工业废渣对水泥生料易烧性影响的试验研究

"$,+ "$,’ "$,-
计算的配合比再用尝试误差法第( 种方法进行验 证 ! 生料配料方案见表)"
表 " 各生料配料配比
废渣 编号 种类 掺量 空白样 石灰石 砂岩 硫酸渣# * ’ + ( ! ) # *
铅 锌 渣 磷 渣 铜 渣
-#$-+ -#$--#$-, -#$,( -#$,! -#$+# -!$#! -($-’ -($!, -"$+" -"$(( +,$*) -,$"( -+$) -’$-( -’$’* -’$)!
磷渣冷却时主要采用淬冷的方式 ! 使得高温下的
./562)和 !7.!5 来不及平衡结晶就以玻璃体的形式冷 却下来 ! 内部还包裹着大量的 ./562)和 !7.!5 的微晶
粒 " 这种微晶保持着高温状态下的晶型 $ 晶格 ! 保持一 种高能状态 ! 晶体缺陷浓度大 " 当再次升温时 ! 这些微 晶比较容易与新生的 ./2 反 应 ! 生成 .!5 $.)5 ! 微晶 在 水泥熟料矿物形成过程中起到一种 % 晶种 & 的作用 ! 使 熟料在液相较少 $ 液相中 .)5 未达到过饱和状态的非 均态下进行结晶 ! 大大降低核化势垒 ! 诱导晶体矿物 的形成 ! 改善生料的易烧性 " 据报道 8*9! 掺加 *: 天然 $ 人工的 ./562)到生料中可以分别降低 .)5 形成反应活 化能*)"$*;<=>&? 和),"$+-;<=>&?" 图 !为磷渣的 @ 射线衍射结果 " 从图可以看出 !磷 渣主要是以 玻 璃 态 的 物 质 存 在 的 !./562) 和 ! 7.!5 的 特征曲线没有显示出来 ! 只有少量的 562!的特征峰 ! 且562!的含量也比较低 " 这也证明了上述的观点 "
验结果看 ! 磷渣对高 2): 水泥生料的改善作用非常明 显 ! 在 掺 +. 的 试 样 中 !( )*"! 测 得 1234 含 量 就 为
1234含量没有明显的变化 ! 部分掺量下 1234 含量较空
白样还有所增加 "
表$
编号
掺入铜渣试样的 %&’( 含量测试果
! -$+#$,+ )$,’ ) +$+) *$’* )$+* # +$-’ *$!* )$!* * -$", ’$"* )$-’
到 "$*. 时 才 能 表 现 出 对 生 料 有 明 显 的 改 善 作 用 ! 作 为矿化剂和助熔剂 ! 降低煅烧温度约 *"! " 国内一些 研究人员的试验中铜渣的掺量一般在 *. "(". 左右 ! 甚至更高时 ! 才表现出很好地改善水泥生料易烧性的 作用5(6)7" 这主要是铜渣掺量增大后 ! 其含有的微量组 分在生料中的比重增加 ! 改善生料易烧性作用才变得 明显 " 在本试验中 ! 铜渣掺量少 ! 微量组分在生料中的 含量就更少 ! 所以改善生料易烧性的作用并不明显 "
,-$.# **$/’ *$#! -#$*" #$"" -$+! !$-#
"$"/ #"$*. ’$!! +$-" #’$#’ "$"-
*$!" -*$"+ !#$+3$-+ !$/3 !$-" "$#* +$** "$!’
"$+" -+$!" !*$’* 3$"# +"$"3 +$*! !$3/ "$-# "$!"
编号
( )*"! ( #""! ( #*"!
( )*"! ( #""! ( #*"!
!""#$%&$’
兰明章 ! 等 " 工业废渣对水泥生料易烧性影响的试验研究
)+)
磷渣对水泥生料的这种改善作用 ! 与磷的生产方 法和磷渣本身矿物组成有很大关系 " 利用电炉法制备 黄磷时 !其生产主要按下面反应进行 #
表%
编号
掺入铅锌渣试样的 &’() 含量测试结果
( ’$)+ )$!, !$() ! *$*’ )$!) !$## ) *$!# !$,, ($-( # *$)" )$"! !$#( * *$*# )$"# !$(!
:
( )*"! ( #""! ( #*"!
