提高高镁中热水泥熟料中方镁石含量的方法

摘要

本发明是关于一种提高高镁中热水泥熟料中方镁石含量的方法，其步骤包括:取石灰石，钒钛矿渣，硅石，铁尾矿碎屑，菱镁矿共同进行粉磨，得到水泥生料粉；将水泥生料预热后煅烧，得到水泥熟料；对水泥熟料进行冷却。所述的水泥熟料中组成及重量百分含量分别为：硅酸三钙：48％-53％；硅酸二钙：20％-28％；铝酸三钙：1％-3％；铁铝酸四钙：15％-18％；氧化镁：3％-6％。本发明利用钒钛矿渣中锰、钒、钛等金属元素代替镁进行矿物固熔，降低熟料液中固融氧化镁相对含量，从而提高高镁中热水泥熟料中游离态氧化镁的含量。

说明书

技术领域

本发明涉及一种水泥制备工艺，特别是涉及一种提高高镁中热水泥熟 料中方镁石含量的方法。

背景技术

氧化镁(MgO)是水泥熟料矿物相体系中常见的一种次要组分，主要来自 水泥生产过程中石灰石原料，主要有白云石、碳酸镁、菱镁矿、铁白云石 等。

根据国内外研究表明，熟料中氧化镁主要有两种存在方式：一种是固 熔在水泥熟料矿物中的氧化镁，即固熔氧化镁；另外一种是游离态的氧化 镁，即方镁石。这两种形态的氧化镁中，只有方镁石可以参加水化反应， 方镁石在水化生成Mg(OH)₂的同时体积膨胀117％。利用方镁石自身的延迟微 膨胀特性，使混凝土在温降过程中产生体积膨胀，补偿温降收缩，提高混 凝土的抗裂能力，以实现全部或大部分取消大体积混凝土预冷骨料、加冰 拌合、预埋冷却水管、分缝分块等传统温控措施，达到优质、快速、经济 浇筑大体积混凝土的目的，因此，高镁水泥得到广泛的研究和推广应用。

我国国标中规定将中热水泥氧化镁含量限制在6.0％以内的范围，但是 现有技术中由于固溶氧化镁在水泥中的比例较高，使得游离态氧化镁的含 量受到限制，从而导致现有技术中的水泥的抗裂性能不能满足其在大体积 混凝土中的应用。

发明内容

本发明的主要目的在于，提供一种提高高镁中热水泥熟料中方镁石含 量的方法，所要解决的技术问题是使其提高高镁中热水泥熟料中游离态氧 化镁的含量，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据 本发明提出的一种提高高镁中热水泥熟料中方镁石含量的方法，其特征在 于，利用钒钛矿渣中锰、钒、钛等金属元素代替镁进行矿物固熔，其步骤 包括：

1)取石灰石60-85％，钒钛矿渣2-10％，硅石5-10％，铁尾矿碎屑1-5％， 菱镁矿10-20％共同进行粉磨，得到水泥生料粉；

2)将水泥生料预热后煅烧，得到水泥熟料；

3)对水泥熟料进行冷却。

优选的，前述的提高高镁中热水泥熟料中方镁石含量的方法，其中所 述的生料粉的细度为75-85um，方孔筛筛余不大于20％。

优选的，前述的提高高镁中热水泥熟料中方镁石含量的方法，其中所 述的生料粉预热的温度为850-1000℃，煅烧温度为1300-1500℃，煅烧时 间为20-60min，且煅烧过程中保证炉内或窑内处于氧化气氛。

优选的，前述的提高高镁中热水泥熟料中方镁石含量的方法，其中所 述的水泥熟料矿物组成为(重量百分比)：

硅酸三钙：48％-53％；

硅酸二钙：20％-28％；

铝酸三钙：1％-3％；

铁铝酸四钙：15％-18％；

氧化镁：3％-6％。

借由上述技术方案，本发明提高高镁中热水泥熟料中方镁石含量的方 法至少具有下列优点：利用钒钛矿渣中锰、钒、钛等金属元素代替镁进行 矿物固熔，降低熟料液中固融氧化镁相对含量，从而提高高镁中热水泥熟 料中游离态氧化镁的含量。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的 技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例 详细说明如后。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功 效,以下结合较佳实施例，对依据本发明提出的提高高镁中热水泥熟料中方 镁石含量的方法，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。 在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施 例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形 式组合。

