一種改性錳渣水泥摻合料制備復合硅酸鹽水泥的方法技術

本發明專利技術公開了一種改性錳渣水泥摻合料制備復合硅酸鹽水泥的方法。電解二氧化錳生產過程中的壓濾渣經自然風干或曬干脫除其中大部分的游離水，在回轉窯中250℃-350℃下煅燒處理1-2小時，出窯后按10%-15%的質量比與硅酸鹽水泥熟料、粉煤灰及石灰石混合粉磨到一定細度制得復合硅酸鹽水泥產品。該復合硅酸鹽水泥的生產最大程度地資源化利用了工業廢渣，實現節能降耗地清潔生產，同時改性錳渣水泥摻合料、粉煤灰及石灰石的使用可明顯降低復合硅酸鹽水泥的生產成本，所得產品的強度和凝結性能等各項指標均能達到國家標準。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于工業固體廢物資源化利用
，是一種對電解二氧化錳生產過程中的壓濾渣(下文中簡稱“錳渣”)進行預處理改性后制成改性錳渣水泥摻合料，再與硅酸鹽水泥熟料、粉煤灰及石灰石混合球磨生產復合硅酸鹽水泥的技術方法。
技術介紹
目前我國為世界上最大的水泥生產國和消費國，水泥年產量超過10億噸，其中大部分為硅酸鹽水泥。硅酸鹽水泥在生產過程中需要消耗大量的石灰石及粘土，產生大量的溫室氣體co2。與此同時，我國每年工業生產產生大量的工業廢渣，這些工業廢渣的大宗資源化利用成為當前工業固體廢物處理的主攻方向，其中資源化利用在建材行業特別是水泥生產行業，減少硅酸鹽水泥熟料的使用是一種有效的途徑，也是促進水泥行業節能降耗、實現可持續發展的需要。電解二氧化錳作為一種重要的電極材料，其生產的主流工藝為酸浸-除雜-電解工藝。該生產工藝產生大量的酸浸壓濾渣，據統計每生產I噸電解二氧化錳，排放約5噸的廢渣。我國作為世界上最大的電解二氧化錳生產大國，每年排放的錳渣超過500萬噸。歷年的累計堆存量更是數量巨大。這種廢渣目前國內缺乏有效的利用途徑，其堆存量日益增加，不僅占用土地、污染土壤、制約企業的可持續發展，而且已成為當地環境水體的主要污染源之一。錳渣的主要成分是CaSO4和SiO2,兩者的含量約占錳渣質量的80_85%，此外還含有少量Al203、Fe203及MnO2等其他物質，是一種具有潛在水硬性類及工業廢石膏類的工業固廢。壓濾后所得的錳渣含水25-30%，其中約18-20%為游離水，余下的則是與CaSO4結合成CaSO4 2H20的結合水存在，因此難以直接應用于水泥生產。錳渣中的硫酸鈣以CaSO4 *2H20的形態存在，活性不高，目前國內利用錳渣制備水泥建材的研究主要有將錳渣、石灰石、無煙煤等按“兩磨一燒”傳統工藝配料，經高溫(1200-140(TC )煅燒成類硫鋁酸鹽水泥熟料；將經500-900°C煅燒錳渣加入到混凝土中取代部分水泥做成空心砌塊或蒸養磚等。本專利技術技術在掌握錳渣物化特性的基礎上，利用自然能脫除其中的大部分游離水，再經250°C-350°C的低溫煅燒活化處理，在去除錳渣中的化學結合水的同時活化其中的硫酸鈣，使得制成的改性錳渣水泥摻合料能大規模的用于復合硅酸鹽水泥的生產，此專利技術技術國內尚未見報道。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供。該方法不僅操作簡單，還使得錳渣及粉煤灰等工業廢渣得到了最大程度的資源化利用，避免了環境污染，實現了節能降耗的清潔生產；制成的復合硅酸鹽水泥各項指標達到或優于國標的標準，具有較強的實用價值。