一种利用黄磷渣作为矿化剂生产熟料的工艺[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 111574077 A(43)申请公布日 2020.08.25

(21)申请号 202010382702.6(22)申请日 2020.05.08

(71)申请人 梁平海螺水泥有限责任公司

地址 405209 重庆市梁平区回龙镇安居村(72)发明人 李乐意　谢发权　李春锋　何小曲　

陈钦松　黄爱斌　谭继平　傅婷　盛小峰　冯永富　(74)专利代理机构 重庆千石专利代理事务所

(普通合伙) 50259

代理人 黄莉(51)Int.Cl.

C04B 7/24(2006.01)C04B 7/14(2006.01)C04B 7/02(2006.01)C04B 7/38(2006.01)

权利要求书2页 说明书5页

C04B 7/43(2006.01)C04B 7/44(2006.01)

CN 111574077 A()发明名称

一种利用黄磷渣作为矿化剂生产熟料的工艺

(57)摘要

本发明公开了一种利用黄磷渣作为矿化剂生产熟料的工艺，包括以下步骤：步骤1：原料选

黄磷渣F(氟化物)含择：选取成分适宜的黄磷渣，

量在2.0％～4.0％，P2O5含量在2.0％～5.0％；步骤2：配料混合：将石灰石、砂岩、粘土、铁尾矿、黄磷渣等；本发明通过原料选择、配料混合、原料烘干磨粉、分解煅烧和快速冷却的工艺流程，促进碳酸盐分解，改善熟料易烧性，解决了目前的硅酸盐水泥熟料因碱含量高导致熟料强度低，水泥标准稠度耗水量大，与添加剂适应性不稳定和易性不好的问题，具备既能提高熟料强度，又能降低水泥标准稠度耗水量，提高水泥产品和易性能，又能降低熟料煅烧能耗的优点。

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1.一种利用黄磷渣作为矿化剂生产熟料的工艺，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：原料选择：选取成分适宜的黄磷渣，黄磷渣F(氟化物)含量在2.0％～4.0％，P2O5含量在2.0％～5.0％；

步骤2：配料混合：将黄磷渣与石灰石、砂岩、粘土、铁尾矿等，通过配料系统(皮带秤)，按一定比例进行配料，黄磷渣根据掺入量与强度增长关系，确定最佳掺入比例，掺入质量与物料总质量的质量比例控制在1.5％～3.5％；

步骤3：原料烘干研磨：黄磷渣通过配料混合后，与石灰石、砂岩、粘土、铁尾矿等经立磨系统(带烘干、研磨、选粉功能)进行研磨、烘干，直至将物料研磨至80微米筛余细度≤18％，水份≤0.5％的生料粉；

步骤4：预热分解：对干粉状的生料进行预热分解，预热分解通过5级预热分解系统进行操作；

步骤5：高温煅烧：将预热分解后的原料导入回转窑中进行高温煅烧，煅烧温度在1300-1400℃范围内，得到部分熔融的物料；步骤6：快速冷却：将部分熔融的物料导入冷却组件，经冷却组件快速冷却至60-100℃，从而得到硅酸盐熟料。

2.根据专利要求1所述的一种利用黄磷渣作为矿化剂生产熟料的工艺，其特征在于：所述在步骤1中，用于生产硅酸盐水泥熟料的黄磷渣中需含有F(氟化物)，F(氟化物)含量在2.0％～4.0％达到使用要求。

3.根据权利要求1所述的一种利用黄磷渣作为矿化剂生产熟料的工艺，其特征在于：所述在步骤2中，原料的重量百分比为：石灰石82-.0％、砂岩(粘土)、8-12％、铁尾渣2-3％、黄磷渣1.5-3.5％。

4.根据权利要求1所述的一种利用黄磷渣作为矿化剂生产熟料的工艺，其特征在于：所述在步骤3中，与黄磷渣配料混合后的物料，经原料磨研磨后，生料粉细度控制，80微米筛余细度需控制在≤18％，水份≤0.5％。

