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1、本科生毕业论文题 目： 利用碱渣制备白色阿利尼特水泥 英文题目： Preparation of White Alinite Cement from Sode Residue 学 院： 材料科学与工程学院 专 业： 材无机非金属材料工程 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 2011年 6 月 15 日-I-摘 要摘 要随着纯碱工业的不断发展，碱渣的堆积问题越来越严重，而且污染生态环境。目前，水泥产业规模庞大，在水泥生产中利用廉价的废弃物，变废为宝，是解决这一问题的重要途径之一。本试验采用碱渣、石灰石为水泥主要原料，以叶腊石为辅助作料，制备白色阿利尼特水泥。通过分析其主要成分发现，碱渣化学成
2、分与砂岩（石灰石）很接近，可以部分或全部取代石灰石用作水泥原料。本实验在了解碱渣的物理性能基础上，用碱渣取代部分石灰石，研究、设计生料配比方案，对生料煅烧制度进行研究，确定最佳石膏掺量。对烧出的熟料矿物性能进行分析后，制备得到白色阿利尼特（Alinite）水泥，测试其各项物理性能表明，用碱渣煅烧水泥的各项性能均符合国家标准，28d抗折强度达4.6MPa，抗压强度达45MPa，而且该水泥白度高、粘性均比普通硅酸盐水泥好，是一种很好的建筑胶凝材料。而且以碱渣制得的白色水泥的煅烧温度低（1150），白水Alinite水泥不仅低温形成、低钙组成，而且熟料易磨。烧好的熟料不需快速急冷，初凝终凝时间间隔短
3、，具有快硬早强的特点。因此，利用碱渣生产水泥不但可节约资源，而且可减轻环境污染，因而具有良好的应用前景。关键词：碱渣，白水泥，Alinite，煅烧温度，强度。AbstractAbstractWith the continuous development of soda ash industry, the alkaline up problems, and pollution of ecological environment is more and more serious. At present, the cement industry, large scale in the cement
4、production process ,taking advantage of cheap waste reuse, to solve the problem, is one of the important ways. This test will use the alkaline and cement limestone as main material for synthesizing auxiliary condiments, preparation of the white cement Alinite. Through the analysis of the main ingred
5、ients found that chemical composition and removing sandstone (limestone) is very close, can some or all of the raw materials used for cement instead. This experiment in understanding the physical properties of the alkaline based on removing part of limestone, replace with research, the design scheme
6、 of raw material, ratio of raw material calcined system, to determine the optimal dosage of gypsum. To burn out the clinker mineral performance analysis and prepare getting white alisher nita (Alinite) cement, the physical performance shows that in alkaline cement firing of various performance which
7、 conform to the national standard, 28 d the flexural strength of 4.6 MPa, compressive strength with winds of 45 MPa, and the cement white degree is high, viscous are better than ordinary Portland cement , is a kind of very good architecture gelled material. And, in alkaline system of white cement ca
8、lcining temperature (1150 ), Alinite cement not only low temperature formation, low calcium composition, and clinker grinding easily. Burn good clinker need not fast urgent cold, initial setting final set, and the short time between with rapid hard early strong characteristic. Therefore, the use of
