本發明屬于水泥工業生產技術及工業固體廢棄物綜合利用
技術領域：
，特別是涉及一種硅砂部分替代砂巖的水泥熟料及其制備工藝。
背景技術：
：硅砂作為精密鑄造、鑄鋼件行業產生的工業廢渣，年產生量在1-2萬噸，硅砂的價格遠低于砂巖的價格，其化學成分也與砂巖相近，但其mgo、r2o含量，尤其r2o含量較砂巖r2o含量偏高。在水泥生產中，生料的r2o含量對水泥產品的質量有直接的影響，生料中如果含有微量的r2o，會改善生料的易燒性，提高生料的早期強度，但是如果生料中的r2o含量過高在水泥熟料煅燒中極易產生結皮堵塞狀況。而且，有害成分偏高，在熟料煅燒中勢必影響熟料礦物組分形成，進而影響熟料質量，成為大規模資源化利用的瓶頸。隨著建材產業的發展，資源緊張、成本增高的問題也日益突出，因此，研究用硅砂部分替代砂巖作為生產原料應用于水泥熟料的生產，既符合國家的資源循環利用產業政策，保護環境，又能夠為水泥企業節能減排、降低成本，使其變廢為寶，具有重要的經濟效益和社會效益。技術實現要素：本發明為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種硅砂部分替代砂巖的水泥熟料及其制備工藝，改善了生料的易磨性，提高了熟料質量，提高了回轉窯的產量，降低生產成本。本發明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是：一種硅砂部分替代砂巖的水泥熟料，其特征在于，包括如下重量份的原料：石灰石87-90％，氧化鋁赤泥2.7-3.0％，硅砂+砂巖+建筑廢石6-9％；其中，硅砂：砂巖：建筑廢石的質量配比為1：3：1。進一步優選，硅砂部分替代砂巖的水泥熟料，包括如下重量份的原料：石灰石88.86％，氧化鋁赤泥2.7％，砂巖+硅砂+建筑廢石8.44％；其中，硅砂：砂巖：建筑廢石的質量配比為1：3：1。水泥熟料質量控制指標：熟料mgo≤5.0％，熟料f-cao含量≤1.5％，熟料堿含量≤0.8％。水泥熟料率值為：kh：0.89±0.02，sm：3.1±0.1，am：1.6±0.1。一種硅砂部分替代砂巖的水泥熟料的制備工藝，其特征在于，包括如下步驟：1)將生產原料石灰石、氧化鋁赤泥、硅砂、砂巖、建筑廢石分別均化并儲存于均化庫內；2)將石灰石、氧化鋁赤泥、硅砂、砂巖、建筑廢石按比例調配后喂入粉磨系統進行粉磨，粉磨后的生料水分含量≤1％，80μm生料篩余物≤14％，得到干粉狀的生料；3)將步驟(2)中粉磨后的生料導入選粉機選料，選料后得到的生料導入生料均化庫暫存；4)將步驟(3)中選好均化后的生料喂入預熱器進行預熱，預熱后導入分解爐、同時導入煤粉，分解爐控制溫度為870℃；在添加硅砂前后，分解爐控制溫度由880℃降至870℃，降低入窯物料分解率，避免液相過早出現熟料結大塊，改善窯內通風，降低窯內還原氣氛，改善熟料燒結質量；5)將經過預熱、分解并加入煤粉的生料導入回轉窯再加入煤粉，進行高溫煅燒，煅燒溫度為1450℃，窯速為3.5r/min，煅燒時間20min，最后經篦冷機冷卻得到水泥熟料，燒成后的水泥熟料中熟料mgo≤5.0％，熟料f-cao含量≤1.5％，熟料堿含量≤0.8％。優選地，預熱器采用五級預熱，預熱器一級筒出口負壓控制在-6800pa；在添加硅砂后，預熱器一級筒出口負壓控制由-7300pa降至-6800pa。優選地，回轉窯窯尾的三次風溫在800℃以上，回轉窯內窯皮穩定在18～19m長，200mm厚。優選地，所述煤粉為由原煤經過均化庫均化、粉碎后得到。