本發(fā)明屬于水泥熟料的生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種干法回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)高硫硅酸鈣低碳水泥的生產(chǎn)工藝。

背景技術(shù)：

新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯是以懸浮預(yù)熱和預(yù)分解為核心的新型干法水泥熟料生產(chǎn)設(shè)備，新型干法水泥窯在熱效率、大量連續(xù)生產(chǎn)、熟料質(zhì)量等方面均比立窯、干法中空窯、立波爾窯、濕法窯優(yōu)越很多。

生產(chǎn)硅酸鹽水泥熟料的原材料主要是石灰質(zhì)原料、粘土質(zhì)原料及校正料，水泥熟料的主要礦物成分為硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣和鐵鋁酸四鈣。通常硅酸三鈣占礦物組成的50-60%，硅酸二鈣占20-25%，鋁酸三鈣占5-10%，鐵鋁酸四鈣占10-15%。水泥工業(yè)消耗大量石灰石資源，1450℃的高溫煅燒需消耗大量煤炭資源，每生產(chǎn)一噸水泥熟料約排放一噸CO₂，0.74千克SO₂，130千克粉塵以及大量的NO_x。我國是水泥生產(chǎn)大國，2013年水泥產(chǎn)量已達(dá)到20億噸，水泥工業(yè)一直以來就是高能耗、高資源消耗、高污染的行業(yè)，是煤電及鋼鐵之外的二氧化碳排放量最大的行業(yè)。

能否降低石灰飽和系數(shù)，減少水泥熟料中硅酸三鈣含量，提高硅酸二鈣含量并提高硅酸二鈣的水化活性，并采用新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯在較低溫度下生產(chǎn)高強度低碳水泥熟料是解決困擾水泥工業(yè)各種問題的有效途徑。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種降低對石灰石資源的品質(zhì)要求，降低煤炭及電能消耗，顯著減少CO₂、SO₂、NO_x等大氣污染物質(zhì)排放的干法回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)高強度低碳水泥的生產(chǎn)工藝。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：一種干法回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)高強度低碳水泥的生產(chǎn)工藝，所述的高強度低碳水泥的原料包括石灰石質(zhì)原料、硅鋁質(zhì)原料和石膏，所述的原料的重量份數(shù)為：石灰石質(zhì)原料：55-65份，硅鋁質(zhì)原料：25-35份，石膏：8-15，所述的生產(chǎn)工藝包括如下步驟：

步驟1：制備細(xì)料：按各原料重量份數(shù)將原料在生料磨中混合磨細(xì)，生料細(xì)度過80微米篩，并且篩余小于10%的原料重量，制得細(xì)料；

步驟2：預(yù)熱：將步驟1中制得的細(xì)料放入干法水泥回轉(zhuǎn)窯的預(yù)熱器系統(tǒng)中進(jìn)行5級預(yù)熱，首級預(yù)熱溫度控制270-320℃，二級預(yù)熱溫度控制在450-520℃，三級預(yù)熱溫度控制在600-650℃，四級預(yù)熱溫度控制在700-760℃，五級預(yù)熱溫度控制在800-850℃；

步驟3：分解：將步驟2中得到的預(yù)熱后的細(xì)料進(jìn)入到分解爐中分解，分解爐溫度保持在850-950℃，制備分解物料，并且控制生料入窯時碳酸鈣的分解率大于90%；

步驟4：進(jìn)入燒成帶：將步驟3中制得的分解物料進(jìn)入到干法水泥回轉(zhuǎn)窯的燒成帶，控制燒成帶的溫度1200-1300℃，通過燒成帶的時間設(shè)定為10-15分鐘，制得熟料；

步驟5：冷卻：將步驟4中制得的熟料放置在篦冷機下冷卻，制得高強度低碳水泥。

所述的石灰石質(zhì)原料為石灰?guī)r、泥灰?guī)r和電石渣中一種或幾種的混合物，其中氧化鈣含量45-56%。

所述的硅鋁質(zhì)原料為鋁釩土、粉煤灰、煤矸石、赤泥、瓷土和粘土中一種或幾種的混合物，其中三氧化二鋁大于30%。

所述的石膏可以是磷石膏、氟石膏、脫硫石膏、天然硬石膏和天然二水石膏中的一種或多種的混合物，要求三氧化硫含量大于40%。

所述的步驟3中分解物料中碳酸鈣的分解率大于90%。

本發(fā)明的有益效果是：

1.低石灰飽和系數(shù)，可以顯著降低對石灰質(zhì)資源的CaO含量要求，因此可大量使用目前較多儲量的低品位石灰石、電石渣、高爐渣等工業(yè)廢渣，使用煤矸石、粉煤灰、鋁釩土、赤泥等配料可以減少或不用粘土質(zhì)原料及鐵鋁質(zhì)原料。

2.該高硫硅酸鈣低碳水泥熟料的燒結(jié)溫度為1250±50℃，比傳統(tǒng)硅酸鹽水泥熟料的燒成溫度1450℃降低150-250℃，CO₂排放量比生產(chǎn)傳統(tǒng)水泥熟料排放降低15%左右，NO_x排放量降低50%左右，可比煤耗降低20%左右，可比電耗降低10%左右。

3. 該高硫硅酸鈣低碳水泥熟料加入適當(dāng)?shù)氖嗪褪沂a(chǎn)的水泥6小時抗壓強度大于15MPa，3天抗壓強度大于45MPa，28天抗壓強度大于60Mpa。

