本發(fā)明屬于固廢利用，具體涉及一種大顆粒鋼渣制備低碳水泥的方法。
背景技術：
1、水泥工業(yè)是鋼渣綜合利用的主要途徑，大多數鋼廠鋼渣在排放后會經過破碎粉磨，但鋼渣本身較為堅硬，因此破碎粉磨會明顯增加處理難度，造成額外的能源消耗和設備損耗，增加生產成本和時間成本。另一方面，未處理的鋼渣中存在三價鉻，若直接投入到水泥窯中會與其中的氧氣發(fā)生氧化反應生成六價鉻，六價鉻屬于毒性較強的有害物質，并且會對降低水泥的晚期強度和耐久度。因此如何在不必花費成本用于鋼渣破碎粉磨就將鋼渣顆粒直接用于水泥生產的同時，減少水泥窯中鋼渣生成六價鉻就成為現有技術中需要解決的技術問題之一。而另一方面的問題是對于顆粒較大的鋼渣顆粒，如何在加入水泥窯的同時能讓其與生料快速混合在一起，并混合均勻的問題。
技術實現思路
1、本發(fā)明的目的是提供一種大顆粒鋼渣制備低碳水泥的方法，用于解決現有技術難以在不經過破碎粉磨就將鋼渣顆粒直接用于水泥生產的同時，減少水泥窯中鋼渣生成六價鉻的技術問題。
2、所述的一種大顆粒鋼渣制備低碳水泥的方法，包括下列步驟：
3、一、在預熱器連接到窯尾煙室的下料溜管處和窯尾煙室斜坡處均設置鋼渣噴入裝置；
4、二、在生產水泥過程中，向鋼渣噴入裝置的鋼渣輸入管輸入鋼渣顆粒，同時通過氣力輸送方式同步向鋼渣噴入裝置輸入鐵粉和高壓氣體的混合物；
5、三、鋼渣噴入裝置通過高壓氣體將鐵粉與鋼渣顆粒在喂料口處混合流化，再從鋼渣噴入裝置的喂料口噴出到下料溜管處和窯尾煙室內；
6、四、由鋼渣和鐵粉組成的混合顆粒被高速噴入下料溜管和窯尾煙室，并對下料溜管和窯尾煙室二者的內壁進行沖刷后進入水泥窯；
7、五、從鋼渣噴入裝置高速噴出的混合顆粒于下料溜管、窯尾煙室中持續(xù)均勻混合，接著進入回轉窯進行煅燒，得到水泥熟料；
8、六、水泥熟料與石膏、石灰石共同粉磨，并加入增強助磨劑，得到低碳水泥。
9、優(yōu)選的，步驟二中，高壓氣體采用0.2-0.8mpa氣壓的氣體，將0.2mm粒徑以下的鐵粉吸入管道，高壓氣體和鐵粉通過喉管后混合進入鋼渣噴入裝置的進氣槽；鋼渣輸入管則讓鋼渣顆粒進入喂料口。
10、優(yōu)選的，步驟三中，氣力輸送的鐵粉通過槽頂板的若干通氣孔快速與鋼渣顆粒接觸混合，讓鋼渣顆粒流化，并形成混合顆粒；混合顆粒在氣流和旋轉的分離輪共同作用下經過定向套，并帶入葉輪和葉片擋板中，從噴砂出口噴出到下料溜管處和窯尾煙室內。
11、優(yōu)選的，鋼渣顆粒的粒徑在0.1～2mm之間，相對生料質量，鋼渣顆粒的摻量范圍為2％～13.4％，鐵粉的摻量范圍為0.01％～0.2％。
12、優(yōu)選的，本方法還包括步驟六、水泥熟料與石膏、混合材共同加入球磨機，再加入按照有效固含量計算的總質量0.01-0.15％的助磨增強劑，經過球磨機球磨后得到最終的低碳水泥。
13、優(yōu)選的，助磨增強劑為二乙醇單異丙醇胺、單乙醇二異丙醇胺、三異丙醇胺、二羥乙基乙二胺、二羥丙基乙二胺中的任意一種或多種的混合液。
