的比例而言，其處理鈦石膏所占比例越高，強(qiáng)度提高的幅度越大，唄縮短的凝結(jié)時(shí)間也稍稍增長(zhǎng)。生產(chǎn)表明無二次污染。
文檔編號(hào)C04B28/14GK102491716SQ20111036310
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月16日
發(fā)明者侯潔, 華建軍, 張令明, 蔣兆廣, 譚紀(jì)林 申請(qǐng)人:淮安市楚城水泥有限公司, 蔣兆廣