一种采用化工废渣生产白水泥熟料及提高其白度、强度的方法

摘要

本发明公开了一种采用化工废渣生产白水泥熟料及提高其白度、强度的方法，包括生料配料、白泥的预处理、预拌、预烧、粉磨、薄料快烧、漂白冷却。本发明采用白泥全部替代现有技术中的石灰石生产白水泥，不仅实现了对白泥的回收、再利用，而且同时保证了水泥的白度及强度。

说明书

技术领域

本发明涉及水泥生产技术领域，具体涉及一种采用化工废渣生产白水泥熟料及提高其白度、强度的方法。

背景技术

白色硅酸盐水泥熟料的白度与原材料成分中铁含量、回转窑内煅烧温度、熟料的漂白等有关，因此，在选材上，对原料如石灰石、硅铝质材料铁含量有极高的要求。考虑到原材料的成本及废物重新利用等因素，目前，有企业采用工业废渣来替代水泥生产的原材料，而废弃的造纸白泥就是其中的一种。

白泥是制浆造纸厂碱回收过程中大量产生的污泥，也称苛化白泥，其主要矿物为碳酸钙（含量高达90%以上），可作钙质材料以取代（部分）石灰石。但其残碱含量较高，含水率高达45-60%，且颗粒特别细小。若过于选择含铁量低的白泥作为生产白色硅酸盐水泥熟料的原料之一，则会出现水泥强度不佳的问题，而若是考虑到强度问题去选择含铁量相对较高的白泥，则会影响白水泥的白度。加上因碱的含量过高，均会导致水泥凝结时间不稳定，也会引起水泥石的表面风化。

如何在利用白泥来生产白水泥时兼顾其强度和白度，是目前急需解决的技术问题之一。

此外，催化剂废渣是炼油催化剂生产过程中，经过合成晶化、成胶、多次交换、洗涤、过滤后，产生的大量污水，再经过中和、沉降、过滤后产生，是一种粉末状固体，是危险固体污染源不能随意废弃。据报道，全球每年产生催化剂废渣50万-70万吨，呈胶状，含较多的铝和稀土元素，含水量在70%以上粒度较细。目前对催化剂废渣的处理只有积碳失活催化剂的再生和浸取法回收金属实现了一定程度的工业化，其他还未有更好的办法进行无害化处理。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种采用化工废渣生产白水泥熟料及提高其白度、强度的方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种采用化工废渣生产白水泥熟料及提高其白度、强度的方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）生料配料：以重量百分比计，将白泥84%-88%、氯化铝1%-3%、催化剂废渣2.5%-4.0%、硅质材料7.5%-10%、矿化剂0.3%-0.5%进行配料；

（2）白泥的预处理：往造纸回收的白泥中加入氯化铝，充分搅拌均匀，用以中和白泥中的碱性；

（3）预拌、预烧：往步骤（2）的混合物中加入催化剂废渣，充分混合后送入预烧炉中进行预烧，预烧的温度在200-300℃；烘干水分的同时，对催化剂废渣中有害物质进行固化；

（4）粉磨：按照生料配比，将步骤（3）处理得到的混合物，与硅质材料、矿化剂一起送入立式粉磨机中粉磨，粉磨后进入均化库进行均化；

（5）薄料快烧：将经过步骤（4）处理的生料送入预热器中，由常温迅速预热到850℃，然后送入分解炉分解，再进入回转窑内进行煅烧，煅烧过程中回转窑内保持弱还原气氛，且采取薄料快烧的方法操作，以使熟料中细小颗粒占比在90%以上；

（6）漂白冷却。

进一步，上述生料配料中，生料配料的饱和比KH=0.94±0.02，硅率n=5.2±0.3，Fe

进一步，在熟料快烧步骤中，将烧成带控制在离窑头最近的地方，以保证生料在最短时间内熔融。

进一步，上述漂白冷却步骤中，由步骤（5）而来的高温熟料进入漂白机中进行漂白后温度降至600℃，然后进入篦冷机冷却至100℃以下，最后输送至熟料储库中储存，其中漂白冷却过程中采用循环的弱还原气氛。

