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一种硅酸盐水泥熟料及其制备方法

阅读:1058发布:2020-12-22

IPRDB可以提供一种硅酸盐水泥熟料及其制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本发明公开了一种硅酸盐水泥熟料及其制备方法,涉及水泥制备技术领域。本发明制备硅酸盐水泥熟料的原料重量百分比为钙质材料:石灰石42-72%,硅质材料1-20%,补充钙质材料10-40%,铁质材料0-5%;铁铝质材料3-15%;所述补充钙质材料为石灰石型砂废弃物;本发明将石灰石型砂废弃物应用水泥熟料,能够为企业降低成本,变废为宝,对社会和企业有着巨大的社会效益和经济效益。,下面是一种硅酸盐水泥熟料及其制备方法专利的具体信息内容。

1.一种硅酸盐水泥熟料,其特征在于:包含以下重量百分比的原料:钙质材料:石灰石

42-72%,硅质材料1-20%,补充钙质材料10-40%,铁质材料0-5%;铁铝质材料3-15%;所述补充钙质材料为石灰石型砂废弃物。

2.如权利要求1所述的一种硅酸盐水泥熟料,其特征在于:包含以下重量百分比的原料:石灰石45.2%,石英砂9.1%,粉煤灰1.0,粘土干剂石灰石型砂废弃物40%,硫酸渣0.5%,高铁铝废石2.7%。

3.如权利要求1所述的一种硅酸盐水泥熟料,其特征在于:包含以下重量百分比的原料:石灰石63.0%,石英砂13.0%,水玻璃石灰石型砂废弃物20.5%,硫酸渣2.5%,高铁铝废石

1%。

4.如权利要求1所述的一种硅酸盐水泥熟料,其特征在于:包含以下重量百分比的原料:石灰石71.9%,石英砂14%,水玻璃粘土石灰石型砂废弃物10.0%,铜矿渣1.9%,低品位铝矾土2.1%。

5.如权利要求1所述的一种硅酸盐水泥熟料,其特征在于:包含以下重量百分比的原料:石灰石69.3%,页岩15.2%,水玻璃石灰石型砂废弃物10%,硫酸渣5%,高铁铝废石0.5%。

6.一种硅酸盐水泥熟料的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:

A、原料破碎步骤:采用反击式破碎机对石灰石型砂废弃物进行破碎;硅质材料、钙质材料、铁质材料和铁铝质材料采用鄂式破碎进行一级破碎,采用反击式破碎进行二级破碎,控制入磨粒径为小于20mm;

B、原料混合粉磨步骤:将破碎后的硅质材料、钙质材料、铁质材料、铁铝质材料和石灰石型砂废弃物按照下述重量百分比进行混合:钙质材料:石灰石42-72%,硅质材料1-20%,石灰石型砂废弃物10-40%,铁质材料0-5%;

铁铝质材料3-15%;进行烘干处理,将原料混合均匀,将混合均匀后的原料通过球磨机进行粉磨,最终粒度为大于80μm的颗粒重量不超过10-20%;

C、煅烧步骤:将B步骤中粉磨后的原料加入到回转窑中进行煅烧,煅烧温度1300-1380℃,煅烧30-60min,煅烧完成后,冷却至室温,得到硅酸盐水熟料。

7.如权利要求6所述的一种硅酸盐水泥熟料的制备方法,其特征在于:在原料破碎步骤中,对石灰石型砂废弃物的破碎采用反击式破碎机进行一级破碎,反击式破碎机的喂料槽篦条间隙500mm,通过皮带输送机将原料输送到反击式破碎机,破碎颗粒粒径小于25mm。

8.如权利要求6所述的一种硅酸盐水泥熟料的制备方法,其特征在于:所述B步骤中原料混合重量百分比为:石灰石45.2%,石英砂9.1%,粉煤灰1.0,粘土干剂石灰石型砂废弃物

40%,硫酸渣0.5%,高铁铝废石2.7%。

9.如权利要求6所述的一种硅酸盐水泥熟料的制备方法,其特征在于:所述B步骤中原料混合重量百分比为:石灰石63.0%,石英砂13.0%,水玻璃石灰石型砂废弃物20.5%,硫酸渣