14、優(yōu)選的，所述鋼渣噴入裝置包括殼體、葉輪、鋼渣輸入管和鐵粉輸入結構，所述葉輪通過連接到電機的轉動軸安裝在殼體中，殼體中還固定安裝有套在所述旋轉軸外的進料結構；所述鋼渣輸入管豎直設置，上端連接有鋼渣料斗或料倉等輸入結構，所述鋼渣輸入管的下端連通進料結構中的喂料口；所述鐵粉輸入結構的出氣端連通進料結構中的進氣槽，喂料口和進氣槽均與轉動軸同向設置，喂料口和進氣槽之間通過槽頂板分隔，槽頂板上均勻設有若干通氣孔。
15、優(yōu)選的，葉輪包括圓盤狀的葉片檔板和若干弧形葉片，多個弧形葉片沿葉片檔板周向均勻排布；轉動軸垂直固定在葉片檔板的中心，葉片檔板的中心還固定有以轉動軸為中心的分離輪，分離輪在筒壁上設有沿周向均勻分布的若干通槽；殼體內還固定有套在分離輪外的定向套，定向套設有一個缺口作為物料出口；定向套與分離輪之間、分離輪與進料結構之間均有一定間隙。
16、優(yōu)選的，殼體的安裝側設有供鋼渣顆粒噴出的噴砂出口，所述安裝側的壁板均設有隔熱層，隔熱層用于與水泥窯相連安裝。
17、優(yōu)選的，鐵粉輸入結構包括喉管，所述喉管的進氣端通過高壓氣管連通高壓氣源，另一端連通所述進氣槽，所述喉管的側面連通鐵粉進料管道。
18、本發(fā)明的優(yōu)點在于：本發(fā)明采用粗顆粒鋼渣直接入窯煅燒熟料，無需將鋼渣磨成粉末，避免了鋼渣難磨的關鍵問題；采用改進后的鋼渣噴入裝置能夠將鋼渣顆粒與隨高壓氣體輸入的鐵粉快速均勻地混合起來，使鋼渣顆粒形成流化狀態(tài)，便于快速通過定向套并被葉輪甩出，加快噴砂效率；使鐵粉與鋼渣、生料均勻混合，避免鋼渣粗顆粒與生料混合不均勻影響熟料質量的問題。由于鋼渣中的三價鉻主要是在過渡帶的固相反應階段發(fā)生氧化反應變成六價鉻，而本方案通過改進后的鋼渣噴入裝置能讓投入的鐵粉與鋼渣顆?？焖倬鶆虻鼗旌?，因此在輸入回轉窯后，通過鐵粉與氧氣發(fā)生氧化反應，能在固相反應區(qū)形成局部缺氧狀態(tài)，特別是在熟料表面形成局部缺氧狀態(tài)，避免重金屬鉻氧化成六價鉻。
19、另一方面，高速噴出的鋼渣粗顆粒能夠作為研磨介質對c5下料溜管和窯尾煙室的內壁起到持續(xù)沖擊磨刷的作用，避免了窯尾經常出現的物料結皮問題，保證水泥窯工況穩(wěn)定、節(jié)約人工。此外，由于水泥回轉窯尾的煙氣溫度高于800℃，葉輪、轉軸直接與水泥窯相連的話會導致設備損毀，本方案通過通入高壓氣體輸送鐵粉還能通過高壓氣體的低溫使噴砂機構持續(xù)降溫，避免過熱損毀。本方案生產的熟料具有低燒成溫度、低熱耗的特點，可以有效降低煤耗和碳排放，但強度和易磨性略低于普通熟料，通過加入特定的助磨增強劑來優(yōu)化強度和易磨性。
20、說明書附圖
21、圖1為本發(fā)明一種大顆粒鋼渣制備低碳水泥的方法所采用的水泥窯系統(tǒng)的結構示意圖。
22、圖2為圖1所示結構中鋼渣噴入裝置的結構示意圖。
23、圖3為圖2所示結構中葉輪的結構示意圖。
24、圖4為本發(fā)明中實施例3和實施例6所得低碳水泥熟料的xrd圖。
25、圖5為本發(fā)明中對比例1和對比例2所得低碳水泥熟料的xrd圖。
