[发明专利]一种水泥熟料回转窑熟料烧成用节煤剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种节煤剂及其制备方法，尤其涉及一种水泥熟料回转窑熟料烧成用节煤剂及其制备方法。

背景技术

煤炭资源是不可再生资源，随着每年的大量开采使用将日趋减少，大量的煤炭燃烧后所产生的粉尘和二氧化碳又会对环境和气候产生不利影响，因此减少煤炭消耗及碳排放是全人类所面临的非常重要的节能环保课题。

水泥行业是煤炭消耗大户，吨水泥熟料烧成热耗约100kg标煤，每年全国水泥熟料产量13亿吨以上，则每年消耗标煤1.3亿吨以上，相当于5000大卡的实物煤炭1.82亿吨，节能潜力巨大。

现有技术的煤用助燃剂和水泥立窑专用节煤增效剂是通过对煤的燃烧起助燃作用，提高煤的燃烧效率从而减少煤的使用，而并非是通过减少水泥熟料烧成过程中对反应热量的需求，实现对水泥熟料烧成过程中的能耗的降低，并且有些煤用助燃剂和节煤增效剂因含有氯化钠而腐蚀金属设备产生负面作用，即使有一些节煤剂不含氯化钠，但原料来源不广，组分复杂，成本较高。

因此，如何提供一种减少水泥熟料烧成过程中对反应热量的需求，从而降低获得水泥熟料烧成过程中的能耗的方法成为有待解决的问题。

发明内容

本发明提供了一种水泥熟料回转窑熟料烧成用节煤剂，由硅钙渣经脱碱和/或烘干制得，将其作为添加剂与水泥生料混合进行水泥熟料的烧制，能显著降低水泥熟料回转窑水泥熟料烧成过程中对反应热量的需求。

本发明还提供了一种水泥熟料回转窑熟料烧成用节煤剂的制备方法，由该方法制成的节煤剂，与水泥生料混合进行水泥熟料的烧制，能显著加快水泥熟料回转窑熟料烧成过程矿物化学反应速率，降低水泥熟料烧成过程中对反应热量的需求。

本发明还提供了一种水泥熟料的烧成方法，采用由硅钙渣经脱碱和/或烘干制得的节煤剂作为添加剂，添加到水泥生料中进行水泥熟料的烧制，可显著改善水泥生料的易烧性，从而降低水泥熟料回转窑水泥熟料烧成过程中的能耗。

本发明提供了硅钙渣在制备水泥熟料回转窑熟料烧成用节煤剂中的应用，所述节煤剂由硅钙渣经脱碱和/或烘干制得，将制得的节煤剂作为水泥熟料烧制过程的添加剂，可显著改善水泥生料的易烧性，从而减少水泥熟料烧成过程中对反应热量的需求，实现水泥熟料烧成过程中能耗的降低。

本发明提供的一种水泥熟料回转窑熟料烧成用节煤剂，所述节煤剂由硅钙渣经脱碱和/或烘干制得。

进一步的，所述节煤剂中含有硅酸二钙(2CaO·SiO₂)；所述节煤剂中二氧化硅和氧化钙总重为70～77wt％；所述节煤剂的密度为2.9～3.1g/cm³，松散容重为0.9～1.3g/cm³，中值粒径为25～30μm；并且基于节煤剂的总重，以Na₂O的量计，所述节煤剂的含碱率为小于1wt％，所述节煤剂的含水率低于5wt％。

更进一步的，所述节煤剂通过将硅钙渣与电石渣和/或石灰乳加水反应进行脱碱，然后将脱碱后的硅钙渣进行压滤和烘干制得；或者所述节煤剂通过将硅钙渣直接烘干制得。本领域技术人员可以根据其采用的硅钙渣的碱含量，水含量选择对该硅钙渣进行脱碱和/或烘干，只要获得的节煤剂含碱率小于1wt％，所述节煤剂的含水率低于5wt％即可。

例如当硅钙渣碱含量小于1wt％时，可以直接烘干使用，若硅钙渣碱含量大于1wt％，可以先进行脱碱处理，然后再烘干使用。进一步的，将所述节煤剂的含水率定在上述范围是因为若水分过高，节煤剂主要矿物成分硅酸二钙会缓慢水化反应结硬块降低活性，另外，将含水量限定在上述范围还有利于制成的节煤剂的包装以及计量。

在本发明的方案中，所述硅钙渣是以粉煤灰为原料提取氧化铝过程的副产物，主要矿物成分为硅酸二钙(2CaO·SiO₂)，例如专利CN201310006060.X中所使用的硅钙渣。在本发明的一个具体实施方式中，所述硅钙渣的含水率可以为35～40wt％；进一步的，在所述硅钙渣的干基中，含硅酸二钙的量可以为70～77wt％，含碱率(以Na₂O的含量计)可以为0.8～4wt％。

在本发明的方案中，所述电石渣为电石水化反应制取乙炔过程的副产物，其主要化学成分为氢氧化钙(Ca(OH)₂)。在本发明的方案中，所述电石渣的含水率可以为5～10wt％；进一步的，在所述电石渣的干基中，含氢氧化钙(Ca(OH)₂)的量为85wt％以上。