2.5%,高铁铝废石1%。

10.如权利要求6所述的一种硅酸盐水泥熟料的制备方法,其特征在于:所述B步骤中原料混合重量百分比为:包含以下重量百分比的原料:石灰石71.9%,石英砂14%,水玻璃粘土石灰石型砂废弃物10.0%,铜矿渣1.9%,低品位铝矾土2.1%。

说明书全文

一种硅酸盐水泥熟料及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明本发明涉及水泥制造技术领域,更具体地说涉及一种硅酸盐水泥熟料及其制备方法。

背景技术

[0002] 石灰石型砂是铸造行业中铸件造型的重要模具,由原砂、粘结剂及水等按一定比例混合制成,有时加入煤粉或木屑等辅助材料。资料统计,每生产出一吨合格铸件可产生约1.2吨废旧砂。铸造产生的废旧型砂至少有几千万吨,数量非常大。然而我国铸造行业技术水平低、能耗高、污染排放问题长期存在,石灰石型砂再生性差导致铸造生产排放出的废砂量大幅增加,铸件成本提高,各铸件企业很少投入再生回用收设备,导致每年排放、倾倒废弃的型砂几千万吨,并成逐年上升趋势,不仅占用大量堆砌场地,而且型砂的成分复杂,具有碱性,严重的会造成地下水污染,威胁人类健康并且造成资源严重浪费,因此研究石灰石型砂废弃物的再次利用有着十分重要的社会意义。
[0003] 国家知识产权局于2013年1月9日,公开了一件公开号为CN102491701B,名称为“一种用油页岩废渣制备水泥熟料的方法”的发明专利,该发明专利①将油页岩废渣、石灰石、铁尾矿砂、型砂按以下配比混合:石灰石:81-84%;页岩废渣:12-15%;铁尾矿砂:1-2%;型砂:2-4%;②将步骤①所得混合物粉磨成80μm方孔筛筛余小于5%的生料,然后将生料在1350-
1450℃的温度下煅烧15-20分钟,冷却后即得水泥熟料。其中型砂少量掺入,对于水泥熟料的烧成过程基本无影响,也未对型砂的大量使用进行试验。