本專利技術的目的是通過以下方式實現的，包括以下步驟( I)制備改性錳渣水泥摻合料錳渣經晾曬或風干使其中的游離水充分蒸發，然后在低溫下進行煅燒處理，使得錳渣中的CaSO4 2H20脫除結晶水；(2)步驟(I)得到的改性錳渣水泥摻合料與硅酸鹽水泥熟料(傳統“兩磨一燒”工藝制得)、粉煤灰及石灰石混合球磨后制得復合硅酸鹽水泥。步驟(I)中所述的錳渣為電解二氧化錳過程中產生的酸浸壓濾渣。步驟(I)中將錳渣經晾曬或風干使其脫水至含水率〈15%。步驟(I)中將晾曬或風干后的錳渣在250_350°C進行煅燒處理l_22h，出窯后慢冷至室溫。 步驟(2)中復合硅酸鹽水泥各組分配比為改性錳渣水泥摻合料10-15%、硅酸鹽水泥熟料57-70%、粉煤灰15-20%、石灰石5-8%。步驟(2)中混合球磨后的細度需達到過80 iim篩，篩余彡10%，符合《GB-175-2007通用硅酸鹽水泥標準》的要求。本專利技術中，充分利用太陽能及風能等自然能去除壓濾錳渣中的大部分游離水，降低了后續回轉窯處理工序的能耗。回轉窯加熱煅燒處理使錳渣中處于結晶水狀態的CaSO4 2H20脫水，晶型發生改變而活性得到激發。回轉窯煅燒處理后的錳渣與硅酸鹽水泥熟料、粉煤灰及石灰石混合粉磨，一方面利用機械力的作用有效的減小因預處理而團聚的錳渣顆粒粒徑，增加其比表面積及組分，特別是CaSO4的晶體缺陷，另一方面在混合粉磨過程中強化了各組分之間的混合均勻化，有利于提高所制得復合硅酸鹽水泥中各項性能指標。所用的粉煤灰符合《GB/T1596— 2005用于水泥和混凝土中的粉煤灰》的標準要求，石灰石中含Al2O3 ^ 2. 5%。本專利技術的特點在于利用太陽能使錳渣脫除部分游離水，降低了后續處理工序的能耗。同時在回轉窯中以一個較低的處理溫度(250-350°C)對錳渣進行煅燒處理，在使其脫除結合水的同時又能使其中CaSO4活性得到激發，使得制成的復合硅酸鹽水泥各項指標達到或優于國標的標準，具有較強的實用價值。總之，該專利技術使錳渣及粉煤灰等工業廢渣得到了最大程度的資源化利用，其改性摻合料以及復合硅酸鹽水泥的制備實現了節能降耗的清潔生產。本專利技術所用主要原料的成分(以主要氧化物計，均為質量百分比)見表I :表I成分干基燒失tt SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO M U SO3 Mj U猛遙14.6520.67 4. 77 8.43 12,04 2.51 29,5 6.8本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種改性錳渣水泥摻合料制備復合硅酸鹽水泥的方法，其特征在于 (1)制備改性錳渣水泥摻合料錳渣經晾曬或風干使其中的游離水充分蒸發，然后在低溫下進行煅燒處理，使得錳渣中的CaSO4 2H20脫除結晶水； (2)步驟(I)得到的改性錳渣水泥摻合料與硅酸鹽水泥熟料、粉煤灰及石灰石混合球磨后制得復合硅酸鹽水泥。2.根據權利要求I所述的改性錳渣水泥摻合料制備復合硅酸鹽水泥的方法，其特征在于步驟(I)中所述的錳渣為電解二氧化錳過程中產生的酸浸壓濾渣。3.根據權利要求I所述的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：柴立元，彭兵，柳全豐，張強，張塘柏，張衛平，李玫，王佳，劉琴，閆國孟，
申請(專利權)人：中南大學，湘潭電化科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：