与现有技术相比，本发明具备的有益效果是：

1、采用白泥全部替代现有技术中的石灰石生产白水泥，不仅实现了对白泥的回收、再利用，而且同时保证了水泥的白度及强度；

2、通过本发明的白泥预处理、与催化剂的预拌预烧等，能够有效缓解白泥碱性问题的同时，利用催化剂废渣中的有效成分来提高白泥的强度，同时也达到了白度的要求；

3、本发明采用薄料快烧的操作方法，既可减少熟料粉料的生成，又可减少大颗粒熟料的产生，保证出窑熟料颗粒均匀齐整，且颗粒偏细，为保证熟料的白度提供了保障；

4、通过在漂白冷却步骤中采用循环的弱还原气氛，能够有效保证漂白的程度，也防止了氧化。

具体实施方式

现结合具体实施例，对本发明作进一步的详细阐述。以下仅为本发明的优选实施方式，并非用于限制本发明的保护范围。任何在不脱离本发明构思前提下的等同或相似替换均应落在本申请的保护范围内。且下述未详尽部分，均应按照本领域现有技术或常规技术进行。

为较佳的解释本发明，在原材料选用方面：钙质材料选用白泥，硅质材料选用SO

表1：原材料成分分析

实施例一

本实施例中，采用化工废渣生产白水泥熟料及提高其白度、强度的方法，包括如下步骤：

（1）生料配料：以重量百分比计，将白泥87.5%、氯化铝2%、催化剂废渣2.5%、矽砂尾渣7.5%、萤石0.5%进行配料；

（2）白泥的预处理：往造纸回收的白泥中加入氯化铝，充分搅拌均匀，用以中和白泥中的碱性；

（3）预拌、预烧：往步骤（2）的混合物中加入催化剂废渣，充分混合后送入预烧炉中进行预烧，预烧的温度在200-300℃；烘干水分的同时，对催化剂废渣中有害物质进行固化；

（4）粉磨：按照生料配比，将步骤（3）处理得到的混合物，与硅质材料、矿化剂一起送入立式粉磨机中粉磨，粉磨后进入均化库进行均化；

（5）薄料快烧：将经过步骤（4）处理的生料送入预热器中，由常温迅速预热到850℃，然后送入分解炉分解，再进入回转窑内进行煅烧，煅烧过程中回转窑内保持弱还原气氛，且采取薄料快烧的方法操作，以使熟料中细小颗粒占比在90%以上；

（6）漂白冷却：由步骤（5）而来的高温熟料在还原气体的带动下进入漂白机中，采用冷却水与熟料上下对流的方式进行漂白，以使漂白后温度降至600℃，然后进入篦冷机冷却至100℃以下，最后输送至熟料储库中储存，其中漂白冷却过程伴随着循环的弱还原气氛。

实施例二

除以下不同外，其余同实施例一：

生料配料：以重量百分比计，将白泥86.1%、氯化铝2%、催化剂废渣3.0%、矽砂尾渣8.5%、萤石0.4%进行配料。

实施例三

生料配料：以重量百分比计，将白泥85.9%、氯化铝1%、催化剂废渣3.6%、矽砂尾渣9.2%、萤石0.3%进行配料。

实施例四

生料配料：以重量百分比计，将白泥85.7%、氯化铝1%、催化剂废渣4.0%、矽砂尾渣9.0%、萤石0.3%进行配料。

实施例五

生料配料：以重量百分比计，将白泥85.3%、氯化铝2%、催化剂废渣2.5%、矽砂尾渣9.8%、萤石0.4%进行配料。

现附上以上五个实施例中的生料的化学成分以及熟料的物理性能，具体如下表二、表三所示：

表二：生料的化学成分

表三：熟料物理性能

由上述表三科看出，本发明生产出的熟料白度基本上达到90以上，而28天抗压强度达到了67MPa以上。与使用石灰石生产的白水泥熟料相比，其白度更佳。