发明内容

[0004] 为了克服上述现有技术中存在的缺陷和不足,本申请提供了一种硅酸盐水泥熟料,本发明的硅酸盐水泥熟料采用石灰石型砂废弃物替代部分石灰石,可解决型砂废弃物的再次利用问题,也可以降低硅酸盐水泥的生产成本,将石灰石型砂废弃物应用水泥熟料,能够为企业降低成本,变废为宝,对社会和企业有着巨大的社会效益和经济效益。
[0005] 本发明还公开了一种硅酸盐水泥熟料的制备方法,本发明的制备方法采用石灰石型砂废弃物替代部分石灰石,型砂中微量元素作为水泥煅烧过程中的矿化剂,降低熟料出现液相的温度,节约熟料的烧成能耗;将石灰石型砂废弃物应用水泥熟料煅烧,能够为企业降低成本,变废为宝,对社会和企业有着巨大的社会效益和经济效益。
[0006] 为了解决上述现有技术中存在的问题,本申请是通过下述技术方案实现的:一种硅酸盐水泥熟料,其特征在于:包含以下重量百分比的原料:钙质材料:石灰石42-
72%,硅质材料1-20%,补充钙质材料10-40%,铁质材料0-5%;铁铝质材料3-15%;所述补充钙质材料为石灰石型砂废弃物。
[0007] 优选的,包含以下重量百分比的原料:石灰石45.2%,石英砂9.1%,粉煤灰1.0,粘土干剂石灰石型砂废弃物40%,硫酸渣0.5%,高铁铝废石2.7%。
[0008] 优选的,包含以下重量百分比的原料:石灰石63.0%,石英砂13.0%,水玻璃石灰石型砂废弃物20.5%,硫酸渣2.5%,高铁铝废石1%。
[0009] 优选的,包含以下重量百分比的原料:石灰石71.9%,石英砂14%,水玻璃粘土石灰石型砂废弃物10.0%,铜矿渣1.9%,低品位铝矾土2.1%。
[0010] 优选的,包含以下重量百分比的原料:石灰石69.3%,页岩15.2%,水玻璃石灰石型砂废弃物10%,硫酸渣5%,高铁铝废石0.5%。
[0011] 更进一步的,所述硅质材料为粘土、页岩、石英砂和粉煤灰中一种或多种的混合。
[0012] 更进一步的,所述铁质材料为硫酸渣、有色金属渣、铜矿渣、铅锌渣和锰渣中一种或多种的混合。
[0013] 更进一步的,所述铁铝质材料为高铁铝矾土、低品位铝矾土和铝矿废石中一种或多种的混合。
[0014] 一种硅酸盐水泥熟料的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:A、原料破碎步骤:采用反击式破碎机对石灰石型砂废弃物进行破碎;硅质材料、钙质材料、铁质材料和铁铝质材料采用鄂式破碎进行一级破碎,采用反击式破碎进行二级破碎,控制入磨粒径为小于20mm;
B、原料混合粉磨步骤:将破碎后的硅质材料、钙质材料、铁质材料、铁铝质材料和石灰石型砂废弃物按照下述重量百分比进行混合:
钙质材料:石灰石42-72%,硅质材料1-20%,石灰石型砂废弃物10-40%,铁质材料0-5%;
铁铝质材料3-15%;进行烘干处理,将原料混合均匀,将混合均匀后的原料通过球磨机进行粉磨,最终粒度为大于80μm的颗粒重量不超过10-20%;
C、煅烧步骤:将B步骤中粉磨后的原料加入到回转窑中进行煅烧,煅烧温度1300-1380℃,煅烧30-60min,煅烧完成后,冷却至室温,得到硅酸盐水熟料。
[0015] 在原料破碎步骤中,对石灰石型砂废弃物的破碎采用反击式破碎机进行一级破碎,反击式破碎机的喂料槽篦条间隙500mm,通过皮带输送机将原料输送到反击式破碎机,破碎颗粒粒径小于25mm。
[0016] 优选的,包含以下重量百分比的原料:石灰石45.2%,石英砂9.1%,粉煤灰1.0,粘土干剂石灰石型砂废弃物40%,硫酸渣0.5%,高铁铝废石2.7%。
[0017] 优选的,包含以下重量百分比的原料:石灰石63.0%,石英砂13.0%,水玻璃石灰石型砂废弃物20.5%,硫酸渣2.5%,高铁铝废石1%。
