R & D研究开发
改性造纸白泥用作水泥混合材的工业试验
⊙ 刘来宝 张礼华 唐凯靖 郑爱中 赵冬梅
1,2
1,3
1,2
1
1
（1.四川省非金属复合与功能材料重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地，西南科技大学，四川绵阳 621010；2.绵阳昌绪新材料科技有限公司，四川绵阳 621010；3.东南大学材料科学与工程学院，南京 211189）
刘来宝，讲师，博士研究生；从
事高性能水泥基材料的研究。
ed paper mill lime ⊙ LIU Lai-bao1,2, ZHANG Li-hua1,3, TANG Kai-jing1,2, ZHENG Ai-zhong1, ZHAO Dong-mei1
(1.State Key Laboratory Cultivation Base for Nonmetal Composites and Functional Materials, Southwest University of Science and Technology, Mianyang 621010, Sichuan, China; 2.Mianyang Changxu New Material Technology Co., Ltd., Mianyang 621010, Sichuan, China; 3.School of
Materials Science and Engineering, Southeast University, Nanjing 211189, China)
摘
要：通过将造纸白泥的化学改性处理与对新型干法水泥生产系统的技术改造相结合的方法，利用高温水泥熟料冷却过程中产生的废余热（来自篦冷机第三段尾端，废气温度约为160～250℃）将其快速烘干，并作为混合材进入水泥熟料库，一次性解决了造纸白泥的改性预处理、烘干及资源化利用等关键问题。工业试验结果表明：当白泥掺量不超过6%wt时，所生产的P.C32.5R和P.O42.5R型水泥各项指标均满足国标GB175-2007的要求。项目总投资约80万元，依托2500t/d水泥熟料生产线可实现年处理白泥2～5万t，创造经济价值近300万元/年。关键词：造纸白泥；水泥混合材；工业试验
Abstract: In this paper was introduced an integrated innovation process of using modi ed lime mud from paper mills as cement admixture. The lime mud was dried by the exhaust gas (temperature about 160~250℃) coming from the back ends of the third unit of grate cooler in new type dry-process cement production system (NSP), during mixture with the cement clinker. The results show that the cement product can be accordance standard GB175-2007 of P.C32.5R and P.O42.5R, when the dosage of lime mud is in 6%wt. The total investment of the project is about 0.8 million RMB based on a 2500t/d NSP, with which 20~50 thousand tons lime mud can be disposed of annually, and the economic bene ts was created of nearly 3.0 million RMB per year.
Key words: lime mud from paper mills; cement admixture; industrial experiment
中图分类号：TS79; X793文献标志码：A文章编号：1007-9211(2014)06-0017-05
（21241007）；国家建筑材料行业科技创新计划项目（2013-M1-4）；□基金项目: 国家自然科学基金（学部主任基金）项目四川省教育厅科研重点项目 (11ZD1002)资助。
Mar., 2014 Vol.35, No.6 China Pulp & Paper Industry
17
研究开发 R & D
造
废渣[1]。
纸白泥是造纸工业回收碱时苛化反应所产生的泥浆状沉淀副产物。碱回收系统苛化工
粒径
区间0min30min
≤1μm
表2 白泥粒度分布
≤＜≤≤≤≤≤≥3μm10μm20μm30μm40μm60μm80μm80μm
D50
段的沉淀白泥经洗涤回收其中的氢氧化钠并浓缩后，最终成为含水45%～60%的
0.21 3.94 27.55 56.45 69.04 86.45 95.12 99.98 0.02 17.32
16.2641.9866.8078.0383.0090.6694.9298.821.187.07
我国已成为纸张生产大国、消费大国、进口大国，造纸产量和消费量分别占到世界总量的23.3%和23.1%。根据中国造纸协会的资料，截止2012年底，我国纸和纸板生产量和消费
表1 原材料化学组成
项目
CaOSiO2Al2O3Fe2O3MgOSO3R2OLossSUM
%%%%%%%%%
0.520.24-1.9240.799.78
0.510.95--43.4199.76
2.892.252.770.881.7698.37
量已连续三年超过美国，均居世界第一，生产量达到10250.0由此，造纸白泥作为固体废弃物，对环境的危害日益严万t[2]。
重。目前大多数企业采用填埋或堆放的方式处理造纸白泥，由于压实、降雨和微生物分解的原因，会产生高浓度渗滤液和残留碱的溶解，造成地下水污染。长期堆积的白泥堆场在恶劣天气等条件下还存在坍塌风险。近年来国内外白泥综合造纸白泥在利用研究与开发情况取得一些有益的结果[3～11]，
建筑材料、塑料行业以及环保领域的回收再利用进行了广泛的探索。近年来，作者在分别开展了造纸白泥在新型墙体材料、碱激发胶凝材料及水泥混合材等方面的应用研究，取得了为了进一步推动造纸白泥因地制宜地一些阶段性结果[12～15]。
造纸白泥52.024.120.26
石灰石51.013.140.74熟料55.3225.447.06
DbDP4
进行资源化高效利用，本项目通过将造纸白泥的化学改性处理与对新型干法水泥生产系统的技术改造相结合的方法，将包裹于造纸白泥颗粒聚集体中的自由水充分释放的同时，利
用高温水泥熟料冷却过程中产生的废余热（来自篦冷机第三
段尾端，废气温度约为160～250℃）将其快速烘干，并作为混合料进入水泥熟料库，对造纸白泥的改性预处理、烘干及资
71
76
81
31364146
51566166
3.Uifub! !
源化利用等关键问题进行了工业化试验。
图1 造纸白泥XRD图谱
1
1.1
原材料与工艺设计
原材料与试验分析
造纸白泥（含水率45.83％）来自四川某造纸企业，其余
原料为水泥厂自有原料，所用粉煤灰符合GB/T2847-2005《用于水泥中的火山灰质混合材料》的要求，原材料化学组成见表1。
粒度分析（表2）的测试结果显示，粉体中10μm以下颗粒平均比例27%，20μm以下占到56%，实验室球磨30min后，3μm以下颗粒比例已经达到58%，说明造纸白泥本身颗粒细小，且容易粉磨，若其与难磨物料（熟料，矿渣）进行混合粉磨，难磨物料可作为白泥的“微级研磨体”进一步增大颗粒细度，有助于其填充效应的发挥。
X射线衍射结果（图1）表明，造纸白泥的主要矿物组成