5.根据权利要求1所述的一种利用黄磷渣作为矿化剂生产熟料的工艺，其特征在于：所述在步骤4中，对干粉状的生料通过预热器、分解炉进行预热分解，掺入黄磷渣的生料，分解阶段，黄磷渣能促进碳酸盐分解，磷渣不含碳酸盐矿物，其中从CaO、SiO2直接参与固相反应，降低分解热负荷，石灰石碳酸盐CaCO3＝＝CaO+CO2↑(条件900℃开始分解，强吸热过程)，掺入磷渣的氟化物与烟气SO2及原料中的SO3形成氟硫矿化剂，在900℃时，3C2S·3CaSO4·CaF开始形成，可以吸收较多的CaO促进CaCO3的分解，生料在分解炉温度控制降低20℃控制，控制水泥回转窑系统分解炉出口温度由原来的880℃降到860℃，分解炉用煤降低1.0kg/t。

6.根据权利要求1所述的一种利用黄磷渣作为矿化剂生产熟料的工艺，其特征在于：所述在步骤5中，经分解后的物料进入窑内高温煅烧，掺入黄磷渣后，可改变液相量性质，降低烧成温度，促进硅酸盐矿物形成，提升熟料强度，在原材料碱含量较高时，碱在780℃-820℃会融化成粘度较低了液相量，促进熟料在低温时矿物合成，但在高温烧结段1450℃时碱会提高液相量粘度，导致CaO吸收缓慢，C3S矿物形困难，在加入黄磷渣后，可以降低熟料在高温烧成断的液相粘度，在1110℃左右生成中间过度相，3C3S·CaF2,能在1300℃左右促进生成大量的C3S，从而降低C3S矿物的形成温度，削弱了碱含量对熟料煅烧的影响，在窑内煅烧

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阶段，二次风温由1150℃降低到1100℃，窑头用煤下降1.0kg/t。

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一种利用黄磷渣作为矿化剂生产熟料的工艺

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技术领域

[0001]本发明涉及硅酸盐熟料生产技术领域，具体为一种利用黄磷渣作为矿化剂生产熟料的工艺。

背景技术

[0002]硅酸盐水泥作为一种重要的建筑材料，广泛应用于各种工业、科学研究及日常生活，是推进国家基础建设的基石。硅酸盐水泥性能主要由硅酸盐水泥熟料决定，而目前的硅酸盐水泥熟料部分因石灰石、砂岩及粘土矿山资源碱含量高的问题，导致煅烧的熟料强度低，熟料用于水泥生产后，水泥标准稠度耗水量大，与外加剂适应性不稳定和易性不好，为此提出一种既提高熟料强度，降低水泥标准稠度用水量，稳定性及和易性好的工艺来解决此问题。

发明内容

[0003]本发明的目的在于提供一种利用黄磷渣作为矿化剂生产熟料的工艺，生产的产品具备熟料强度高，水泥标准稠度耗水量小，稳定性及和易性好的优点，解决了因石灰石、砂岩及粘土矿山资源碱含量高问题，导致煅烧的熟料强度低，水泥标准稠度耗水量大，与添加剂适应性不稳定和易性不好的问题。[0004]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种利用黄磷渣生产硅盐熟料的工艺提高熟料质量、降低熟料能耗，包括以下步骤：[0005]步骤1：原料选择：选取成分适宜的黄磷渣，黄磷渣F(氟化物)含量在2.0％～4.0％，P2O5含量在2.0％～5.0％；[0006]步骤2：配料混合：将黄磷渣与石灰石、砂岩、粘土、铁尾矿等，通过配料系统(皮带秤)，按一定比例进行配料，黄磷渣根据掺入量与强度增长关系，确定最佳掺入比例，掺入质量与物料总质量的质量比例控制在1.5％～3.5％；步骤3：原料烘干研磨：黄磷渣通过配料混合后，与石灰石、砂岩、粘土、铁尾矿等经立磨系统(带烘干、研磨、选粉功能)进行研磨、烘干，直至将物料研磨至80微米筛余细度≤18％，水份≤0.5％的生料粉；[0007]步骤4：预热分解：对干粉状的生料进行预热分解，预热分解通过5级预热分解系统进行操作；