9、alkaline cement production not only can save resources, and can reduce the environment pollution, thus has a good application prospect 。Key Words：soda residue, white cement, Alinite, Burning temperature, strengthII目 录目 录引言1第一章 综述21.1 碱渣的来源及现状21.2 碱渣综合利用的前景31.2.2 化工方面的应用41.2.3 环境保护方面的应用51.2.4 农渔业方面的应
10、用61.3 存在的问题61.4 研究意义71.5 研究目标7第二章 试验研究方案82.1 碱渣作原料煅烧熟料及生产水泥的研究82.1.1 本研究的具体内容82.1.2 本研究的技术路线82.3 试验材料及其设备92.3.1 试验材料92.3.2 试验设备10第三章 试验研究过程113.1 碱渣作原料生产水泥113.1.1 配料计算113.1.2 生料的制备113.1.3 水泥的配制123.1.4 水泥物理性能检测123.2 水泥的各项物理性能检测133.2.1 水泥胶砂流动度133.2.2 水泥胶砂干缩性14第四章 试验结果讨论154.1 碱渣的物化性能154.1.1 化学组成154.1.2
11、矿物组成154.1.3 粒度分布164.2 碱渣对熟料煅烧的影响174.2.1 对生料易烧性的影响174.2.2 碱渣煅烧水泥熟料的岩相分析184.2.4 碱渣煅烧水泥熟料的矿物组成204.3 碱渣煅烧水泥的物理性能214.3.1 标准稠度用水量224.3.2 凝结时间224.3.3 安定性234.3.4 抗折及抗压强度26结论28参考文献29谢辞3010河 北 联 合 大 学 毕 业 论 文引言碱渣（又称白泥）为氨碱法制纯碱的废渣。近年来，我国纯碱生产发展迅速；目前，纯碱生产能力约为1000万t/a,其中，我国氨碱法生产纯碱能力约为5000 kt，副产品废渣-碱渣近500万吨。一个年产80万
12、吨的纯碱厂，每年用于废渣排放的运行需投入1000万元，耗资巨大。废液、废渣如任意排放，将造成海域、河流不同程度的污染和淤塞，水产养殖也遭到破坏。碱碱渣沉积占用土地或海域形成“白海”，危机航道，成为安全隐患1已有研究8.9表明，碱渣可用于制备（白色阿利尼特水泥）建筑材料、工程土、复合肥料。氨碱厂碱渣的排出量巨大，若不采用综合利用措施，排入海域或河流会对水体环境造成污染破坏；大量碱渣的堆积,不仅需要相当的资金投入,而且对生态环境造成一定影响,同时也带来一系列问题。另外,碱渣严重污染环境。碱渣对环境的污染大体通过三种途径:(1)碱渣在风化过程中逸出某些有害气体,经大气传播而进行污染;(2)极细的碱渣
13、细粒受风吹的作用(甚至可形成沙暴),使周围环境受到严重危害;(3)遇到汛期,碱渣连同雨水流入农田、河流,使地下水造成危害。对碱渣的综合利用，变废为宝，具有较明显的社会效益和经济效益，其综合利用的前景较为广阔2。因此，本实验尝试用碱渣和石灰石为主要原料，以叶腊石为校正辅助料，研究不同配比、不同的煅烧制度，石膏的最佳掺量，烧制白色阿利尼特水泥。而且还应尽可能从整体上加以利用。一方面，随着基本建设规模的不断扩大，建筑用水泥及混凝土材料的消费量与日剧增。国家早就禁止各种行业以粘土作原料，砂岩也不再是鼓励使用的原料，而税收政策倾向支持各种废弃物的利用方面。另一方面，目前能够大宗利用碱渣的各种方式很少，而
14、以碱渣作白色水泥原料，既节省部分粉磨能耗和煅烧能耗，又为碱渣的充分利用提供了一条重要途径。第一章 综述1.1 碱渣的来源及现状纯碱被称之为工业之母，广泛用于建材、化工、冶金等行业。我国目前已是世界上最大的纯碱生产国，2006年纯碱产量达到500万吨，约70%以上的纯碱采用“氨碱法”生产，氨碱厂碱渣的治理历史是制约国内外纯碱行业发展的瓶颈。中国加入世贸后，随着国家环境治理政策法规的健全，对国内纯碱企业的环保要求进一步提高，如果今后国内纯碱行业在氨碱企业的废渣、非废液有序排放及综合利用方面仍没有实质性进展，将严重制约纯碱行业的健康发展。因此，碱渣的综合利用及其治理技术的研究具有深远的社会及经济意义
15、。目前的“氨碱法”工艺每生产1吨纯碱，需要排放含水量60%左右的固体碱渣1吨，占地几十平方公里。以天津建厂为例，近百年来该厂排放出的碱渣从产区蔓延到海边，天长日久形成了占地3.9万平方公里、高达15米、碱渣总量3600万立方米的三座碱渣山。如此大量的碱渣，如果长期得不到合理的处理和利用，不仅造成资源浪费，而且消耗大量的人力、物理、财力加以管理，侵占田地、污染环境、破坏生态平衡2，尤其碱渣中含有的钠离子和氯离子容易造成土壤盐碱化，给生产带来不利影响。目前国内大多数碱厂采用氨碱法生产纯碱，废液废渣的处理归纳起来有两种方法，一是排放到渣场，如天津碱厂；二是直接流入海湾，如大化碱厂、青岛碱厂等。天津碱厂，大化碱厂建成最早，排放的废渣最多，急需处理的问题最为突出3。而对于国外氨碱厂的废液废渣的排放处理，以俄国氨碱厂的排放问题最为严重。俄国是一个纯碱生产大国，氨碱厂占了一大半，且大部分在内地，统计结果表明，仅建立排渣场的废渣堆存费用超过了其加工成商品呢的费用。欧洲各国氨碱厂对废渣的处理措施比较得力。例如
