CN109336427A - 一种电石渣水泥生料及使用其制备水泥熟料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电石渣水泥生料及使用其制备水泥熟料的方法。该电石渣水泥生料包括组分：电石渣、石灰石、硅石、铁粉、炉灰渣和煤矸石。该电石渣水泥生料包括如下重量份的组分：50～70份电石渣、15～30份石灰石、1～10份硅石、1～10份铁粉、1～10份炉灰渣和1～10份煤矸石。本发明创新地发现了将煤杆石作为生料的组分与电石渣、石灰石、硅石、铁粉和炉灰渣混合，得到的电石渣水泥生料不仅对水泥熟料的质量无任何不良影响，也可以使得到的水泥熟料折标煤耗大幅度降低。
Description
技术领域
本发明涉及水泥技术领域，更具体地，涉及一种电石渣水泥生料及使用其制备水泥熟料的方法。
背景技术
随着我国经济的快速发展，水泥的需求量成倍增加。作为水泥的半成品，水泥熟料的需求量也与日俱增。有数据显示：2011年1-12月，全国水泥熟料的产量达12.8亿吨，同比增长15.05％。其中，窑外分解窑水泥熟料的产量达9.6亿吨，占总产量的74.99％。常规的水泥熟料是以石灰石和粘土、铁质原料为主要原料，按适当比例配制成水泥生料，烧至部分或全部熔融，并经冷却而成。
水泥熟料配料，是根据水泥熟料指标要求不同，采用钙质原料与各种校正原料进行混合配比，已达到实现各种不同指标熟料的一种常用手段。现有水泥熟料配料大多采用钙质原料、硅质校正原料、铁质校正原料、铝质校正原料进行配料后入窑煅烧。目前的水泥熟料的生产主要存在以下问题：1)生产过程中能耗高；2)成本高。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种电石渣水泥生料，使用该电石渣水泥生料制备水泥熟料时，在保证水泥熟料的质量前提下，降低了生产成本，拆标煤耗得到大幅度降低。
该电石渣水泥生料包括如下组分：电石渣、石灰石、硅石、铁粉、炉灰渣和煤矸石。
本发明在多年研究的基础上，创新地发现了将煤杆石作为生料的组分与电石渣、石灰石、硅石、铁粉和炉灰渣混合，得到的电石水渣水泥生料不仅对水泥熟料的质量无任何不良影响，可使得到的水泥熟料折标煤耗大幅度降低。
在本发明一个优选实施方式中，所述电石渣水泥生料包括如下重量份的组分：50～70份电石渣、15～30份石灰石、1～10份硅石、1～10份铁粉、1～10份炉灰渣和1～10份煤矸石。进一步优选地，所述电石渣水泥生料包括如下重量份的组分：55～65份电石渣、20～22份石灰石、1～7份硅石、1～5份铁粉、1～5.5份炉灰渣和1～6份煤矸石。进一步优选地，所述电石渣水泥生料包括如下重量份的组分：55～60份电石渣、20～21.5份石灰石、5～7份硅石、2～3.8份铁粉、3～5份炉灰渣和3～4份煤矸石。更优选地是，所述电石渣水泥生料包括如下重量份的组分：60份电石渣、21.5份石灰石、6.5份硅石、3.5份铁粉、4.5份炉灰渣和4份煤矸石。
在本发明中，所述重量份可以是μg、mg、g、kg等本领域公知的重量单位，也可以是其倍数，如1/10、1/100、10倍、100倍等。
在本发明一个优选实施方式中，所述电石渣水泥生料由上述配比的电石渣、石灰石、硅石、铁粉、炉灰渣和煤矸石组成。
其中，煤矸石又称劣质煤，是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石，可直接作为燃料使用，但因其发热量较低，灰分较高，无法作为水泥生产燃料使用。煤矸石灰分主要成分是Al2O3、SiO2，另外还含有数量不等的Fe2O3、CaO、MgO、和微量稀有元素(镓、钒、钛、钴)。在本发明一个优选实施方式中，用于本发明的电石渣水泥生料中的煤矸石的发热量为2000～2500kcal/kg。
在本发明一个优选实施方式中，所述煤矸石中成分Al2O3的含量为28～33％，SiO2的含量为52～57％，Fe2O3的含量为4～5％，三者含量超过90％。煤矸石作为原料直接入磨粉磨，因此要求粒度＜25mm最佳。即在本发明优选实施方式中，煤矸石为粒径小于25mm的煤矸石粉。
在本发明一个优选实施方式中，所述电石渣中有效成分CaO的含量为65～75％，电石渣为化工使用电石生产乙炔气产生的废渣。
在本发明一个优选实施方式中，所述炉灰渣中Al2O3的含量为28～33％。
本发明的第二目的在于提供一种电石渣水泥熟料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：将上述电石渣水泥生料中组分按配比混合得混合物，预热至所述混合物的温度为540℃～600℃，再将所述混合物入炉燃烧，即得。
通常将混合物置于预热器中进行预热。在预热器中可以使用旋风筒来完成，混合后的生料在经过预热器各级旋风筒过程中，部分煤矸石将提前燃烧，其原理与水泥生产中燃料分级燃烧工艺相同，降低NOx排放量，减少对环境的污染。
在制备水泥熟料过程中，水泥生料在入窑炉后，受到高温烟气的加热，温度逐渐升高，在此期间经历干燥、干馏(析出挥发分)、挥发分着火燃烧、固定炭燃烧等阶段，其中干燥与干馏过程为吸热反应，是燃烧前的准备阶段。在本发明中，预热的热源来自窑炉火焰或高温烟气等。
将煤矸石按一定比例掺入水泥生料的其它组分当中，进入预热器后，优选与高温烟气进行热交换，确保绝大多数煤矸石在预热器中完成干燥、干馏过程，当温度到540℃～600℃后入炉燃烧，确保其燃烧充分。优选使用发热量2000～2500kcal/kg的煤矸石。