[0008]步骤5：高温煅烧：将预热分解后的原料导入回转窑中进行高温煅烧，煅烧温度在1300-1400℃范围内，得到部分熔融的物料；[0009]步骤6：快速冷却：将部分熔融的物料导入冷却组件，经冷却组件快速冷却至60-100℃，从而得到硅酸盐熟料。[0010]优选的，所述在步骤1中，用于生产硅酸盐水泥熟料的黄磷渣中需含有F(氟化物)，F含量在2.0％～4.0％达到使用要求。[0011]优选的，所述在步骤2中，黄磷渣通过配料皮带秤精准掺入，掺入质量与物料总质量的质量比例控制在1.5％～3.5％，原料的重量百分比为：石灰石82-.0％、砂岩(粘土)、

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8-12％、铁尾渣2-3％、黄磷渣1.5-3.5％。[0012]优选的，所述在步骤3中，与黄磷渣配料混合后的物料，经原料磨研磨后，生料粉80微米筛余细度需控制在≤18％，水份≤0.5％。[0013]优选的，所述在步骤4中，对干粉状的生料通过预热器、分解炉进行预热分解，掺入黄磷渣的生料，分解阶段，黄磷渣能促进碳酸盐分解，磷渣不含碳酸盐矿物，其中从CaO、SiO2直接参与固相反应，降低分解热负荷，石灰石碳酸盐CaCO3＝＝CaO+CO2↑(条件900℃开始分解，强吸热过程)，掺入磷渣的氟化物与烟气SO2及原料中的SO3形成氟硫矿化剂，在900℃时，3C2S·3CaSO4·CaF开始形成，可以吸收较多的CaO促进CaCO3的分解，生料在分解炉温度控制降低20℃控制，控制水泥回转窑系统分解炉出口温度由原来的880℃降到860℃，分解炉用煤降低1.0kg/t。[0014]优选的，所述在步骤5中，经分解后的物料进入窑内高温煅烧，掺入黄磷渣后，可改变液相量性质，降低烧成温度，促进硅酸盐矿物形成，提升熟料强度，在原材料碱含量较高时，碱在780℃-820℃会融化成粘度较低了液相量，促进熟料在低温时矿物合成，但在高温烧结段1450℃时碱会提高液相量粘度，导致CaO吸收缓慢，C3S矿物形困难，在加入黄磷渣后，可以降低熟料在高温烧成断的液相粘度，在1110℃左右生成中间过度相，3C3S·CaF2,能在1300℃左右促进生成大量的C3S，从而降低C3S矿物的形成温度，削弱了碱含量对熟料煅烧的影响，在窑内煅烧阶段，二次风温由1150℃降低到1100℃，窑头用煤下降1.0kg/t。[0015]与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过原料选择，配料混合、原料烘干粉磨、预热分解、高温煅烧和快速冷却的工艺流程，解决了目前因石灰石、砂岩及粘土矿山资源碱含量高，导致煅烧的熟料强度低，水泥标准稠度耗水量大，与添加剂适应性不稳定和易性不好的问题，该利用黄磷渣生产硅酸盐熟料的工艺，该工艺能提高熟料易烧性，降低熟料煤耗2.0kg/t。生产的熟料强度好，熟料28天强度平均提升3.0MPa，水泥标准稠度耗水量小，稳定性及和易性好的优点。具体实施方式

[0016]下面将通过实施例的方式对本发明作更详细的描述，这些实施例仅是举例说明性的而没有任何对本发明范围的。[0017]本发明提供一种技术方案：一种利用黄磷渣作为矿化剂生产熟料的工艺，包括以下步骤：