[0018] 优选的,包含以下重量百分比的原料:石灰石71.9%,石英砂14.0%,水玻璃粘土石灰石型砂废弃物10.0%,铜矿渣1.9%,低品位铝矾土2.1%。
[0019] 优选的,包含以下重量百分比的原料:石灰石69.3%,页岩15.2%,水玻璃石灰石型砂废弃物10%,硫酸渣5%,高铁铝废石0.5%。
[0020] 更进一步的,所述硅质材料为粘土、页岩、石英砂和石英砂中一种或多种的混合。
[0021] 更进一步的,所述铁质材料为硫酸渣、有色金属渣、铜矿渣、铅锌渣和锰渣中一种或多种的混合。
[0022] 更进一步的,所述铁铝质材料为高铁铝矾土、低品位铝矾土和铝矿废石中一种或多种的混合。
[0023] 与现有技术相比,本申请所带来的有益的技术效果表现在:1、在本发明中采用石灰石型砂废弃物替代部分石灰石,石灰石型砂废弃物中微量元素作为水泥煅烧过程中的矿化剂,降低熟料出现液相的温度,降低烧成温度,节约熟料的烧成能耗,又因石灰石型砂废弃物价格远远低于石灰石价格,有些只需付运输费用,成本更低。
因此将石灰石型砂废弃物应用水泥熟料煅烧,能够为企业降低成本,变废为宝。
[0024] 2、在本发明中,采用石灰石型砂废弃物替代部分石灰石,可解决想啥废弃物的再利用问题,也可以降低硅酸盐水泥的生产成本,同时本申请中的制备方法在煅烧水泥熟料时,煅烧温度低于现有制备工艺的煅烧温度,也是由于石灰石型砂废弃物中微量元素作为水泥煅烧过程中的矿化剂,降低了熟料出现液相的温度,降低了烧成温度,节约熟料的烧成能耗。
[0025] 3、在本发明中,采用石灰石型砂废弃物替代部分石灰石原料制备硅酸盐水泥,制备得到的硅酸盐水泥的物理性能没有降低,而是有所提高,具体数据参照本申请实施例部分,石灰石型砂废弃物部分替代石灰石煅烧的低热硅酸盐水泥熟料各龄期水化热值都低于普通低热硅酸盐水泥熟料的值,凝结时间也无明显的改变,在胶砂强度方面,熟料中的微量离子固溶到硅酸二钙和硅酸三钙中增强了矿物晶体的缺陷,极大提高了水泥早期胶砂强度和二十八天强度。
[0026] 4、从制备方法上而言,由于石灰石型砂废弃物的原砂组成为20-30目的石灰石颗粒,粘结剂的粘结强度不高,在进行破碎时,石灰石型砂废弃物易于溃散,易于破碎可以将两级破碎减少为一级破碎,减少破碎的工序,虽然入磨控制粒径较大,但是易于粉磨,降低原材料的破碎和粉磨成本。
[0027] 5、本发明在将本发明制备的低热硅酸盐水泥熟料与二水石膏按照95:5的比例混合粉磨成水泥,及将现有的普通低热硅酸盐水泥与二水石膏按照相同的比例混合粉磨成水泥,进行物理性能检测。本发明硅酸盐水泥熟料的原料配方及物理性能与普通硅酸盐水泥熟料的原料配方及物理性能对照表如下表1和表2所示:表1
表2
对比结果明显,用石灰石型砂废弃物部分替代石灰石煅烧的低热硅酸盐水泥熟料各龄期水化热值都低于普通低热硅酸盐水泥熟料的值,凝结时间也无明显的改变,在胶砂强度方面,熟料中的微量离子固溶到硅酸二钙和硅酸三钙中增强了矿物晶体的缺陷,极大提高了水泥早期胶砂强度和二十八天强度。
[0028] 6、将本发明制备的硅酸盐水泥熟料与二水石膏按照95:5的比例混合粉磨成水泥,及将现有的普通硅酸盐水泥与二水石膏按照相同的比例混合粉磨成水泥,进行物理性能检测。本发明硅酸盐水泥熟料的原料配方及物理性能与普通硅酸盐水泥熟料的原料配方及物理性能对照表如下表3所示:表3
由上表可知,本发明采用31.7%石灰石型砂废弃物替代31.9%石灰石,最终制备得到的水泥的物理性能与通用的硅酸盐水泥相比,凝结时间相近、胶砂强度增加,即本发明中采用成本更低的型砂替换部分石灰石之后,制备得到的水泥的物理性能不但没有降低,反而略有增加。