./)012#3! 4 )562! 4 *. ! )./562) 4 !1 4 *.2
砂岩
硫酸渣
(&)) 012! 45!2* 67!2* 892 :;2 02* <!2 %9!2
#"$*+ #$’/ +$.’ "$’. -+$-. "$". "$"! "$!. "$"#
*$*" .!$*+ ++$!’ #$*’ *$!" +$-/ "$"+ *$." "$!’
#$++ *+$-/ ’$"-"$-" !$/’ +$*. !$"-
()$"# ()$"" (!$,( (!$-* (!$-# (!$-# ("$+, ("$!, ,$+, ,$!+ -$+* -$!# -$-! ’$#) ’$*" ’$** ’$’)
($-* ($)" "$+# "$(,
"$!* "$)) "$#’ "$** "$*-
($*. !微量组分2>4 的含量不到 "$"*. ! 而其它微量组 分则更少 " 根据 ?$?&@&A&B 等人研究结果5#7!2>4含量达
表!
废渣种类 铜渣 磷渣 铅锌渣
掺入不同废渣的熟料率值和矿物组成
?C
! !$+ !$+ !$"
研 究 资 料 表 明 5(6)7! 铜 渣 中 含 有 较 多 的 894 ! 它 可
2)E +$)( -$!, ,$,*
D
($* ($’ ($’
2): +#$-# +!$+( +!$’#
2!: *$*+$#)$*
表" 各原料化学成分
铜渣 磷渣 粉煤灰 煤灰 铅锌渣
用于水泥生产中已有尝试 " 但这些主要应用在普通硅 酸盐水泥的制备方面 " 利用工业废渣烧制高 8*0 水泥 熟料未见报道 # 本文将对利用工业废渣代替部分原料 制备高 8*0 水泥熟料时 " 工业废渣对水泥生料易烧性 的影响进行研究 $
V
原料
石灰石
中图分类号 "AS+.!$##%>./+!-
" 文献标识码 "4
文章编号 "+""!,3/..=!""#T"’,""".,"*
!
引言
我国对硫铁矿 !锰铁矿 ! 铁尾矿 ! 磷渣和铅锌渣等
" 试验材料 !方法和方案
"#" 原材料
用石灰石作为石灰质原料 " 砂岩作为硅质原料 " 两种原料均就地取材 % 用硫酸渣作为铁质校正材料 " 粉煤灰作为铝质校正材料 "其它试验用原料 & 铜渣 ! 磷 渣 !铅锌渣 ’均作为研究用外掺原料 $ 所有原料化学成 分分析见表 + $
2#E8 ,$+* ,$," (($-,
以降低矿物形成的最低共熔温度 ! 而且可降低液相的 粘度 ! 使 234 和 2!: 扩散阻力降低 ! 从而促进固相反应 的进行 " 另外 ! 铜渣中含有多种微量元素 !可以很好地 改善生料的易烧性 " 图 (是铜渣的 ; 射线衍射图 " 由图可以看出 !铜渣 中铁元素主要以89!<形式存在 ! 主要为89!:=4#" 根据其 他研究者的结论 !铜渣应有很好的改善生料易烧性的 作用 " 但由于本试验原料大多采用工业废渣 ! 利用铜 渣来改善生料易烧性时! 铜渣的掺量最多只能到
!""#$%&$’
+.+
工业废渣对水泥生料易烧性影响的试验研究
兰明章 !崔素萍 ! 严兴李
= 北京工业大学 材料学院 " 北京 +"""!# ’
摘要 " 应用 >?@ 和化学分析等方法对利用铜渣 " 磷渣 " 铅锌渣等工业废渣来改善高 8*0 配料的水泥生料易烧性进行试验研究 # 研究表明 $ 铜渣 % 铅锌渣对改善高 8*0 配料的水泥生料易烧性效果不明显 ! 掺入适量磷渣可很好地改善水泥生料的易烧性 & 关键词 " 易烧性 ’ 工业废渣 ’ 微量组分
通过"$*CC筛 $ 配料后将原料充分混合均匀 $
电 炉 内 进 行 煅 烧 $ 熟 料 中 F892 含 量 用 甘 油 , 乙 醇 法
F892 快速测定仪进行测定 $ *T 部分原料利用 >?@ 进行组成测试 $ "#3