本发明的实施例提出一种提高高镁中热水泥熟料中方镁石含量的方 法，包括：

1)取石灰石60-85％，钒钛矿渣2-10％，硅石5-10％，铁尾矿碎屑1-5％， 菱镁矿10-20％共同进行粉磨，得到水泥生料粉；上述生料粉的细度为 75-85um，方孔筛筛余不大于20％；

2)将水泥生料预热至850-1000℃后，在1300-1500℃煅烧20-60min， 得到水泥熟料，所述的水泥熟料矿物组成为(重量百分比)：硅酸三钙： 48％-53％；硅酸二钙：20％-28％；铝酸三钙：1％-3％；铁铝酸四钙：15％-18％； 氧化镁：3％-6％；上述煅烧过程中保证炉内或窑内处于氧化气氛；

3)对水泥熟料进行冷却。

上述实施例中，所述原材料化学组分如表1所示：

表1.原材料的化学成分(重量百分含量/％)

根据上述实施例，本发明提出提高高镁中热水泥熟料中方镁石含量的 方法实例1-4，其水泥熟料的矿物组成如表2所示。

表2.高镁中热水泥设计矿物组分

实施例1

根据表2中实例1设计的水泥熟料的矿物组分，计算熟料的化学成分， 用试配法进行配料，配料的结果为以重量份计，取石灰石85％，钒钛矿渣 2％，硅石5％，铁尾矿碎屑1％，菱镁矿10％为原材料。将上述原料一起放入 实验球磨机中粉磨至80μm方孔筛筛余不大于10％的生料粉。将生料粉加入 少量水搅拌均匀后压制成生料饼，烘干后先在950℃的马弗炉中预热30min， 然后移入1420℃的高温电炉中煅烧60min。煅烧结束后，取出放入空气中 用电风扇吹风冷却至室温，得到熟料。

与采用石灰石、铝矿废石、粘土、铝矿废石和菱镁矿为原材料对比， 氧化镁含量均为3.1％，方镁石含量由1.0％上升为1.6％。

实施例2

根据表2中实例1设计的水泥熟料的矿物组分，计算熟料的化学成分， 用试配法进行配料，配料的结果为以重量份计，取石灰石60％，钒钛矿渣 10％，硅石10％，铁尾矿碎屑5％，菱镁矿20％为原材料。将上述原料一起放 入实验球磨机中粉磨至75μm方孔筛筛余不大于20％的生料粉。将生料粉加 入少量水搅拌均匀后压制成生料饼，烘干后先在850℃的马弗炉中预热 20min，然后移入1300℃的高温电炉中煅烧20min。煅烧结束后，取出放入 空气中用电风扇吹风冷却至室温，得到熟料。

与采用石灰石、铝矿废石、粘土、铝矿废石和菱镁矿为原材料对比， 氧化镁含量均为4.5％，方镁石含量由2.2％上升为2.9％。

实施例3

根据表2中实例1设计的水泥熟料的矿物组分，计算熟料的化学成分， 用试配法进行配料，配料的结果为以重量份计，取石灰石70％，钒钛矿渣 8％，硅石8％，铁尾矿碎屑3％，菱镁矿15％为原材料。将上述原料一起放入 实验球磨机中粉磨至85μm方孔筛筛余不大于10％的生料粉。将生料粉加入 少量水搅拌均匀后压制成生料饼，烘干后先在1000℃的马弗炉中预热 50min，然后移入1500℃的高温电炉中煅烧40min。煅烧结束后，取出放入 空气中用电风扇吹风冷却至室温，得到熟料。

与采用石灰石、铝矿废石、粘土、铝矿废石和菱镁矿为原材料对比， 氧化镁含量均为6％，方镁石含量由3.3％上升为4.2％。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式 上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等 同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。