與現有技術相比，本發明具有的優點和積極效果是：1)利用硅砂部分替代砂巖生產水泥熟料的方案，通過調整其配比以及煅燒過程中的煅燒溫度、時間等條件，調整分解爐控制溫度，降低入窯物料分解率，改善熟料燒結質量，實現水泥熟料的控制指標；根據窯況適度調整系統拉風，并合理調整窯尾三次風閥開度，平衡窯爐用風，保證系統通風順暢，減少回轉窯的結皮和結圈；2)利用硅砂部分替代砂巖生產水泥熟料的方案，改善生料的易燒性，熟料燒成質量提高，三天抗壓強度增加了2.1mpa；熟料mgo含量、熟料f-cao含量、及熟料堿含量均略有增加，均在質量內控范圍內，對熟料質量影響不明顯。3)硅砂呈細粉狀，改善了生料磨的易磨性，二線生料磨細度降低了0.61％，生料磨臺效增加了7.05％，噸生料磨電耗降低0.18度，按二線年產生料110萬噸，二線年節約電費12.87萬元；且硅砂的采購成本低于砂巖的采購成本，年用量按1.5萬噸計，年降低采購成本39萬元，年合計降低成本51.87萬元；二線窯臺效增加了0.5％；摻加硅砂使得生料磨和回轉窯的產量提高，降低了生產成本。4)利用硅砂部分替代砂巖生產水泥熟料的方案，不僅消耗了大量的工業廢渣硅砂，減少了對砂巖資源的需求，同時也消耗了大量建筑廢石，減少硅砂和建筑廢石的堆放，實現了資源的有效利用，有利于美化生態環境。5)本發明水泥熟料的制備工藝，不僅能夠充分提高了設備生產效率，節約能耗，而且也保證了生料磨、窯系統運行穩定，避免了工藝故障的發生，同時有效減少了能耗。附圖說明圖1是本發明的工藝流程圖。具體實施方式為能進一步了解本發明的
發明內容、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下：實施例1：利用硅砂部分替代砂巖的水泥熟料的方法，具體步驟如下：1)將生產原料石灰石、氧化鋁赤泥、硅砂、砂巖、建筑廢石分別均化并儲存于均化庫內。2)將石灰石88.86％，氧化鋁赤泥2.7％，硅砂+砂巖+建筑廢石8.44％，硅砂：砂巖：建筑廢石的質量配比為1：3：1，按重量份比例調配后喂入粉磨系統進行粉磨，控制粉磨后的生料水分含量≤1％，80μm生料篩余物≤14％，得到干粉狀的生料。3)將上述粉磨后的生料導入選粉機選料，選料后得到的生料導入生料均化庫暫存。4)將上述選好均化后的生料喂入預熱器進行預熱，預熱器采用五級預熱，預熱器一級筒出口負壓控制在-6800pa，預熱后導入分解爐、同時導入煤粉，控制分解爐溫度為870℃。5)將經過預熱、分解并加入煤粉的生料導入回轉窯再加入煤粉，進行高溫煅燒，煅燒溫度為1450℃，窯速為3.5r/min，煅燒時間20min，合理調整窯尾三次風閥開度，回轉窯窯尾的三次風溫在800℃以上，使回轉窯內窯皮穩定在18～19m長，200mm厚，最后經篦冷機冷卻得到水泥熟料。水泥熟料質量控制指標：熟料mgo≤5.0％，熟料f-cao含量≤1.5％，熟料堿含量≤0.8％。水泥熟料率值為：kh：0.89±0.02，sm：3.1±0.1，am：1.6±0.1，其中實施例1中原料硅砂、砂巖和的建筑廢石化學成分分析見表1-1：表1-1原料水分losssio2al2o3fe2o3caomgo∑k2ona2or2o硅砂％7.081.6189.103.582.960.250.6798.171.020.721.39砂巖％1.040.6391.672.530.67/0.3895.880.670.080.52建筑廢石％10.1828.3928.815.561.8419.811.6396.031.090.861.57通過上表分析可以看出，硅砂品位低于砂巖，mgo含量較砂巖高0.29％，堿含量高0.87％，綜合而言，硅砂品位稍低，有害成分偏高。