專利名稱：：一種新型低碳復合水泥的制作方法
技術領域：
：本發明涉及一種新型低碳復合水泥，特別是一種利用固結脫硫劑燃燒生成的低碳固結性粉煤渣生產的水泥。
背景技術：
：我國的能源結構85%是燃煤結構，產生大量的二氧化硫有害氣體和煤灰、煤渣。大部分煤灰、煤渣得不到綜合利用，其堆存和存放會占用耕地，浸出的有害元素和揚塵會對周圍生態環境造成嚴重危害，因此必須對粉煤灰進行綜合利用。為此人們做了大量研究，將燃燒后的煤灰和煤渣用于水泥生產，既可以減少環境污染，又可以降低水泥成本。專利申請CN91107132.6公開了一種復合水泥及其摻加劑，該復合水泥中摻加了粉煤灰，但該發明并沒有解決生產出來的水泥韌性及脆性比較差，從而使混凝土抗裂性能差、容易裂縫的難題，該發明也沒有指明能否改善水泥的后期強度。專利ZL99109932公開了一種由水泥熟料、石膏、混合料和激發劑配制的復合水泥，其混合料由礦渣和粉煤灰制成，激發劑主要成份為氫氧化鈣和碳酸鈣，各物料的重量配比為525號硅酸鹽水泥熟料2345%;混合料為4266.5%，其中礦渣為混合料總重量的4060%，粉煤灰為混合料總重量的6040%;石膏45%;激發劑610%，其中氫氧化鈣為60%，碳酸鈉為40%。此專利雖然對水泥強度及抗折抗壓強度等性質有所提高，但其缺點為摻入的粉煤灰含量不高，對粉煤灰的利用不足，對環境污染治理的效果不明顯；使用的激發劑比例過高，從而使成本提高。專利申請CN200710057165.2公開了一種用于循環流化床鍋爐的脫硫劑及其制備方法和使用方法，以及一種粉煤灰低熱水泥的制備方法。其脫硫劑的重量百分比組成為生石灰7095%，螢石110%，鋅渣110%，硅錳鐵渣110%，鈦渣110%。其水泥的重量百分比組成改性粉煤灰4281%，強度為5065Mpa的水泥熟料1550%，堿性激發劑39%，高爐礦渣020%，石膏15%。其改性粉煤灰是通過該發明的脫硫劑燃燒而成的，因其脫硫劑沒有降低粉煤灰含碳量的效果，所以該發明中粉煤灰的含碳量較高。雖然該發明的水泥中改性粉煤灰的摻入量有所提高，但因粉煤灰的高碳仍不能使其全部的應用于水泥生產，因而對粉煤灰的利用仍然不足，不利于環境污染的治理和成本的降低。同時，使用的激發劑比例較高，從而使成本提高。
發明內容針對目前利用煤灰和煤渣生產水泥的缺陷，本發明提供了一種低碳粉煤渣生產的水泥，本水泥利用了使用固結脫硫劑脫硫燃燒形成的固結性粉煤渣，由于此種粉煤渣含碳量低、品質高可全部用于水泥的生產，從而克服了目前粉煤灰只有2550%可以用于水泥生產的難題，從而節約了成本，解決了粉煤灰堆積對環境的污染，為企業取得良好的經濟效益。固結性粉煤渣是利用固結性脫硫劑燃燒生成的煤灰和煤渣，粉煤渣是高硅、高鋁、低鈣的硅酸鹽玻璃體，其結構牢固，活性差，必須將Si-O鍵和Al-O鍵斷裂，才能提高粉煤渣活性，反應形成新的水硬性和氣硬性水化產物。而Si-O鍵的斷裂，主要受堿度影響。同時，硫酸鹽激活作用也可以促進粉煤渣玻璃體的解體，使粉煤渣活性的提高，加速對水硬性和氣硬性膠凝物質的形成。這種經過解體作用的粉煤渣可生產32.5#、42.5#水泥，該水泥可用于建筑工程、水利工程、公路建設，也可做優質高強混凝土。本發明使用的固結粉煤渣是通過以下配方的固結脫硫劑燃燒后形成，固結脫硫劑的配方為生石灰6095、硅灰石18、氯化鈣16、頁巖110、石鹽18;優選為生石灰7894、硅灰石1.56、氯化鈣1.54、頁巖1.57、石鹽1.55。本發明中使用的固結粉煤渣通過鈣硫比29:1，優選為37:1燒結而成。因其脫硫燃燒后的粉煤灰含碳量僅為35%，而且品質高，從而可以全部用于水泥生產。