一种利用油页岩灰制备水泥的方法

摘要

一种利用油页岩灰制备水泥的方法，本发明方法的工艺步骤包括合格生料制作、生料烧结和混料研磨，其特征在于使用了超过物料总质量30%的油页岩灰。利用本发明工艺制作的水泥，3d到28d的抗压强度增长率为103.6%，有效降低烧结温度80℃，减少熟料的热耗12%，降低粉磨所需的电耗达到15%。

说明书

技术领域

本发明涉及建筑材料制作领域，特别涉及一种利用油页岩灰制备水泥的方 法。

背景技术

我国油页岩储量非常丰富，但在油页岩提油过程要产生大量的油页岩灰， 按平均含油量7%、油回收率75%计算，年产10万吨页岩油的工厂，其油页岩 灰的排出量就要达到180万吨/年。

油页岩灰成分中SiO₂占55～65%，其它成分为CaO、Al₂O₃和Fe₂O₃，与常 规生产水泥用的粘土成分非常接近，因此使用油页岩灰生产水泥，可以大大节 省粘土资源。

以往的油页岩灰利用技术，只是极少量的用来制砖或混凝土砌块，而绝大 部分被废弃，这不仅占有大量的土地，浪费了堆存成本，还对环境造成了二次 污染。

中国专利号为201110428145.8“一种用油页岩废渣制备水泥的方法”公开 了有关利用油页岩灰制作水泥的技术，但该技术方法用的原料种类比较多，油 页岩灰掺入量只有13%，流程长，投资大，能耗高。

发明内容

本项发明是要公开一种利用油页岩灰制备水泥的新方法，目的是在水泥原 料中尽可能多地掺入油页岩灰，以减少露天堆存用地、减少对环境的污染，简 化流程、降低投资、降低能耗、降低生产成本，提高经济效益。

本发明方法主要包括下述工艺步骤：

（1）原料混合均化，按常规首先将铁粉磨细、电石渣烘干，然后按质量百 分数分别将17%～20%油页岩灰、75%～78%电石渣和4%～6%的铁粉混放在一起 配制成水泥的混合生料粉，使得灼烧生料的石灰饱和系数KH=0.89～0.91、硅率 SM=1.70～2.40、铝率IM=1.25～1.45，将混合生料粉送入生料均化系统进行均化， 当生料成分中CaO含量波动范围≤±0.25%即为合格生料，所述的电石渣烘干热 源来自于生料烧结所用回转窑设备排出的废气；

（2）烧结，将合格生料装入到回转窑内，回转窑的烧结温度范围为1280～1380 ℃，物料在窑内停留时间40～90min，烧成物料呈黑灰球状，粒度0～25mm，容 重1.4～1.5t/m³，回转窑采用细度-88μm、筛余12%的煤粉为燃料，中煤灰掺入 量按质量百分数记其比例为入炉合格生料质量的3.5%～5.5%；

（3）水泥粉磨。将经烧结获得的熟料、油页岩灰和石膏按质量比熟料 70%～80%:油页岩灰15%～23%:石膏3%～5%的比例配料并喂入磨机内研磨，其产 物的比表面积为3500cm²/g时即为合格水泥，选粉机选出的粗颗粒返回磨机重新 研磨。

本项发明与以往技术相比，具有如下优点：

（1）生产水泥熟料的原料配方为高铝高铁配方，按照本项发明生产，其水 泥的熟料矿物组成为：C₃S:52～57%，C₂S:18～22%，C₃A：10～12%，C₄AF：14～16%， 抗压强度：3d：≥28MPa，28d：≥57MPa，3d到28d的抗压强度增长率为103.6%， 可有效地降低烧结温度50～100℃。

（2）本项发明所使用的生产原料—油页岩灰无需粉磨，直接进入均化库， 可降低粉磨所需的电耗15～20%。

（3）与传统的石灰石和粘土配料生产水泥相比，减少了粘土中高岭土、蒙 脱土和伊利石等分解的耗热，这样既降低了熟料热耗3～5%，又减少了体积比为 5～7%的CO₂排放。

（4）将油页岩灰作为水泥生料和混合材掺入水泥原料之中制备水泥，其掺 入量可达40%以上，不仅最大限度地变废为宝，减轻对环境影响的压力，而且 实现了废弃物的资源化利用，获得较好的经济效益和社会效益，对发展我国循 环经济，缓解我国矿产资源短缺等具有战略意义。

附图说明

图1为本发明的工艺流程示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实例中的技术路线结合附图1加以详细描述，但本发明的 保护范围不受实例所限制。

（1）将铁粉在磨机内磨细至-88μm、筛余12%，将细度为4900孔筛筛余≤ 14%的电石渣在烘干机内烘干至水分≤1.5%，提油后的油页岩灰细度-88μm、 筛余12%，然后按油页岩灰76.4%：电石渣18.6%：铁粉质量5%的比例连续配 制成生料粉，使得灼烧生料的石灰饱和系数KH=0.89±0.01、硅率SM=1.80±0.1、 铝率IM=1.40±0.1，送入生料均化系统进行均化，当生料成分中CaO含量波动 范围≤±0.2%即为合格生料，所述的电石渣烘干热源来自于熟料烧成（2）回转 窑窑尾330℃的废气。

（2）熟料烧结在回转窑内完成，烧结温度范围为1280～1380℃，物料在窑 内停留时间70min，呈黑灰球状，粒度0～25mm，容重1.45t/m³，回转窑用的燃 料为细度-88μm、筛余12%的煤粉，中煤灰掺入量为入炉合格生料质量的3.97%。

（3）水泥粉磨，将熟料、油页岩灰和石膏按质量比77%:18%:5%的比例配 料并连续喂入磨机内研磨，经选粉机选粉后，生成物料比表面积为3500cm²/g 即为合格水泥，待出售，选粉机选出的粗颗粒返回磨机重新研磨。

本实施例中，主要生产原料油页岩灰和电石渣无需粉磨，油页岩灰直接进 入均化库，电石渣经烘干水分也进入均化库，降低粉磨所需的电耗达到15%。

本实施例所制作出的熟料矿物组成为，C₃S:52.1%，C₂S:18.1%，C₃A：11.4%， C₄AF：16.0%，抗压强度3d：28.4MPa，28d：≥57.5MPa，3d到28d的抗压强 度增长率为103.6%，使用这种配方制备水泥，有效地降低烧结温度80℃，减少 熟料的热耗12%。