實施例1中，硅砂摻入前后生料磨臺效與回轉窯臺效(產量)見表1-2：表1-2生料磨細度80um(％)生料磨臺效(t/h)窯臺效(t/h)硅砂摻入前6.49147.4395.13硅砂摻入后5.88154.4896.57從表1-2中可以看出，摻入硅砂配料后，生料磨細度降低，改善了生料磨的易磨性和易燒性，加速了固相反應的進行，熟料燒成能耗進一步下降，生料磨臺效及窯臺效均得到提高，大大節省了能源，降低了生產成本。實施例1中，硅砂摻入前后水泥熟料化學分析及物理性能結果對比見表1-3：表1-3熟料mgo(％)熟料堿含量(％)熟料f-cao(％)熟料3天抗壓強度(mpa)硅砂摻入前4.510.700.8626.17硅砂摻入后4.830.781.2628.52從表1-3中可以看出，摻入硅砂配料后，熟料燒成質量提高，熟料3天抗壓強度增加了2.1mpa。熟料mgo含量、熟料f-cao含量和熟料堿含量略有增加，均在質量內控范圍內，對熟料質量影響不明顯。綜上，采用硅砂配料后，生料易磨性、易燒性及熟料性能均有明顯改善，熟料產量和質量均有較大提高，熟料燒成熱耗明顯下降。實施例2：利用硅砂部分替代砂巖的水泥熟料的方法，具體步驟如下：1)將生產原料石灰石、氧化鋁赤泥、硅砂、砂巖、建筑廢石分別均化并儲存于均化庫內。2)將石灰石89.80％，氧化鋁赤泥2.7％，硅砂+砂巖+建筑廢石7.5％，硅砂：砂巖：建筑廢石的質量配比為1：3：1，按重量份比例調配后喂入粉磨系統進行粉磨，控制粉磨后的生料水分含量≤1％，80μm生料篩余物≤14％，得到干粉狀的生料。3)將上述粉磨后的生料導入選粉機選料，選料后得到的生料導入生料均化庫暫存。4)將上述選好均化后的生料喂入預熱器進行預熱，預熱器采用五級預熱，預熱器一級筒出口負壓控制在-6800pa，預熱后導入分解爐、同時導入煤粉，控制分解爐溫度為870℃。5)將經過預熱、分解并加入煤粉的生料導入回轉窯再加入煤粉，進行高溫煅燒，煅燒溫度為1450℃，窯速為3.5r/min，煅燒時間20min，合理調整窯尾三次風閥開度，回轉窯窯尾的三次風溫在800℃以上，使回轉窯內窯皮穩定在18～19m長，200mm厚，最后經篦冷機冷卻得到水泥熟料。水泥熟料質量控制指標：熟料mgo≤5.0％，熟料f-cao含量≤1.5％，熟料堿含量≤0.8％。水泥熟料率值為：kh：0.89±0.02，sm：3.1±0.1，am：1.6±0.1，實施例2中，硅砂摻入前后生料磨臺效與回轉窯臺效(產量)見表2-1：表2-1生料磨細度80um(％)生料磨臺效(t/h)窯臺效(t/h)硅砂摻入前6.49147.4395.13硅砂摻入后6.18157.6799.46從表2-1中可以看出，摻入硅砂配料后，改善了生料磨的易磨性和易燒性，加速了固相反應的進行，熟料燒成能耗進一步下降，生料磨臺效及窯臺效均得到提高，大大節省了能源，降低了生產成本。實施例2中，硅砂摻入前后水泥熟料化學分析及物理性能結果對比見表2-2：表2-2熟料mgo(％)熟料堿含量(％)熟料f-cao(％)熟料3天抗壓強度(mpa)硅砂摻入前4.510.700.8626.17硅砂摻入后4.560.710.9329.8從表2-2中可以看出，摻入硅砂配料后，熟料燒成質量提高，熟料3天抗壓強度增加了3.63mpa。熟料mgo含量、熟料f-cao含量和熟料堿含量略有增加，均在質量內控范圍內，對熟料質量影響不明顯。綜上，采用硅砂配料后，生料易磨性、易燒性及熟料性能均有明顯改善，熟料產量和質量均有較大提高，熟料燒成熱耗明顯下降。以上所述僅是對本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制，凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改，等同變化與修飾，均屬于本發明技術方案的范圍內。當前第1頁12