本發明的粉煤渣低碳復合水泥由利用固結脫硫燃燒生成的低碳粉煤渣、水泥熟料、礦渣、石膏、激發劑和生石灰配制而成。以下各組分的重量以重量份計。本發明的粉煤渣低碳復合水泥含固結性粉煤渣6085，水泥熟料1230，礦渣515，石膏18，激發劑0.42和生石灰315。本發明的優選方案為固結性粉煤渣7080，水泥熟料1525，礦渣1012，石膏15，激發劑11.6和生石灰310。本發明的優選方案為所述的石膏是二水石膏、半水石膏、化學石膏或燒本發明激發劑的配方為碳酸鈉Na2C030.10.5，硫酸鈉Na2S040.10.5，氫氧化鈉NaOH0.10.5和硅酸鈉Na2Si030.10.5。本發明激發劑的第一優選方案為碳酸鈉Na2C030.080.4,硫酸鈉Na2S040.080.4，氫氧化鈉NaOH0.080.4，硅酸鈉Na2Si030.080.4和氫氧化f丐Ca(OH)20.080.4。本發明激發劑的第二優選方案為碳酸鈉Na2C030.250.4，硫酸鈉Na2S040.250.4，氫氧化鈉NaOH0.250.4和硅酸鈉Na2Si030.250.4。本發明激發劑的第三優選方案為碳酸鈉Na2C030.20.32，硫酸鈉Na2S040.20.32，氫氧化鈉NaOH0.20.32，硅酸鈉Na2Si030.20.32和氫氧化鈣Ca(OH)20.20.32。所述的重量份可以是克、市兩、公斤、市斤、噸等。本發明的低碳復合水泥的制備方法為(1)按照比例稱取各組分；(2)混合并磨至0.045mm篩篩余小于10%，制得32.542.5MPa強度等級的粉煤灰水泥。本發明的效果和特點為1.本發明采用固結脫硫劑燃燒形成的低碳粉煤渣，由于此種粉煤渣含碳量低、品質高可全部用于水泥的生產，從而節約了生產成本；2.粉煤渣的摻入量大，使粉煤渣的利用產業化、規模化，大大減少煤灰和煤渣對環境的污染，有利于環境保護和生態平衡；3.選用工藝先進而緊湊合理的機電設備，操作方便，運行可靠；4.配料采用微機控制的定量給料機，使配料均勻，配比準確，提高了配料的質量，保證配料的合格率；5.該裝置的整體造價僅為國外設備的1/81/9。具體實施例方式下面對本發明的配方做進一步的描述，但不限制本發明。實施例l按比例稱取原料固結性粉煤渣60噸，硅酸鹽水泥熟料12噸，礦渣5噸，石膏1噸，激發劑0.4噸，生石灰3噸；其中激發劑的配方為Na2CO30.Ul硫酸鈉Na2S040.1噸，氫氧化鈉NaOHO.l噸，硅酸鈉Na2Si030.1噸；將原料混合，并磨成粉至0.045mm篩篩余小于10%，制得的粉煤灰復合水泥分別達到32.5和42.5等級標準。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實施例2按比例稱取原料固結性粉煤渣65噸，硅酸鹽水泥熟料15噸，礦渣10噸，石膏1噸，激發劑1噸，生石灰3噸；其中激發劑的配方為碳酸鈉Na2C030.25噸，硫酸鈉Na2S040.25噸，氫氧化鈉NaOH0.25噸，硅酸鈉Na2Si030.25噸；將原料混合，并磨成粉至0.045mm篩篩余小于10n/。，制得的粉煤灰復合水泥分別達到32.5和42.5等級標準。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實施例3按比例稱取原料固結性粉煤渣63噸，硅酸鹽水泥熟料14噸，礦渣10噸，石膏2噸，激發劑1噸，生石灰5噸；其中激發劑的配方為碳酸鈉Na2C030.25噸，硫酸鈉Na2S040.25卩屯，氫氧化鈉NaOH0.25噸，硅酸鈉Na2Si030.25噸；將原料混合，并磨成粉至0.045mm篩篩余小于10%，制得的粉煤灰復合水泥分別達到32.5和42.5等級標準。