[发明专利]水泥熟料多元素矿化剂及其应用技术

说明书

本发明涉及建材领域的水泥工业，具体为采用添加一种多元素矿化剂烧制水泥熟料的技术。是对现有晶种、萤石、稀土贫矿等单掺或萤石——石膏类复合矿化剂配料，烧制水泥熟料技术的改进。

自八十年代以来，人们为了达到节能、降耗，提高水泥熟料产、质量的目的，先后以萤石、萤石——石膏或晶种、铅锌尾矿、铜尾矿及铜渣、重晶石、硫铁矿、稀土贫矿等矿物为单一或复合矿化剂，掺入到生料中，来改善生料的易烧性，降低烧成温度和液相粘度；加速熟料矿物形成固相反应，为我国的水泥工业发展起到具大的推动作用。

但是，通过多年的生产实践证明，采用上述矿化剂存在着用量大，生产成本高，矿化剂效果一般化，熟料质量不稳定，污染环境等弊病。其具体为：萤石、萤石——石膏类矿化剂掺量一般为0.5％-5％；稀土贫矿的掺量高达15％；吨生料中矿化剂材料费为2-5元。若单掺萤石单一矿化剂虽然矿化剂材料费低，但矿化效果差，会严重影响企业的综合效益；如果使用氟、硫类复合矿化剂；常常会因其氟、硫摩尔比例不当，与水泥窑煅烧熟料的热工制度不匹配，造成水泥熟料急凝、缓凝、早期强度低及熟料后期强度倒缩等不正常现象。与此同时，因氟、硫型矿化剂在煅烧熟料过程中，会形成挥发性HF、SO₂、SO₃腐蚀性气体，不仅腐蚀水泥设备，而且排放到空气中的氟、硫废气会严重污染环境，难以达到GB4915-96《水泥工业污染物排放标准》要求。若应用添加稀土贫矿烧制水泥技术，存在稀土贫矿中稀土合量低，(如广东省大部其含量在0.09％以下)，生料配料用量大，生产中难以检验、控制，又因其结晶态的SiO₂含量高，均会导致其矿化效果差，水泥熟料质量不稳定等弊病出现。

目前我国的水泥质量检验标准即将采用ISO法，大部分的水泥企业都存在着降标号问题；今后能否稳定生产600#以上的水泥熟料，是涉及到企业能否生存的大事，所以，寻求质优、价廉、用量少、易检验控制，实用性强的活化水泥生料及能减少环境污染的高效能水泥熟料矿化剂，是本世纪初急需解决的问题。

本发明克服了现有技术的缺点，受石油、化工、冶金、印染、国防等行业的启发，综合利用储量丰富，运输方便，含有主族、过渡元素及镧系元素的白云鄂博矿物或其提炼废渣，做高效能多元化剂，烧制水泥熟料；可全面实现优质、高产、低消耗、轻污染的效益型生产目标。

本发明的具体应用措施为：

水泥熟料多元素矿化剂及其应用技术，其特征在于：在水泥生料中添加重量比为0.05％-6％的多元素矿化剂，与其它水泥原料共同配料，混合入磨制成黑生料或白生料后，再入窑煅烧制造出优质水泥熟料。

其中，上述所用的多元素矿化剂是指：所有比放值不超国家标准的白云鄂博矿物及以此类矿物为原料，全部或部分提炼主族，过渡元素或镧系元素后，剩余的提炼渣或化学渣。

与其它水泥原料共同配料是指：

①在生料配料时，减少原单一或复合矿化剂掺量，添加微量多元素矿化剂。

②在生料配料时，全部或部分取消原单一或复合矿化剂，添加适量多元素矿化剂。

③在生料配料时，减少原矿化剂掺量，全部或部分取消铁质原料，添加适量的多元素矿化剂。

④在生料配料时，全部取消铁质材料及原来的单一或复合矿化剂，掺入适量多元素矿化剂。

本发明所掺的多元素矿化剂，可以采用如下两种方式配入水泥生料中：

①在水泥生料配料时，用配料秤单独掺入。

②在水泥生料配料之前，预先将多元素矿化剂与其它几种水泥原料按重量比例配合，混均匀后，再用配料秤配入。

本发明多元素矿化剂在熟料烧制中的作用是：

可提高生料活化能，改善生料易烧性，在水泥熟料烧制过程中，不仅降低固相反应共熔点及液相粘度，和其表面张力，而且提高Ca²⁺离子扩散系数，提高C₃S的形成速度及其在熟料中的含量，从而节约了熟料烧成能耗，大幅度提高了水泥熟料的产、质量。

关于多元素矿化剂在水泥生料中的掺量与下列因素相关：

1、水泥原料中结晶SiO₂含量的高低或石灰石结晶大小有关，如其结晶硅高或石灰石结晶大，需多掺，否则需少掺。

2、与水泥企业实际配料方案有关。如果水泥生产厂家彻底取消原矿化剂或铁质原料，则该多元素矿化剂需多掺；少量保留原矿化剂，则需少掺。

3、多元素矿化剂的掺量与其本身化学成份有关。