在本发明一个优选实施方式中，所述混合物的温度为550℃～560℃。即当温度到550℃～560℃后入炉燃烧，可以使生料能更充分地燃烧，提高熟料的质量，降低折标煤耗。
与现有技术相比，本发明的技术效果：
(1)本发明通过多年的总结分析，将煤矸石掺配到电石渣、石灰石、硅石、铁粉和炉灰渣中，降低了生料中硅石和炉灰渣消耗量，得到的水泥生料配料方案不仅对熟料产质量无任何不良影响，折标煤耗大幅度降低，且在极大程度上降低了生产成本，达到了降本增效的最终目的。
(2)通过调整掺配过程中煤矸石用量由少到多，各原材料配比逐步调整，得到性能更优的电石渣水泥生料。
(3)本发明将煤粉与生料入炉前的充分混合，使其入炉后的热交换效率得到极大提升，入窑生料分解率也将有所升高，熟料台产上升。
(4)混合后的生料在经过预热器各级旋风筒过程中，部分煤矸石将提前燃烧，其原理与水泥生产中燃料分级燃烧工艺基本相同，NOx排放量大幅度降低。
(5)煤矸石用量为8t/h，尾煤用量降低了3.5t/h，煤矸石价格在60元/t以下，现用煤单价超过400元/t，通过计算，煤矸石使用成本为8t/h×60元/t＝480元/h，尾煤减少的成本为3.5t/h×400元/t＝1400元/h，因此正常生产中可节约成本1400-480＝920元/h，生产成本大大降低。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
本实施例提供了一种电石渣水泥生料，该电石渣水泥生料由电石渣60％，石灰石21.5％，硅石6％，铁粉4％，炉灰渣4.5％，煤矸石4％组成。其中，电石渣中有效成分CaO的含量为65～75％，煤矸石中Al2O3的含量为28～33％，SiO2的含量为52～57％，炉灰渣中有效成分Al2O3的含量为28～33％。
本实施例还提供了一种电石渣水泥熟料的制备方法，包括如下步骤：
将4％煤矸石(发热量2000～2500kcal/kg)掺入由电石渣60％、石灰石21.5％、硅石6％、铁粉4％、炉灰渣4.5％组成的生料中得到电石渣水泥生料，将该电石渣水泥生料投入预热器中，经过预热器中各级旋风筒过程中，与高温烟气进行热交换，部分煤矸石提前燃烧，当电石渣水泥生料温度为560℃时，将电石渣水泥生料入炉燃烧，温度超过850℃时开始分解，分解后的生料入窑煅烧，煅烧温度需达到1400℃以上，得到电石渣水泥熟料。
对比例1
本对比例提供了一种电石渣水泥生料，该电石渣水泥生料由电石渣60％，石灰石22.5％，硅石7.5％，铁粉4％和炉灰渣6％组成。
本对比例还提供了一种电石渣水泥熟料的制备方法，包括如下步骤：
将该电石渣水泥生料投入预热器中，经过预热器中各级旋风筒过程中，与高温烟气进行热交换，当电石渣水泥生料温度为560℃时，将电石渣水泥生料入炉燃烧，得到电石渣水泥熟料。
实验例
实施例与对比例得到的电石渣水泥熟料元素分析如下表所示：
上表数据显示煤矸石掺配前后得到的熟料无明显变化，熟料产量也无明显变化，统计四月份熟料产量，掺配前熟料台产97.5t/h，掺配后98.2t/h，除此以外整体生产工况较为稳定，无其他异常情况，说明本发明的水泥生料配料方案对熟料质量没有任何不良影响。
最后，本发明的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种电石渣水泥生料，其特征在于，包括如下组分：电石渣、石灰石、硅石、铁粉、炉灰渣和煤矸石。
2.根据权利要求1所述的电石渣水泥生料，其特征在于，包括如下重量份的组分：50～70份电石渣、15～30份石灰石、1～10份硅石、1～10份铁粉、1～10份炉灰渣和1～10份煤矸石。
3.根据权利要求1所述的电石渣水泥生料，其特征在于，包括如下重量份的组分：55～65份电石渣、20～22份石灰石、1～7份硅石、1～5份铁粉、1～5.5份炉灰渣和1～6份煤矸石。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电石渣水泥生料，其特征在于，所述煤矸石的发热量为2000～2500kcal/kg，所述煤矸石中Al2O3的含量为28～33％，SiO2的含量为52～57％。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电石渣水泥生料，其特征在于，所述电石渣中有效成分CaO的含量为65～75％。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电石渣水泥生料，其特征在于，所述炉灰渣中有效成分Al2O3的含量为28～33％。
7.一种电石渣水泥熟料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将权利要求1至6中任一项所述的电石渣水泥生料中组分按配比混合得混合物，预热至所述混合物的温度为540℃～600℃，再将所述混合物入炉燃烧，即得。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述混合物的温度为550℃～560℃。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
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2018
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