實施例4按比例稱取原料固結性粉煤渣70噸，硅酸鹽水泥熟料15噸，礦渣10噸，石膏1噸，激發劑1噸，生石灰10噸；其中激發劑的配方為碳酸鈉Na2C030.25噸，硫酸鈉Na2S040.25噸，氫氧化鈉NaOH0.25噸，硅酸鈉Na2Si030.25噸；將原料混合，并磨成粉至0.045mm篩篩余小于10。/。，制得的粉煤灰復合水泥分別達到32.5和42.5等級標準。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>按比例稱取原料固結性粉煤渣85噸，硅酸鹽水泥熟料30噸，礦渣15噸，石膏8噸，激發劑2噸，生石灰15噸，其中激發劑的配方為碳酸鈉Na2C030.5噸，硫酸鈉Na2S040.5卩屯，氫氧化鈉NaOH0.5噸，硅酸鈉Na2Si030.5噸；將原料混合，并磨成粉至0.045mm篩篩余小于10M，制得的粉煤灰復合水泥分別達到32.5和42.5等級標準。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>按比例稱取原料固結性粉煤渣85噸，硅酸鹽水泥熟料30噸，礦渣12噸，石膏4噸，激發劑1.6噸，生石灰10噸；其中激發劑的配方為碳酸鈉Na2C030.4噸，硫酸鈉Na2S040.4噸，氫氧化鈉NaOH0.4噸，硅酸鈉Na2Si030.4噸；將原料混合，并磨成粉至0.045mm篩篩余小于10。/。，制得的粉煤灰復合水泥分別達到32.5和42.5等級標準。<table>complextableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>實施例7按比例稱取原料固結性粉煤渣80噸，硅酸鹽水泥熟料25噸，礦渣12噸，石膏5噸，激發劑1.6噸，生石灰10噸；激發劑的配方為碳酸鈉Na2C030.4噸，硫酸鈉Na2S040.4噸，氫氧化鈉NaOH0.4噸，硅酸鈉Na2Si030.4噸；將原料混合，并磨成粉至0.045mm篩篩余小于10M，制得的粉煤灰復合水泥分別達到32.5和42.5等級標準。<table>complextableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>按比例稱取原料固結性粉煤渣75噸，硅酸鹽水泥熟料22噸，礦渣6噸，石膏4噸，激發劑1.2噸，生石灰5噸；激發劑的配方為碳酸鈉Na2C030.3噸，硫酸鈉Na2S040.3噸，氫氧化鈉NaOH0.3噸，硅酸鈉Na2Si030.3噸；將原料混合，并磨成粉至0.045mm篩篩余小于10。/。，制得的粉煤灰復合水泥分別達到32.5和42.5等級標準。<table>complextableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>按比例稱取原料固結性粉煤渣80噸，硅酸鹽水泥熟料25噸，礦渣8噸，石膏5噸，激發劑1噸，生石灰5噸，激發劑的配方為碳酸鈉Na2C030.25噸，硫酸鈉Na2S040.25噸，氫氧化鈉NaOH0.25噸，硅酸鈉Na2Si030.25噸；將原料混合，并磨成粉至0.045mm篩篩余小于10%,制得的粉煤灰復合水泥分別達到32.5和42.5等級標準。