[0018]步骤1：原料选择：选取成分适宜的黄磷渣，黄磷渣F(氟化物)含量在2.0％～4.0％，P2O5含量在2.0％～5.0％；[0019]步骤2：配料混合：将黄磷渣与石灰石、砂岩、粘土、铁尾矿等，通过配料系统(皮带秤)，按一定比例进行配料，黄磷渣根据掺入量与强度增长关系，确定最佳掺入比例，掺入质量与物料总质量的质量比例控制在1.5％～3.5％。[0020]步骤3：原料烘干研磨：黄磷渣通过配料混合后，与石灰石、砂岩、粘土、铁尾矿等经立磨系统(带烘干、研磨、选粉功能)进行研磨、烘干，直至将物料研磨至80微米筛余细度≤18％，水份≤0.5％的生料粉；[0021]步骤4：预热分解：对干粉状的生料进行预热分解，预热分解通过5级预热分解系统进行操作；

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步骤5：高温煅烧：将预热分解后的原料导入回转窑中进行高温煅烧，煅烧温度在

1300-1400℃范围内，得到部分熔融的物料；[0023]步骤6：快速冷却：将部分熔融的物料导入冷却组件，经冷却组件快速冷却至60-100℃，从而得到硅酸盐熟料。[0024]实施例一：

[0025]一种利用黄磷渣作为矿化剂生产熟料的工艺，包括以下步骤：步骤1：原料选择：选取成分适宜的黄磷渣，黄磷渣F(氟化物)含量在2.0％～4.0％，P2O5含量在2.0％～5.0％；步骤2：配料混合：将黄磷渣与石灰石、砂岩、粘土、铁尾矿等，通过配料系统(皮带秤)，按一定比例进行配料，黄磷渣根据掺入量与强度增长关系，确定最佳掺入比例，掺入质量与物料总质量的质量比例控制在1.5％～3.5％；步骤3：原料烘干研磨：黄磷渣通过配料混合后，与石灰石、砂岩、粘土、铁尾矿等经立磨系统(带烘干、研磨、选粉功能)进行研磨磨、烘干，直至将物料研磨至80微米筛余细度≤18％，水份≤0.5％的生料粉；步骤4：预热分解：对干粉状的生料进行预热分解，预热分解通过5级预热分解系统进行操作；步骤5：高温煅烧：将预热分解后的原料导入回转窑中进行高温煅烧，煅烧温度在1300-1400℃范围内，得到部分熔融的物料；步骤6：快速冷却：将部分熔融的物料导入冷却组件，经冷却组件快速冷却至60-100℃，从而得到硅酸盐熟料。[0026]实施例二：[0027]在实施例一中，再加上下述工序：[0028]在步骤1中，用于生产硅酸盐水泥熟料的黄磷渣中需含有F(氟化物)，F含量在2.0％～4.0％即可使用，黄磷渣发挥矿化剂作用，重要通过F含量，成分达到要求后，能够提高熟料强度，改善生料易烧性，提高熟料的性能。

[0029]一种利用黄磷渣作为矿化剂生产熟料的工艺，包括以下步骤：步骤1：原料选择：选取成分适宜的黄磷渣，黄磷渣F(氟化物)含量在2.0％～4.0％，P2O5含量在2.0％～5.0％；步骤2：配料混合：将黄磷渣与石灰石、砂岩、粘土、铁尾矿等，通过配料系统(皮带秤)，按一定比例进行配料，黄磷渣根据掺入量与强度增长关系，确定最佳掺入比例，掺入质量与物料总质量的质量比例控制在1.5％～3.5％；步骤3：原料烘干研磨：黄磷渣通过配料混合后，与石灰石、砂岩、粘土、铁尾矿等经立磨系统(带烘干、研磨、选粉功能)进行研磨磨、烘干，直至将物料研磨至80微米筛余细度≤18％，水份≤0.5％的生料粉；步骤4：预热分解：对干粉状的生料进行预热分解，预热分解通过5级预热分解系统进行操作；步骤5：高温煅烧：将预热分解后的原料导入回转窑中进行高温煅烧，煅烧温度在1300-1400℃范围内，得到部分熔融的物料；步骤6：快速冷却：将部分熔融的物料导入冷却组件，经冷却组件快速冷却至60-100℃，从而得到硅酸盐熟料。[0030]实施例三：[0031]在实施例二中，再加上下述工序：[0032]在步骤2中，黄磷渣通过配料皮带秤精准掺入，掺入质量与物料总质量的质量比例控制在1.5％～3.5％，原料的重量百分比为：石灰石82-.0％、砂岩(粘土)、8-12％、铁尾渣2-3％、黄磷渣1.5-3.5％。

