低堿水泥生產(chǎn)中原材料的選擇

1、低堿水泥生產(chǎn)中原材料的選擇低堿水泥生產(chǎn)竄器材料的選擇 RawMaterialsSelectionIn:iw-olkoiiCementProduction 口口張東蘭(陜西秦嶺水泥股份有限公司質(zhì)檢研究中心 ,陜西耀縣 727100)中 圖 分 類 號 :TQ172.4 文 獻 標 識 碼 :B 文 章 編 號:IOO1 6171(2002)050067 02 近年來 ,水泥及混疑土工業(yè)發(fā)展 迅猛 ,對水泥性能要求也越來越高 .而 國內(nèi)水泥混疑土工程中堿骨料反應時 有發(fā)生 ,水泥中的堿含量問題已引起 人們的高度重視 ,有些大體積特殊工 程在招標過程中已明確提出對堿含量 的要求 .我公司地處西北黃土

2、高原 ,受 原材料的限制 ,水泥中的堿含量較高 .為此 ,我們從原料人手 ,開展了一系列 工作 ,成功地生產(chǎn)出低堿水泥 .1 我公司原 , 燃材料的現(xiàn)狀 公司擁有自己的石灰石 ,粘土礦 , 鐵粉,煤,石膏,混合材均為外購 .1998年元月一 1999 年元月生產(chǎn)普通水泥所 用原材料,半成品,成品的堿含量 （指 鈉當量,下同）見表 1.由表 1 可以看出 ,我公司水泥中 的堿主要來源于石灰石和粘土 ,要想 生產(chǎn)低堿水泥 ,必須降低石灰石 ,粘土 等的堿含量 . 2低堿水泥配料對原材料的要求 國標中對普通水泥的堿含量做為 協(xié)商性指標 ,即當用戶提出要求時堿 含量必須 0.60%所以低堿水泥對原 材

3、料的要求只是在生產(chǎn)普通水泥基礎 抗壓強度 ,MPa 上對堿含量更嚴格一些 ,既然要求水 泥堿含量53.0%,R200.25%,含土量為零 ;硅質(zhì)材料：SQ2/A12057,R20W 0.80%;鐵粉:R20 1.0%.通過分析 ,我們認為利用現(xiàn)有原 材料生產(chǎn)低堿水泥是不可行的 .石灰 石屬大宗原材料 ,其用量大 ,帶入的堿 多,據(jù)有關資料顯示石灰石中的堿每 降低 0. 1 % ,生料,熟料,水泥中含量依 次降低 0.086%,0.127%,0.094%.根據(jù) 我公司石灰石礦的地質(zhì)勘探報告資料 數(shù)據(jù)純塊料石灰石堿含量平均為 0.20%,所以選用優(yōu)質(zhì)純塊料石灰石是 很有必要的 ;粘土堿含量居高不下

4、是 制約我公司低堿水泥生產(chǎn)的關鍵 , 必須設法尋找新的硅質(zhì)材料代替現(xiàn)用 粘土,要保證普通水泥的性能 ,還要考 慮 SiO:/AIO3 控制在一定的范圍內(nèi) 3 陜西省內(nèi)外硅質(zhì)材料的調(diào)查 根據(jù)需要我們對耀縣附近銅川地 區(qū),漢中地區(qū) ,西安地區(qū)以及河南等地 進行了硅質(zhì)材料普查 ,普查調(diào)研結果見表 2.根據(jù)調(diào)研結果可以看出 ,受資源 貯存條件限制 ,沒有一種硅質(zhì)材料能 滿足三組分配料要求 ,因此決定采用 四組分配料 .通過比較化學成分 ,堿含 量,價格,運距等因素 ,暫定使用眉縣 硅石做為硅質(zhì)材料 .然而硅石中三氧 化二鋁含量太低 ,必須引入鋁質(zhì)校正 原料進行四組分配料方能滿足要求 . 表I我公司原,

5、燃材料及成品的堿含量統(tǒng)計， 物料名稱石灰石粘土鐵粉 平均值 0.353.050.90 最高值 0.503.301.20 最低值 0.202.700.60 煤灰石膏混合材生料 1.650.281.400.75 1.8O0_351.600.8O 1.100.2O1.1O0.70 表 6 熟料的物理性能 抗折強度 ,MPa 比表面積凝結時間 ,h:min 3d7d28d3d7d28dm2/kg 初凝終凝29.542.759.45.67.08.13642:394:5I 把 SM 值提到 2.4 以上,解決了結球問 題.使用電石渣 ,粉煤灰配料的熟料化 學成分 ,率值,礦物組成及物理性能見 表 5,表

6、6.從表可知 ,在 sP 窯用電石 渣粉煤灰配料燒成的水泥熟料能夠滿 水泥技術 2002/5 足質(zhì)量要求和正常生產(chǎn) .4 經(jīng)濟和社會效益分析 使用電石渣 ,粉煤灰配料 ,年消耗 電石渣 ,粉煤灰等工業(yè)廢渣 7.5 噸,降 低生產(chǎn)成本10-15元/t水泥,年增效 67熟料普通水泥1.O01.1O1.2Ol_3OO.8O1.00益200-300萬元，降低煤耗6575kg/t 熟料,節(jié)約煤1.171.35萬噸,企業(yè)年 收益 120-140萬元.窯產(chǎn)量提高后 ,年 增產(chǎn) 2萬噸,折合產(chǎn)值 210萬元,并可 享受資源綜合利用優(yōu)惠政策 ,每年免 稅 200 多萬元 .對保護生態(tài)環(huán)境 ,降低 生產(chǎn)成本 ,開