<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>實施例10按比例稱取原料固結性粉煤渣80噸，硅酸鹽水泥熟料25噸，礦渣8噸，石膏5噸，激發劑2噸，生石灰12噸；激發劑的配方為碳酸鈉Na2C030.4噸，硫酸鈉Na2S040.4噸，氫氧化鈉NaOH0.4噸，硅酸鈉Na2Si030.4噸和氫氧化鈣Ca(OH)20.4噸；將原料混合，并磨成粉至0,045mm篩篩余小于10%,制得的粉煤灰復合水泥分別達到32.5和42.5等級標準。<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>實施例11按比例稱取原料固結性粉煤渣75噸，硅酸鹽水泥熟料22噸，礦渣6噸，石膏4噸，激發劑0.4噸，生石灰8噸；激發劑的配方為碳酸鈉Na2C030.08噸，硫酸鈉Na2S040.08噸，氫氧化鈉NaOH0.08噸，硅酸鈉Na2Si030.08噸和氫氧化鈣Ca(OH)20.08噸；將原料混合，并磨成粉至0.045mm篩篩余小于10%，制得的粉煤灰復合水泥分別達到32.5和42.5等級標準。<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>實施例12按比例稱取原料固結性粉煤渣85噸，硅酸鹽水泥熟料28噸，礦渣12噸，石膏5噸，激發劑1.6噸，生石灰10噸；其中激發劑的配方為碳酸鈉Na2C030.32噸，硫酸鈉Na2S040.32噸，氫氧化鈉NaOH0.32噸，硅酸鈉Na2Si030.32噸和氫氧化鈣Ca(OH)20.32噸；將原料混合，并磨成粉至0.045mm篩篩余小于10%，制得的粉煤灰復合水泥分別達到32.5和42.5等級標準。<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>按比例稱取原料固結性粉煤渣72噸，硅酸鹽水泥熟料15噸，礦渣12噸，石膏3噸，激發劑1噸，生石灰9噸；其中激發劑的配方為碳酸鈉Na2C030.2噸，硫酸鈉Na2S040.2噸，氫氧化鈉NaOH0.2噸，硅酸鈉Na2Si030.2噸和氫氧化鈣Ca(OH)20,2噸；將原料混合，并磨成粉至0.045mm篩篩余小于10%，制得的粉煤灰復合水泥分別達到32.5和42.5等級標準。<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>實施例14按比例稱取原料固結性粉煤渣60噸，硅酸鹽水泥熟料12噸，礦渣5噸，石膏1噸，激發劑0.4噸，生石灰3噸；其中激發劑的配方為Na2CO30.1噸，硫酸鈉Na2S040.08噸，氫氧化鈉NaOH0.08噸，硅酸鈉Na2Si030.08和氫氧化鈣Ca(OH)20.08噸；將原料混合，并磨成粉至0.045mm篩篩余小于10%，制得的粉煤灰復合水泥分別達到32.5和42.5等級標準。<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>實施例15按比例稱取原料固結性粉煤渣65噸，硅酸鹽水泥熟料15噸，礦渣10噸，石膏1噸，激發劑1噸，生石灰3噸；其中激發劑的配方為碳酸鈉Na2C030.25噸，硫酸鈉Na2S040.2噸，氫氧化鈉NaOH0.2噸，硅酸鈉Na2Si030.2噸和氫氧化鈣Ca(OH)20.2噸；將原料混合，并磨成粉至0.045mm篩篩余小于10%，制得的粉煤灰復合水泥分別達到32.5和42.5等級標準。