[0033]一种利用黄磷渣作为矿化剂生产熟料的工艺，包括以下步骤：步骤1：原料选择：选取成分适宜的黄磷渣，黄磷渣F(氟化物)含量在2.0％～4.0％，P2O5含量在2.0％～5.0％；步

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骤2：配料混合：将黄磷渣与石灰石、砂岩、粘土、铁尾矿等，通过配料系统(皮带秤)，按一定比例进行配料，黄磷渣根据掺入量与强度增长关系，确定最佳掺入比例，掺入质量与物料总质量的质量比例控制在1.5％～3.5％，原料的重量百分比为：石灰石82-.0％、砂岩(粘土)、8-12％、铁尾渣2-3％、黄磷渣1.5-3.5％；步骤3：原料烘干研磨：黄磷渣通过配料混合后，与石灰石、砂岩、粘土、铁尾矿等经立磨系统(带烘干、研磨、选粉功能)进行研磨、烘干，直至将物料研磨至80微米筛余细度≤18％，水份≤0.5％的生料粉；步骤4：预热分解：对干粉状的生料进行预热分解，预热分解通过5级预热分解系统进行操作；步骤5：高温煅烧：将预热分解后的原料导入回转窑中进行高温煅烧，煅烧温度在1300-1400℃范围内，得到部分熔融的物料；步骤6：快速冷却：将部分熔融的物料导入冷却组件，经冷却组件快速冷却至60-100℃，从而得到硅酸盐熟料。[0034]实施例四：[0035]在实施例三中，再加上下述工序：[0036]在步骤3中，与黄磷渣配料混合后的物料，经原料磨研磨后，生料粉80微米筛余细度需控制在≤18％，水份≤0.5％。

[0037]一种利用黄磷渣作为矿化剂生产熟料的工艺，包括以下步骤：步骤1：原料选择：选取成分适宜的黄磷渣，黄磷渣F(氟化物)含量在2.0％～4.0％，P2O5含量在2.0％～5.0％；步骤2：配料混合：将黄磷渣与石灰石、砂岩、粘土、铁尾矿等，通过配料系统(皮带秤)，按一定比例进行配料，黄磷渣根据掺入量与强度增长关系，确定最佳掺入比例，掺入质量与物料总质量的质量比例控制在1.5％～3.5％，原料的重量百分比为：石灰石82-.0％、砂岩(粘土)、8-12％、铁尾渣2-3％、黄磷渣1.5-3.5％；步骤3：原料烘干研磨：黄磷渣通过配料混合后，与石灰石、砂岩、粘土、铁尾矿等经立磨系统(带烘干、研磨、选粉功能)进行研磨、烘干，直至将物料研磨至80微米筛余细度≤18％，水份≤0.5％的生料粉；步骤4：预热分解：对干粉状的生料进行预热分解，预热分解通过5级预热分解系统进行操作；步骤5：高温煅烧：将预热分解后的原料导入回转窑中进行高温煅烧，煅烧温度在1300-1400℃范围内，得到部分熔融的物料；步骤6：快速冷却：将部分熔融的物料导入冷却组件，经冷却组件快速冷却至60-100℃，从而得到硅酸盐熟料。[0038]实施例五：