具体实施方式

[0029] 实施例1作为本申请一较佳实施例,本实施例公开了:
一种硅酸盐水泥熟料,包含以下重量百分比的原料:钙质材料:石灰石42-72%,硅质材料1-20%,补充钙质材料10-40%,铁质材料0-5%;铁铝质材料3-15%;所述补充钙质材料为石灰石型砂废弃物。所述硅质材料为粘土、页岩、石英砂和粉煤灰中一种或多种的混合。所述铁质材料为硫酸渣、有色金属渣、铜矿渣、铅锌渣和锰渣中一种或多种的混合。所述铁铝质材料为高铁铝矾土、低品位铝矾土和铝矿废石中一种或多种的混合。
[0030] 更进一步地,作为更优选的实施方式,采用以下比例:表4
表5
由上述对比结果可知,用石灰石型砂废弃物部分替代石灰石煅烧的低热硅酸盐水泥熟料各龄期水化热值都低于普通低热硅酸盐水泥熟料的值,凝结时间也无明显的改变,在胶砂强度方面,熟料中的微量离子固溶到硅酸二钙和硅酸三钙中增强了矿物晶体的缺陷,极大提高了水泥早期胶砂强度和二十八天强度。
[0031] 实施例2进一步作为优选的实施例,本实施例中采用以下比例:
表6
实施例3
进一步作为优选的实施例,本实施例采用以下比例:
表7
实施例4
进一步作为优选的实施例,本实施例采用以下比例:
表8
实施例5
进一步作为优选地实施例,一种硅酸盐水泥熟料,包含以下重量百分比的原料:石灰石
45.2%,石英砂9.1%,粉煤灰1.0,粘土干剂石灰石型砂废弃物40%,硫酸渣0.5%,高铁铝废石
2.7%。
[0032] 实施例6进一步作为优选地实施例,一种硅酸盐水泥熟料,包含以下重量百分比的原料:石灰石
63.0%,石英砂13.0%,水玻璃石灰石型砂废弃物20.5%,硫酸渣2.5%,高铁铝废石1%。
[0033] 实施例7进一步作为优选地实施例,一种硅酸盐水泥熟料,包含以下重量百分比的原料:石灰石
71.9%,石英砂14%,水玻璃粘土石灰石型砂废弃物10.0%,铜矿渣1.9%,低品位铝矾土2.1%。
[0034] 实施例8进一步作为优选地实施例,一种硅酸盐水泥熟料,包含以下重量百分比的原料:石灰石
69.3%,页岩15.2%,水玻璃石灰石型砂废弃物10%,硫酸渣5%,高铁铝废石0.5%。
[0035] 实施例9进一步作为优选地实施例,一种硅酸盐水泥熟料,包含以下重量百分比的原料:钙质材料:石灰石42%,硅质材料10%,补充钙质材料40%,铁质材料5%;铁铝质材料3%;所述补充钙质材料为石灰石型砂废弃物。
[0036] 实施例10进一步作为优选地实施例,一种硅酸盐水泥熟料,包含以下重量百分比的原料:钙质材料:石灰石72%,硅质材料12%,补充钙质材料12%,铁铝质材料15%;所述补充钙质材料为石灰石型砂废弃物。
[0037] 实施例11进一步作为优选地实施例,一种硅酸盐水泥熟料,包含以下重量百分比的原料:钙质材料:石灰石60%,硅质材料20%,补充钙质材料10%,铁铝质材料10%;所述补充钙质材料为石灰石型砂废弃物。
[0038] 实施例12一种硅酸盐水泥熟料的制备方法,包括以下步骤:
A、原料破碎步骤:采用反击式破碎机对石灰石型砂废弃物进行破碎;硅质材料、钙质材料、铁质材料和铁铝质材料采用鄂式破碎进行一级破碎,采用反击式破碎进行二级破碎,控制入磨粒径为小于20mm;
B、原料混合粉磨步骤:将破碎后的硅质材料、钙质材料、铁质材料、铁铝质材料和石灰石型砂废弃物按照下述重量百分比进行混合:
钙质材料:石灰石42-72%,硅质材料1-20%,石灰石型砂废弃物10-40%,铁质材料0-5%;
铁铝质材料3-15%;进行烘干处理,将原料混合均匀,将混合均匀后的原料通过球磨机进行粉磨,最终粒度为大于80μm的颗粒重量不超过10-20%;
C、煅烧步骤:将B步骤中粉磨后的原料加入到回转窑中进行煅烧,煅烧温度1300-1380℃,煅烧30-60min,煅烧完成后,冷却至室温,得到硅酸盐水熟料。
[0039] 实施例13进一步作为优选地实施例,一种硅酸盐水泥熟料的制备方法,包括以下步骤:A、原料破碎步骤:采用反击式破碎机对石灰石型砂废弃物进行破碎;在原料破碎步骤中,对石灰石型砂废弃物的破碎采用反击式破碎机进行一级破碎,反击式破碎机的喂料槽篦条间隙500mm,通过皮带输送机将原料输送到反击式破碎机,破碎颗粒粒径小于25mm;