<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>按比例稱取原料固結性粉煤渣78噸，硅酸鹽水泥熟料22噸，礦渣6噸，石膏4噸，激發劑1.2噸，生石灰5噸；激發劑的配方為碳酸鈉Na2C030.24噸，硫酸鈉Na2S040.24卩屯，氫氧化鈉NaOH0.24噸，硅酸鈉Na2Si030.24噸；將原料混合，并磨成粉至0.045mm篩篩余小于10%，制得的粉煤灰復合水泥分別達到32.5和42.5等級標準。<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>權利要求1.一種粉煤渣低碳復合水泥，由使用固結脫硫劑燃燒生成的固結性粉煤渣、水泥熟料、礦渣、石膏、激發劑和生石灰配制而成，其特征在于含以重量份計固結性粉煤渣60～85，水泥熟料12～30，礦渣5～15，石膏1～8，激發劑0.4～2和生石灰3～15。2.—種如權利要求1所述的粉煤渣低碳復合水泥，其特征在于含以重量份計的固結性粉煤渣7080，水泥熟料1525，礦渣1012，石膏15，激發劑l1.6和生石灰310。3.—種如權利要求1所述的粉煤渣低碳復合水泥，其特征在于其成份中所述的石膏是二水石膏、半水石膏、化學石膏或燒石膏。4.一種如權利要求1所述的粉煤渣低碳復合水泥，其特征在于所述的激發劑含以重量份計的碳酸鈉Na2C030.10.5，硫酸鈉Na2S040.10.5，氫氧化鈉NaOH0.10.5和硅酸鈉Na2Si030.10.5。5.—種如權利要求4所述的粉煤渣低碳復合水泥，其特征在于所述的激發劑的含以重量份計的碳酸鈉Na2C030.250.4，硫酸鈉Na2S040.250.4，氫氧化鈉NaOH0.250.4和硅酸鈉Na2Si030.250.4。6.—種如權利要求4所述的粉煤渣低碳復合水泥，其特征在于所述的激發劑含以重量份計的碳酸鈉Na2C030.080.4，硫酸鈉Na2S040.080.4,氫氧化鈉NaOH0.080.4，硅酸鈉Na2Si030.0S0.4和氫氧化車丐Ca(OH)20.080.4。7.—種如權利要求6所述的粉煤渣低碳復合水泥，其特征在于所述的激發劑的含以重量份計的碳酸鈉Na;;C030.20.32，硫酸鈉Na2S040.20.32，氫氧化鈉NaOH0.2032，硅酸鈉Na2Si030.20.32和氫氧化鈣Ca(OH)20.20.32。8.—種如權利要求1所述的粉煤渣低碳復合水泥，其特征在于制備方法為按照比例稱取各組分；混合并磨至0.045mm篩篩余小于10%，制得32.542.5MPa強度等級的粉煤灰水泥。全文摘要本發明涉及一種新型低碳復合水泥，特別是一種利用固結脫硫劑燃燒生成的低碳固結性粉煤渣生產的水泥。本發明的低碳復合水泥含固結性粉煤渣60～85，水泥熟料12～30，礦渣5～15，石膏1～8，激發劑0.4～2和生石灰3～15。本發明激發劑配方為碳酸鈉Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>0.1～0.5，硫酸鈉Na<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>0.1～0.5，氫氧化鈉NaOH0.1～0.5和硅酸鈉Na<sub>2</sub>SiO<sub>3</sub>0.1～0.5。本發明采用固結脫硫劑燃燒形成的低碳粉煤渣，可全部應用于水泥生產，節約了生產成本；粉煤渣的摻入量大，使粉煤渣的利用產業化、規模化，大大減少粉煤灰對環境的污染，有利于環境保護和生態平衡。文檔編號C04B7/24GK101337777SQ20081014740公開日2009年1月7日申請日期2008年8月14日優先權日2008年8月14日發明者島侯,姚曙光,宋云星申請人:宋云星;侯島;姚曙光