[发明专利]一种高强度铁铝酸盐水泥的制备方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种高强度铁铝酸盐水泥的制备方法，属于建筑材料领域。

背景技术

铁铝酸盐水泥与硫铝酸盐水泥均为中国发明制造，其中铁铝酸盐水泥于20世界80年代开始生产并使用，与硫铝酸盐水泥一样，铁铝酸盐水泥为称为第三系列水泥，其中第一系列为硅酸盐水泥系列产品，铝酸盐水泥系列产品通称第二系列水泥。铁铝酸盐水泥同样具有早强、高强、高抗渗、高抗冻、耐蚀、低碱和生产能耗低等基本特点。现有的铁铝酸盐水泥分为快硬铁铝酸盐水泥、高强铁铝酸盐水泥、自应力铁铝酸盐水泥等几个水泥品种，已在中国已得到广泛应用。

申请号为201010150254.3的专利文献“一种铁铝酸盐水泥及其制备方法”，公开了一种铁铝酸盐水泥及其制备方法，其技术方案是：将提取钛及钛合金后的残渣在熔融态下，加入该残渣量50～70wt%的石灰石和该残渣量20～30wt%的铁鳞，熔融后自然冷却，然后经破碎后粉磨至比表面积大于3000cm²/g，制得含铁铝酸盐水泥；或将提取钛及钛合金后的残渣冷却后，加入该残渣量50～70wt%的石灰石和该残渣量20～30wt%的铁鳞，混合共磨至粒度<0.088mm，在100～150MPa压力条件下成型，在1350～1400℃条件下煅烧1～3h，冷却后取出破碎，粉磨至比表面积大于3000cm²/g，制得含铁铝酸盐水泥。

由此可知，该技术方案的特点是想利用残渣提高性能，一方面达到了废弃资源的再利用，另一方面试图提高性能，但是其效果有效，制备的铁铝酸盐水泥强度适中，并没有达到较为理想的标准。

申请号为200810233359.8的专利文献“一种赤泥制造快硬型铁铝酸盐水泥加工方法”，公开了一种铁铝酸盐水泥及其制备方法，包括以下步骤：A处理赤泥：烘干，粉磨，过100目筛；B原料配方通过设计熟料主要矿物C2S、C4A3S、C4AF的组成计算配料；C按下列重量百分比的称取原料：赤泥40～55%；石灰石20～30%；铁粉1.5～3%；铝矿20～30%；石膏1～5%；D混料、煅烧：将配料混合，球磨均匀，锻烧温度为1250℃～1350℃；E配制不同种类的快硬型铁铝酸水泥。由此可知，该技术方案是利用赤泥、铁粉、石灰石、铝矿和石膏制备一种快硬型的水泥，制备的水泥中铁的含量较高，而铝的含量相对较低，因此该水泥的强度较为一般，硬化速率慢，膨胀指数高，不甚理想。

因此，提高铁铝酸盐水泥自身强度，制备一种高强度铁铝酸盐水泥，是一件很有必要的事情。

发明内容

本发明主要解决的技术问题：针对目前常用的铁铝酸盐水泥在制备的过程中，由于铁的含量较高，铝的含量相对较低，导致水泥的强度较为一般、硬化速率慢、膨胀指数高，并没有达到较为理想标准的现状，提供了一种将褐铁矿粉碎、煅烧后加入铝粉，然后通过镁条作为引燃剂，并磁选分离出磁性相对较强的铁渣，随后将磁选剩下的物质用氢氧化钙碱洗生成铁铝酸钙，最后将反应得到的铁铝酸钙沉淀煅烧，粉磨成粉末，从而得到高强度铁铝酸盐水泥的制备方法。该方法操作简便，方法独特，不仅降低了铁铝酸盐水泥的膨胀指数，增强了水泥的稳定性，而且制得的铁铝酸盐水泥中铁铝含量原子比为1∶5，具有极其理想的硬化速率和强度，满足特种场合施工和使用的要求。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

（1）取2～3kg褐铁矿，倒入渣土破碎机中进行粗破碎处理，处理5～10min，过60～80目筛，再将过筛后的褐铁矿颗粒放入高速球磨机中，加入粒径为3～5mm的不锈钢磨球珠，设置球磨转速为450～550r/min，球磨处理10～15min，球磨至粒度<0.05mm，并在120～130MPa压力下成型，移入马弗炉中，在800～900℃下煅烧45～55min，待煅烧结束，取出冷却至室温，粉磨至比表面积大于3200cm²/g，得超细褐铁矿粉末；

（2）将上述得到的超细褐铁矿粉末放入反应釜，向其中加入1.5～2.5kg铝粉，搅拌均匀，密闭反应釜，恒温养护，养护温度为30～35℃，养护时间为1～3h，待养护结束，打开反应釜，取镁条，点燃后迅速放入反应釜中，使得镁条自然燃烧，待燃烧完毕，自然冷却至室温；