[发明专利]利用钢渣生产低碱度、新矿物体系硫铝酸盐水泥的方法及系统

说明书

本发明公开了一种利用钢渣生产低碱度、新矿物体系硫铝酸盐水泥的方法及系统，方法包括如下步骤：将粉磨后的钢渣与干燥的脱硫石膏、铝灰和电石渣按设定比例进行混匀均化；将均化后的生料输送至回转窑中进行煅烧，煅烧温度为1200℃‑1270℃，煅烧时间为20‑60min，得到水泥熟料；均化后的水泥生料的碱度系数为0.81‑0.9，Fe₂O₃的含量为8‑13％。该方法突破了传统硫铝酸盐水泥生产中对钙、铝、铁含量的要求，实现了对固废钢渣的大量应用。

技术领域

本发明属于固体废弃物利用领域，具体涉及一种利用钢渣生产低碱度、新矿物体系的硫铝酸盐水泥的方法及系统。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

钢渣是炼钢过程中排出的废渣，其主要来源于铁水与废钢中所含元素氧化后形成的氧化物，金属炉料带入的杂质，加入的造渣剂如石灰石、萤石、硅石等，以及氧化剂、脱硫产物和被侵蚀的炉衬材料等，数量约为钢产量的15％-20％，主要成分是钙、铁、硅、镁、铝、锰、磷等氧化物。我国钢渣的主要利用途径是在钢铁公司内部自行循环使用，代替石灰作溶剂，返回高炉或烧结炉内作炼铁原料，也可用于公路路基、铁路路基以及改良土壤，或进行粉磨后作为水泥和混凝土的掺和料。但是以上利用方式利用的钢渣数量有限，随着钢铁工业的发展，钢渣的数量日益增多，许多钢厂已渣满为患，但是扩建渣场不但要占用宝贵的耕地、农田，而且会造成空气、水质的二次污染，严重破坏生态环境。

在传统的硫铝酸盐水泥生产中，主要原料为铝矾土、石灰石和石膏，经过生料选择、配料、破碎、粉磨、煅烧(1300-1350℃)和熟料粉磨等一系列环节制备得到硫铝酸盐水泥。硫铝酸盐水泥熟料主要矿物物相为硫铝酸钙、硅酸二钙和铁相，Al₂O₃在熟料中一般要占到28-40％wt，通常要求使用Al₂O₃含量大于55％wt的高品位铝矾土为原料。而且传统工艺中，为保证固相反应完全、生成有效矿相，需保证生料中高CaO含量，并将生料的碱度系数控制在0.95-0.98。为了保证硫铝酸钙的生成数量和质量，通常要控制Fe₂O₃含量在3％以下。另外，传统硫铝酸盐水泥生产中，通常都要避免钙铝黄长石在熟料矿物中的存在，因其不具有水硬性，为此都要保证生料中足够高的氧化钙含量，保证足够高的碱度系数。

发明内容

为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种利用钢渣生产低碱度、新矿物体系的硫铝酸盐水泥的方法及系统。该方法突破了传统硫铝酸盐水泥生产中对钙、铝、铁含量的要求，熟料矿物体系与传统硫铝酸盐水泥熟料显著不同，该方法可实现对固废钢渣的大量应用。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：

一种利用钢渣生产低碱度、新矿物体系硫铝酸盐水泥的方法，包括如下步骤：

将粉磨后的钢渣与干燥的脱硫石膏、铝灰和电石渣按设定比例进行混匀均化，生料碱度系数为0.81-0.9，均化后的生料中CaO占32-40重量份，SiO₂占6-12重量份，Al₂O₃占20-28重量份，Fe₂O₃占8-13重量份，SO₃占10-18重量份，铝硫比为1.3-2.0；

将均化后的生料输送至回转窑中进行煅烧，煅烧温度为1200℃-1270℃，煅烧时间为20-60min，得到水泥熟料。