[其他]氨碱废渣制水泥的方法

说明书

本发明属于氨碱法纯碱生产过程中废渣的综合利用。

氨碱法纯碱生产由于其生产技术成熟，原料来源丰富，产品质量好等特点，至今产品仍居世界纯碱生产之首，然而它的最大缺点是原料利用率低，废液排放量大，其排放量为每生产一吨纯碱约排放出废液废渣9～11m³，其中含固渣300～600kg，目前世界纯碱产量约为3000万吨，其中氨碱法纯碱约为2000万吨，每年就有两亿m³的氨液废渣排向大自然，造成资源浪费和严重的环境危害，尤其是废渣，常年堆积占去大片土地，排入海洋、河川形成“白海”之患，因此世界各国在废液废渣综合利用方面做了大量的研究工作，例如DD139590介绍了废渣加工成碱和碱土金属的重碳酸盐（Na₂CO₃·CaCO₃），以及废渣做饲料添加剂的方法;苏联和日本利用废渣制石灰;US2474381提出了用废渣加沥青制屋顶盖板，沥青混凝土和铺路材料的方法;废渣还可有围坝造地，垫地的用途，国内厂家利用碱渣做建材如大连化工厂利用废渣做碳化砖，天津市建筑材料工业公司研制了高碱渣粘结材料并已申请了中国专利;还有利用废渣制钙质肥料或混肥等等，以上各种途径多半属于试验研究性，因技术不够成熟或成本过高能在工业上实现的不多，唯有制取水泥这一方法已在苏联实施，苏联斯捷里塔马克斯克纯碱水泥联合企业于1977年已建成一座年产八万吨废渣制水泥装置，由于废渣长期大面积堆放，日晒雨淋，渗透后又被晒干，成为“白海”，其中碱性物含量不超过1.0%，所以可以用50%～100%的废渣代替石灰石作为水泥原料，其制造工艺与一般水泥制造工艺相比无特异之处。

本发明提供了一种氯根含量为5～13%，水份为60～70%的废渣制取425号以上普通硅酸盐水泥的方法，由于废渣用量占总原料用量的60～70%，因此它既是大量处理氨碱废渣的好方法，又是变废为宝生产出水泥产品的好途径。

本发明氨碱废渣制水泥方法其工艺分为四个部分：生料制备工艺（又称湿法制备料浆工艺）;机械脱水成球工艺;煅烧工艺;尾气处理工艺;工艺流程示意图如附图。

氨碱废渣（40～70%），硅质材料，钙质材料通过球磨机（1）湿法（加水）单磨或部分混磨与单磨相结合将原料磨成料浆贮存在料浆罐内，按配方要求将料浆配成合格的生料浆贮存在料浆罐（2）内，然后用泵将料浆送至机械脱水装置（3），经脱水后的生料饼再送至成球机（4），制成5～20mm粒径的料球（该生料也可不经过成球机成球，通过一破碎装置将脱水后的生料饼破碎），通过斗式提升机和圆盘给料机将生料球送入水泥窑（5）煅烧，煅烧后的水泥熟料经冷却后送往熟料罩棚，该水泥熟料加上石膏和掺合料（如矿渣）经球磨机（6）磨成粉状即可包装成水泥产品;从水泥窑（5）出来的尾气温度为400～800℃，该尾气通过烟室（7）将大颗粒生料沉降除掉，旋风分离器（8）进一步将尾气分离，再经换热器（9）或用余热锅炉代替换热器（9）将尾气温度降至200℃左右，从换热器（9）出来的尾气再经洗涤器（10）洗涤吸收有害气体，这时尾气即可通过烟囱（11）放空了。

本发明氨碱废渣制水泥的生料制备工艺目的是将废渣、硅质材料（粉煤灰、粘土），钙质材料（如石灰石）、铁粉等原料配制出符合水泥熟料饱和系数KH＝0.88±0.02，铝氧率P＝1.1～1.9，硅酸率n＝1.5～2.5的合格生料，具体做法是根据废渣成份及其加入量来确定其他几种原料加入量的百分数，或者固定两种主原料的干基配料比后再确定其他原料加入量的百分数，其工艺指标为生料浆流动度为100mm以下，水份70%以下，细度4900孔筛余物在10%以下。

本发明氨碱废渣制水泥的机械脱水成球工艺的目的是使生料浆水份降到35～40%，并能制成球状料球，为此生料浆必须先通过机械脱水，本发明采用了150m²板框压滤机进行脱水，压滤压力控制在0.7兆帕（8kg/cm²），经板框压滤机出来的生料饼水份已降到35～40%，再经成球（或破碎）的生料球（或生料块）完全能符合水泥窑的煅烧要求。

本发明氨碱废渣制水泥的煅烧工艺的主设备是水泥窑（5），由于废渣作为制水泥的主原料，其水泥熟料的形成过程既同于硅酸盐水泥的形成，又具有本身的特点，即在硅酸盐分解带不仅有硅酸盐的分解，还伴随有废渣中CaCl₂的水解，其反应式为：