[0039]在实施例四中，再加上下述工序：[0040]在步骤4中，掺入黄磷渣的生料在分解炉温度控制降低20℃控制，控制水泥回转窑系统分解炉出口温度由原来的880℃降到860℃，分解炉用煤降低1.0kg/t。[0041]一种利用黄磷渣作为矿化剂生产熟料的工艺，包括以下步骤：步骤1：原料选择：选取成分适宜的黄磷渣，黄磷渣F(氟化物)含量在2.0％～4.0％，P2O5含量在2.0％～5.0％；步骤2：配料混合：将黄磷渣与石灰石、砂岩、粘土、铁尾矿等，通过配料系统(皮带秤)，按一定比例进行配料，黄磷渣根据掺入量与强度增长关系，确定最佳掺入比例，掺入质量与物料总质量的质量比例控制在1.5％～3.5％，原料的重量百分比为：石灰石82-.0％、砂岩(粘土)、8-12％、铁尾渣2-3％、黄磷渣1.5-3.5％；步骤3：原料烘干研磨：黄磷渣通过配料混合后，与石灰石、砂岩、粘土、铁尾矿等经立磨系统(带烘干、研磨、选粉功能)进行研磨、烘干，直至将物料研磨至80微米筛余细度≤18％，水份≤0.5％的生料粉；步骤4：预热分解：对干粉状的生料进行预热分解，预热分解通过5级预热分解系统进行操作，掺入黄磷渣的生料在

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分解炉温度控制降低20℃控制，控制水泥回转窑系统分解炉出口温度由原来的880℃降到860℃，分解炉用煤降低1.0kg/t；步骤5：高温煅烧：将预热分解后的原料导入回转窑中进行高温煅烧，煅烧温度在1300-1400℃范围内，得到部分熔融的物料；步骤6：快速冷却：将部分熔融的物料导入冷却组件，经冷却组件快速冷却至60-100℃，从而得到硅酸盐熟料。[0042]实施例六：[0043]在实施例五中，再加上下述工序：[0044]在步骤5中，经分解后的物料进入窑内高温煅烧，在窑内煅烧阶段，二次风温由1150℃降低到1100℃，窑头用煤下降1.0kg/t。

[0045]一种利用黄磷渣作为矿化剂生产熟料的工艺，包括以下步骤：步骤1：原料选择：选取成分适宜的黄磷渣，黄磷渣F(氟化物)含量在2.0％～4.0％，P2O5含量在2.0％～5.0％；步骤2：配料混合：将黄磷渣与石灰石、砂岩、粘土、铁尾矿等，通过配料系统(皮带秤)，按一定比例进行配料，黄磷渣根据掺入量与强度增长关系，确定最佳掺入比例，掺入质量与物料总质量的质量比例控制在1.5％～3.5％，原料的重量百分比为：石灰石82-.0％、砂岩(粘土)、8-12％、铁尾渣2-3％、黄磷渣1.5-3.5％；步骤3：原料烘干研磨：黄磷渣通过配料混合后，与石灰石、砂岩、粘土、铁尾矿等经立磨系统(带烘干、研磨、选粉功能)进行研磨、烘干，直至将物料研磨至80微米筛余细度≤18％，水份≤0.5％的生料粉；步骤4：预热分解：对干粉状的生料进行预热分解，预热分解通过5级预热分解系统进行操作，掺入黄磷渣的生料在分解炉温度控制降低20℃控制，控制水泥回转窑系统分解炉出口温度由原来的880℃降到860℃，分解炉用煤降低1.0kg/t；步骤5：高温煅烧：将预热分解后的原料导入回转窑中进行高温煅烧，煅烧温度在1300-1400℃范围内，二次风温由1150℃降低到1100℃，窑头用煤下降1.0kg/t，得到部分熔融的物料；步骤6：快速冷却：将部分熔融的物料导入冷却组件，经冷却组件快速冷却至60-100℃，从而得到硅酸盐熟料。[0046]尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附专利要求及其等同物限定。

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