硅质材料、钙质材料、铁质材料和铁铝质材料采用鄂式破碎进行一级破碎,采用反击式破碎进行二级破碎,控制入磨粒径为小于20mm;
B、原料混合粉磨步骤:将破碎后的硅质材料、钙质材料、铁质材料、铁铝质材料和石灰石型砂废弃物按照下述重量百分比进行混合:
钙质材料:石灰石63.0%,石英砂13.0%,水玻璃石灰石型砂废弃物20.5%,硫酸渣2.5%,高铁铝废石1%;进行烘干处理,将原料混合均匀,将混合均匀后的原料通过球磨机进行粉磨,最终粒度为大于80μm的颗粒重量不超过10-20%;
C、煅烧步骤:将B步骤中粉磨后的原料加入到回转窑中进行煅烧,煅烧温度1300℃,煅烧60min,煅烧完成后,冷却至室温,得到硅酸盐水熟料。
[0040] 实施例14进一步作为优选地实施例,一种硅酸盐水泥熟料的制备方法,包括以下步骤:A、原料破碎步骤:采用反击式破碎机对石灰石型砂废弃物进行破碎;在原料破碎步骤中,对石灰石型砂废弃物的破碎采用反击式破碎机进行一级破碎,反击式破碎机的喂料槽篦条间隙500mm,通过皮带输送机将原料输送到反击式破碎机,破碎颗粒粒径小于25mm;
硅质材料、钙质材料、铁质材料和铁铝质材料采用鄂式破碎进行一级破碎,采用反击式破碎进行二级破碎,控制入磨粒径为小于20mm;
B、原料混合粉磨步骤:将破碎后的硅质材料、钙质材料、铁质材料、铁铝质材料和石灰石型砂废弃物按照下述重量百分比进行混合:
钙质材料:石灰石71.9%,石英砂14%,水玻璃粘土石灰石型砂废弃物10.0%,铜矿渣
1.9%,低品位铝矾土2.1%;进行烘干处理,将原料混合均匀,将混合均匀后的原料通过球磨机进行粉磨,最终粒度为大于80μm的颗粒重量不超过10-20%;
C、煅烧步骤:将B步骤中粉磨后的原料加入到回转窑中进行煅烧,煅烧温度1320℃,煅烧60min,煅烧完成后,冷却至室温,得到硅酸盐水熟料。
[0041] 实施例15进一步作为优选地实施例,一种硅酸盐水泥熟料的制备方法,包括以下步骤:A、原料破碎步骤:采用反击式破碎机对石灰石型砂废弃物进行破碎;在原料破碎步骤中,对石灰石型砂废弃物的破碎采用反击式破碎机进行一级破碎,反击式破碎机的喂料槽篦条间隙500mm,通过皮带输送机将原料输送到反击式破碎机,破碎颗粒粒径小于25mm;
硅质材料、钙质材料、铁质材料和铁铝质材料采用鄂式破碎进行一级破碎,采用反击式破碎进行二级破碎,控制入磨粒径为小于20mm;
B、原料混合粉磨步骤:将破碎后的硅质材料、钙质材料、铁质材料、铁铝质材料和石灰石型砂废弃物按照下述重量百分比进行混合:
钙质材料:石灰石69.3%,页岩15.2%,水玻璃石灰石型砂废弃物10%,硫酸渣5%,高铁铝废石0.5%;进行烘干处理,将原料混合均匀,将混合均匀后的原料通过球磨机进行粉磨,最终粒度为大于80μm的颗粒重量不超过10-20%;
C、煅烧步骤:将B步骤中粉磨后的原料加入到回转窑中进行煅烧,煅烧温度1350℃,煅烧60min,煅烧完成后,冷却至室温,得到硅酸盐水熟料。
[0042] 实施例16进一步作为优选地实施例,一种硅酸盐水泥熟料的制备方法,包括以下步骤:A、原料破碎步骤:采用反击式破碎机对石灰石型砂废弃物进行破碎;在原料破碎步骤中,对石灰石型砂废弃物的破碎采用反击式破碎机进行一级破碎,反击式破碎机的喂料槽篦条间隙500mm,通过皮带输送机将原料输送到反击式破碎机,破碎颗粒粒径小于25mm;
硅质材料、钙质材料、铁质材料和铁铝质材料采用鄂式破碎进行一级破碎,采用反击式破碎进行二级破碎,控制入磨粒径为小于20mm;
B、原料混合粉磨步骤:将破碎后的硅质材料、钙质材料、铁质材料、铁铝质材料和石灰石型砂废弃物按照下述重量百分比进行混合:
钙质材料:石灰石42%,硅质材料10%,补充钙质材料40%,铁质材料5%;铁铝质材料3%;进行烘干处理,将原料混合均匀,将混合均匀后的原料通过球磨机进行粉磨,最终粒度为大于
80μm的颗粒重量不超过10-20%;
C、煅烧步骤:将B步骤中粉磨后的原料加入到回转窑中进行煅烧,煅烧温度1380℃,煅烧60min,煅烧完成后,冷却至室温,得到硅酸盐水熟料。
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