铝土矿冶炼浸出渣制备水泥熟料的试验研究
Experimental study on the preparation of cement clinker from bauxite smelting leaching residues
关键词：
铝土矿冶炼浸出渣；熟料；煅烧温度；保温时间；比表面积；微观结构；物相组成
Key words：
Bauxite smelting leaching residue; Clinker; Calcination temperature; Insulation time; Specific surface area; Microstructure; Phase composition
刊期：
2026年第4期
DOI：
10.19761/j.1000-4637.24110585
文章编号：
基金项目：
国家自然科学基金委联合基金项目（U24A2048）；广州市重点研发项目（2023B03J1280）。
作者：
陈 捷1，王慧斌1，吴海华1，崔 通1，杨东来1，张同生2，*
单位：
1.保利长大工程有限公司，广东 广州 511430；2.华南理工大学 材料科学与工程学院， 广东 广州 510641
摘要
为实现铝土矿冶炼浸出渣的高值化资源化利用，以浸出渣为主要原材料煅烧水泥熟料，研究了煅烧温度（1 300、1 350、1 380、1 410 ℃）、保温时间（30 min、60 min）和浸出渣比表面积（319 m2/kg、380 m2/kg）对熟料f-CaO、R2O、MgO含量及烧失量的影响，并进行了微观分析。结果表明：适当升高煅烧温度可优化熟料烧成效果与矿物发育，当煅烧温度为1 410 ℃时，熟料内部孔洞基本消失、f-CaO基本被消耗，熟料矿物发育良好；当保温时间由30 min增至60 min时，熟料烧失量与f-CaO含量均下降，微观结构小幅改善，但物相组成无明显变化；适当增大浸出渣比表面积可使熟料中f-CaO、R2O、MgO含量及烧失量呈小幅下降趋势，且均满足相关标准要求，同时能提升矿物发育程度、改善矿物形貌。研究成果可为浸出渣制备水泥熟料的工业化应用提供技术支撑。
In order to achieve high-value resource utilization of bauxite smelting leaching residues, cement clinker was calcined with leaching residues as the primary raw material. The effects of calcination temperature(1 300, 1 350, 1 380, 1 410 ℃), insulation time (30 min, 60 min), and specific surface area (319 m2/kg, 380 m2/kg) of the leaching residues on the contents of f-CaO, R2O, MgO, and loss on ignition of the clinker were investigated, and microstructural analysis was conducted. The results indicate that appropriately increasing the calcination temperature optimizes clinker firing effect and mineral phase development. When the calcination temperature is 1 410 ℃, there are almost no pores in the clinker, f-CaO is basically consumed, and the clinker minerals are well-developed. With insulation time increasing from 30 min to 60 min, the loss on ignition and f-CaO content both decrease, the microstructure is slightly improved, while the phase composition remains basically unchanged. Appropriately increasing the specific surface area of leaching residues leads to a slight decrease in the f-CaO, R2O, MgO contents, and loss on ignition of the clinker, all of which meet the requirements of relevant standards, and simultaneously enhances mineral development and improves mineral morphology. The findings can provide technical support for the industrial application of leaching residues in cement clinker preparation.
结论
（1）适当升高煅烧温度可有效改善熟料的烧成效果与矿相发育质量，在1 300~1 380 ℃范围内升温能快速降低f-CaO含量，而当煅烧温度升至1 410 ℃时，熟料内部孔洞基本消失、硅酸盐矿物发育趋于完善且结晶度大幅提升，f-CaO基本被消耗。
（2）随着保温时间由30 min增至60 min，熟料的烧失量、f-CaO含量均降低，微观结构得到小幅改善，结晶矿物晶粒尺寸略有增大、晶形轮廓更清晰，但整体物相组成无明显变化。
（3）随着浸出渣比表面积的增大，熟料的f-CaO、R2O、MgO含量及烧失量均小幅下降，且均满足相关标准要求；同时，适当增大浸出渣比表面积可小幅提升熟料矿物晶粒发育程度、改善矿物形貌。
（4）当煅烧温度为1 410 ℃、保温时间为60 min时，4组生料所制备得到的熟料矿物发育良好、晶粒尺寸较合理、分布较均匀，且性能指标均满足相关标准要求，证实了在较大浸出渣掺量范围内，以铝土矿冶炼浸出渣制备水泥熟料具备技术可行性与良好适配性。此外，本研究确定的煅烧制度、浸出渣掺配方案，以及基于浸出渣比表面积优化得出的粉磨控制要求，为后续该技术的中试放大、工业生产线调试与规模化应用提供了技术支撑，也为同类工业固废在水泥生产领域的资源化利用探索了可行路径，兼具显著的环境效益、经济效益与工程应用价值，具备良好的产业化推广前景。
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引用本文
陈捷,王慧斌,吴海华,等.铝土矿冶炼浸出渣制备水泥熟料的试验研究[J].混凝土与水泥制品,2026,53(4):74-80. CHEN J,WANG H B,WU H H,et al.Experimental study on the preparation of cement clinker from bauxite smelting leaching residues[J].China Concrete and Cement Products,2026,53(4):74-80 (in Chinese).
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