具體實施例

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

實施例1

一種干法回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)高強度低碳水泥的生產(chǎn)工藝，所述的高強度低碳水泥的原料包括石灰石質(zhì)原料、硅鋁質(zhì)原料和石膏，所述的原料的重量份數(shù)為：泥灰?guī)r60%，并且氧化鈣含量測定結(jié)果為49%，鋁釩土28%，并且測定的三氧化二鋁含量46%，脫硫石膏12%，并且測定的三氧化硫含量48%，所述的生產(chǎn)工藝包括如下步驟：

步驟1：制備細(xì)料：按各原料重量份數(shù)將原料在生料磨中混合磨細(xì)，生料細(xì)度過80微米篩，制得細(xì)料；

步驟2：預(yù)熱：將步驟1中制得的細(xì)料放入干法水泥回轉(zhuǎn)窯的預(yù)熱器系統(tǒng)中進(jìn)行5級預(yù)熱，首級預(yù)熱溫度控制270℃，二級預(yù)熱溫度控制在450℃，三級預(yù)熱溫度控制在600℃，四級預(yù)熱溫度控制在700℃，五級預(yù)熱溫度控制在800℃；

步驟3：分解：將步驟2中得到的預(yù)熱后的細(xì)料進(jìn)入到分解爐中分解，分解爐溫度保持在900℃，制備分解物料，控制生料入窯時碳酸鈣的分解率在90%；

步驟4：進(jìn)入燒成帶：將步驟3中制得的分解物料進(jìn)入到干法水泥回轉(zhuǎn)窯的燒成帶，控制燒成帶的溫度1200℃，通過燒成帶的時間設(shè)定為12分鐘，制得熟料；

步驟5：冷卻：將步驟4中制得的熟料放置在篦冷機下冷卻，制得高強度低碳水泥。

該高硫硅酸鈣低碳水泥熟料的礦物組成包括硫硅酸鈣（15%）、硅酸二鈣（15%），硅酸三鈣（32%），硫鋁酸鈣（30%），鐵鋁酸四鈣（5%）以及少量無定形中間相；按硫鋁酸鹽水泥國家標(biāo)準(zhǔn)測試方法，該高硫硅酸鈣低碳水泥熟料力學(xué)強度發(fā)展特征為6小時抗壓強度15MPa，3天抗壓強度46MPa，28天抗壓強度61Mpa。同時，高硫硅酸鈣低碳水泥具有以下節(jié)能減排特征，即氮氧化物（NO_x）排放降低48%左右，二氧化碳（CO₂）排放降低14%左右，可比煤耗降低21%左右，可比電耗降低8%左右。

實施例2

一種干法回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)高強度低碳水泥的生產(chǎn)工藝，所述的高強度低碳水泥的原料包括石灰石質(zhì)原料、硅鋁質(zhì)原料和石膏，所述的原料的重量份數(shù)為：石灰石61%，并且氧化鈣含量測定結(jié)果為51%，赤泥29%，并且測定的三氧化二鋁含量30%，磷石膏10%，并且測定的三氧化硫含量48%，所述的生產(chǎn)工藝包括如下步驟：

步驟1：制備細(xì)料：按各原料重量份數(shù)將原料在生料磨中混合磨細(xì)，生料細(xì)度過80微米篩，篩余量為9%，得到細(xì)料；

步驟2：預(yù)熱：將步驟1中制得的細(xì)料放入干法水泥回轉(zhuǎn)窯的預(yù)熱器系統(tǒng)中進(jìn)行5級預(yù)熱，首級預(yù)熱溫度控制300℃，二級預(yù)熱溫度控制在470℃，三級預(yù)熱溫度控制在630℃，四級預(yù)熱溫度控制在750℃，五級預(yù)熱溫度控制在850℃；

步驟3：分解：將步驟2中得到的預(yù)熱后的細(xì)料進(jìn)入到分解爐中分解，分解爐溫度保持在950℃，制備分解物料，控制生料入窯時碳酸鈣的分解率在92%；

步驟4：進(jìn)入燒成帶：將步驟3中制得的分解物料進(jìn)入到干法水泥回轉(zhuǎn)窯的燒成帶，控制燒成帶的溫度1280℃，通過燒成帶的時間設(shè)定為15分鐘，制得熟料；

步驟5：冷卻：將步驟4中制得的熟料放置在篦冷機下冷卻，制得高強度低碳水泥。

該高硫硅酸鈣低碳水泥熟料的礦物組成包括硫硅酸鈣（17%）、硅酸二鈣（10%），硅酸三鈣（39%），硫鋁酸鈣（23%），鐵鋁酸四鈣（8%）以及少量無定形中間相；按硫鋁酸鹽水泥國家標(biāo)準(zhǔn)測試方法，該高硫硅酸鈣(C₅Si₂)含量低碳水泥熟料力學(xué)強度發(fā)展特征為6小時抗壓強度大于17MPa，3天抗壓強度大于47MPa，28天抗壓強度大于61Mpa。同時，高硫硅酸鈣低碳水泥具有以下節(jié)能減排特征，即氮氧化物（NO_x）排放降低45%左右，二氧化碳（CO₂）排放降低15%左右，可比煤耗降低20%左右，可比電耗降低8%左右。