26、圖中附圖標記包括：1分解爐，2回轉窯，3窯尾煙室，4下料溜管，5鋼渣噴入裝置，51殼體，52葉輪，521葉片檔板，522弧形葉片，523轉動軸，524分離輪，525喂料口，526進氣槽，527槽頂板，528定向套，529物料出口，53噴砂出口，54鋼渣輸入管，55隔熱層，56鐵粉進料管，57高壓氣管，58喉管。
1.一種大顆粒鋼渣制備低碳水泥的方法，其特征在于：包括下列步驟：
2.根據權利要求1所述的一種大顆粒鋼渣制備低碳水泥的方法，其特征在于：步驟二中，高壓氣體采用0.2-0.8mpa氣壓的氣體，將0.2mm粒徑以下的鐵粉吸入管道，高壓氣體和鐵粉通過喉管后混合進入鋼渣噴入裝置的進氣槽；鋼渣輸入管則讓鋼渣顆粒進入喂料口。
3.根據權利要求2所述的一種大顆粒鋼渣制備低碳水泥的方法，其特征在于：步驟三中，氣力輸送的鐵粉通過槽頂板的若干通氣孔快速與鋼渣顆粒接觸混合，讓鋼渣顆粒流化，并形成混合顆粒；混合顆粒在氣流和旋轉的分離輪共同作用下經過定向套，并帶入葉輪和葉片擋板中，從噴砂出口噴出到下料溜管處和窯尾煙室內。
4.根據權利要求1所述的一種大顆粒鋼渣制備低碳水泥的方法，其特征在于：鋼渣顆粒的粒徑在0.1～2mm之間，相對生料質量，鋼渣顆粒的摻量范圍為2％～13.4％，鐵粉的摻量范圍為0.01％～0.2％。
5.根據權利要求1-4中任一所述的一種大顆粒鋼渣制備低碳水泥的方法，其特征在于：還包括步驟六、水泥熟料與石膏、混合材共同加入球磨機，再加入按照有效固含量計算的總質量0.01-0.15％的助磨增強劑，經過球磨機球磨后得到最終的低碳水泥。
6.根據權利要求5所述的一種大顆粒鋼渣制備低碳水泥的方法，其特征在于：助磨增強劑為二乙醇單異丙醇胺、單乙醇二異丙醇胺、三異丙醇胺、二羥乙基乙二胺、二羥丙基乙二胺中的任意一種或多種的混合液。
7.根據權利要求1所述的一種大顆粒鋼渣制備低碳水泥的方法，其特征在于：所述鋼渣噴入裝置包括殼體、葉輪、鋼渣輸入管和鐵粉輸入結構，所述葉輪通過連接到電機的轉動軸安裝在殼體中，殼體中還固定安裝有套在所述旋轉軸外的進料結構；所述鋼渣輸入管豎直設置，上端連接有鋼渣料斗或料倉等輸入結構，所述鋼渣輸入管的下端連通進料結構中的喂料口；所述鐵粉輸入結構的出氣端連通進料結構中的進氣槽，喂料口和進氣槽均與轉動軸同向設置，喂料口和進氣槽之間通過槽頂板分隔，槽頂板上均勻設有若干通氣孔。
8.根據權利要求7所述的一種大顆粒鋼渣制備低碳水泥的方法，其特征在于：葉輪包括圓盤狀的葉片檔板和若干弧形葉片，多個弧形葉片沿葉片檔板周向均勻排布；轉動軸垂直固定在葉片檔板的中心，葉片檔板的中心還固定有以轉動軸為中心的分離輪，分離輪在筒壁上設有沿周向均勻分布的若干通槽；殼體內還固定有套在分離輪外的定向套，定向套設有一個缺口作為物料出口；定向套與分離輪之間、分離輪與進料結構之間均有一定間隙。
9.根據權利要求7所述的一種大顆粒鋼渣制備低碳水泥的方法，其特征在于：殼體的安裝側設有供鋼渣顆粒噴出的噴砂出口，所述安裝側的壁板均設有隔熱層，隔熱層用于與水泥窯相連安裝。
10.根據權利要求7所述的一種大顆粒鋼渣制備低碳水泥的方法，其特征在于：鐵粉輸入結構包括喉管，所述喉管的進氣端通過高壓氣管連通高壓氣源，另一端連通所述進氣槽，所述喉管的側面連通鐵粉進料管道。