7、發(fā)水泥新品種都有十分 重要意義.產(chǎn)地 耀縣砂巖平均樣 漢中地區(qū)硅石 眉縣青硅石 眉縣白硅石 藍田縣硅石 略陽縣硅石 渭河河沙 河南新安砂巖 陳爐生料渣 陳爐燒料渣 爐底灰 表 2 省內(nèi)外硅質(zhì)材料調(diào)研結果 SiO2,%67.1292.4796.18 93.9993.82 97.9277.3880.9861.7345.5649.86 而鋁質(zhì)校正原料在銅川地區(qū)分布很硅質(zhì)材料的最后選定以及大磨生 產(chǎn)提廣 ,我們選取陳爐生料渣 ,陳爐燒料渣供參考依據(jù) .我們以標準砂為基 準,在（燒制陶瓷用的原料經(jīng)人工煅燒后的試驗室500mm 500mm試驗小磨七熟料 ）,爐底灰等三種鋁質(zhì)校正原料供進行粉磨,物料人磨粒度

8、控制在5配料時選用，其化學成分見表2.7mm,用相同粉磨細度（細度控制為4硅質(zhì)材料性能試驗0.08ram方孔篩篩余達8.0%）時被考察 硅質(zhì)材料不同于粘土 ,由于受地物料所用時問與標準砂所用時間之比 質(zhì)形成年代等因素的影響 ,礦物結構值表示該物料的相對易磨性 ,試驗 結差別較大 ,特別是硅石的硬度大 ,熔點果見表 3. 高,究竟能否應用于生產(chǎn)當中 ,是關系由表中數(shù)據(jù)可以看出 ,硅石由于到低堿水泥能否生產(chǎn)的關鍵 .進行了硬度大 ,較石灰石難磨 ,所以在粉 磨過硅質(zhì)材料相對易磨性試驗 ,生料成漿程中必須嚴格控制其粒度 .實際生 產(chǎn)穩(wěn)定性試驗，用硅質(zhì)材料配制的生料中石灰石入磨粒度 30mm硅石以的易

9、燒性試驗 ,試驗具體情況如下 :25mm 為宜,故硅質(zhì)材料暫選眉縣的 青4.1 原材料易磨性試驗硅石 ;而料渣易磨性差別較大 ,生料渣 進行原材料易磨性試驗 ,旨在考較熟料渣好磨 ,另外爐底灰的易磨性 察所選硅質(zhì)材料的相對易磨性能 ,為較好 .究競選用哪一種鋁質(zhì)校正原 料,表3原材料的相對易磨性結果 物料名稱標準砂眉縣青硅石眉縣白硅石陳爐生料渣陳爐熟料渣爐底 灰石灰石易磨性系數(shù) 1.000.920.950.691.230.710.90物料名稱正常料漿硅石熟料渣混合料硅石生料渣混合料 硅石熟料渣生料 硅石爐底灰生料 表 4 生料成漿穩(wěn)定性試驗含水量 ,%34,534.555.034,534.5流

10、動度 ,mm62757583822h 后析水量 ,%1.01.30.82.01.6表 5 采用硅石配料的生料易燒性試驗 生料名稱硅石熟料渣生料硅石爐底灰生料恒溫溫度，c 1350140014501470135014001450 fCaO.%9.52.25l-431.178.552.321.50 68 還要看其它性能試驗結果后再定 :4.2 生料成漿穩(wěn)定性試驗 低堿水泥生產(chǎn)計劃安排在濕法線 進行原料磨為2.6rex12m棒球磨， 因此在生料粉磨過程中能否穩(wěn)定成漿 也是關系到所選硅質(zhì)材料正常使用的 關鍵.硅石與粘土相比 ,其吸附水分能 力差,粘結性弱 ,其與鋁質(zhì)校正原料相 容性如何 ?為此我們安排

11、 r 不同物料 配制的生料成漿穩(wěn)定性試驗 ,試驗結 果見表 4 由試驗結果可以看出 ,硅生料 渣混合料成漿穩(wěn)定性較好 ,析水量小 , 但需水量較大 ,在水分為 55. 0%時,流 動度為75mm,所以在濕法線不宜采 用;而其余二種料在水分接近于正常料 漿時均具有良好的流動性 ,析水量又 小,其成漿穩(wěn)定性均較好 .4.3 生料易燒性試驗 由于硅石是由沉積石英砂巖經(jīng)區(qū) 域變質(zhì)作用轉化而成 ,熔點高 ,用它配 料是否易于化合和燒成 ,我們尚不清 楚 ,為 r 保證大窯的順利煅燒 ,我們在 實驗室高溫爐中進行易燒性試驗 .生 料的易燒性試驗按 GB9965 88水泥 生料易燒性試驗方法進行 ,游離氧化 鈣用甘油酒精法測定 .試驗結果見表 5由表中結果可以看出,1450C硅 燒料渣生料的易燒性好于硅石爐底灰 生料.通過以上性能試驗結果 ,綜合考 慮成本等因素 ,最終決定選用眉縣硅 石,陳爐熟料渣代替現(xiàn)用粘土與我公 司優(yōu)質(zhì)石灰石 ,外購鐵粉進行配料來 生產(chǎn)低堿水泥 .5 結語經(jīng)過精心選擇 ,反復試驗 ,1999年 5 月在我公司 2500t/d 濕法線進行 試生產(chǎn),并獲得成功 ,水泥堿含量達