水泥生料制備

綿陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院

水泥生料制備《水泥原料的選擇項目報告書》

第一組項目負(fù)責(zé)人：陳挺成員：肖軍藍(lán)田俊甘偉賈芳萍“水泥生料制備技術(shù)”課程任務(wù)書院（系）材料工程系_班級—水泥122部門—任務(wù)任務(wù)下達(dá)日期：2013年03月11日任務(wù)完成日期：2013年03月26日任務(wù)題目：水泥原料的選擇主要內(nèi)容和要求：內(nèi)容：根據(jù)新型干法水泥生產(chǎn)特點，選擇適合該生產(chǎn)方法的原料，以滿足制備硅酸鹽水泥生料的要求。要求肖軍一一選擇適合制備硅酸鹽水泥生料要求的原料；藍(lán)田俊一一分析所選原料對資源利用、環(huán)境保護(hù)的影響；甘偉一一對所選擇的原料進(jìn)行物理化學(xué)特性分析并對原料的質(zhì)量進(jìn)行評價；賈芳萍一一根據(jù)分析結(jié)果，簡要說明所選原料對生料制備、熟料煅燒的影響。任務(wù)內(nèi)容原料選擇：肖軍一、 石灰質(zhì)原料名稱燒失量二氧化硅三氧化二鋁三氧化二鐵氧化鈣氧化鎂石灰石43.410.120.210.0455.390.59泥灰?guī)r40.244.862.080.8050.690.91二、黏土質(zhì)原料粉砂巖名稱燒失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO粉砂巖5.6367.2812.335.142.802.33三、校正原料種類燒失量SiO2AI2O3Fe2°3CaOMgOFeOCuO總量硫鐵渣46.0910.3742.700.730.14100.02砂LLr石3.7978.759.674.340.470.44——77.48煤渣-55.6829.327.545.020.93--98.49四、燃料的選擇煙煤揮發(fā)份：15%~40%Q值：21000~30000KJ/Kg原料的物理化學(xué)分析——甘偉一、石灰質(zhì)原料石灰石是由碳酸鈣組成的化學(xué)與生物化學(xué)沉積巖。主要礦物為方解石微粒，純凈的石灰石在理論上含有百分之56CaO和百分之44CO，呈白色，在自然界中的石灰石應(yīng)含雜質(zhì)的量不同，而呈不同的青灰，灰白，炭黑，淡黃及紅褐色等不同顏色。石灰石一般呈塊狀，含水量一般不大于1.0%，其結(jié)構(gòu)緊密性脆。上述所選石灰石的CaO含量為55.39%，燒失量為43.41%，已接近于純凈，故近于白色。而二氧化硅占0.12%、氧化鋁占0.21%和氧化鐵占0.04%相對較低。MgO為0.59%相對較好（因為MgO過高會影響水泥的安定性）。總體而言，所選石灰石滿足要求。泥灰?guī)r屬石灰?guī)r向黏土過度的中間類型巖石，泥灰?guī)r因所含粘土量的不同其化學(xué)性質(zhì)也發(fā)生變化，如果泥灰?guī)r中CaO含量超過45%，稱為高鈣泥灰?guī)r，若其CaO含量小于45%，稱為低鈣泥灰?guī)r。泥灰?guī)r顏色取決于粘土物質(zhì)從青灰色，土黃色到灰黑色，顏色多樣其質(zhì)軟，易采掘和粉碎，常呈夾層狀或厚層狀。上述所選泥灰?guī)r燒失量及含鈣量都與所選石灰石沒有太大區(qū)別。但是二氧化硅為4.86%、氧化鋁為2.08%氧化鐵為0.8%相對于所選石灰石較好。但MgO含量為0.91%相對于所選石灰石較高（但高了不好）。石灰石原料的質(zhì)量要求成分CaOMgO燧石或石英SO 3 NaO+KO 2 2 含量％N48W3W4W1<0.6二、粘土質(zhì)原料粘土質(zhì)原料的主要化學(xué)成分是二氧化硅，其次是三氧化鋁、三氧化鐵和氧化鈣，其主要提供水泥熟料所需的酸性氧化物。頁巖是粘土經(jīng)過長期膠結(jié)而成的粘土巖，主要成分是SiO2,Al2O3,還有少量的Fe2O3,R2O等，化學(xué)成分類似與黏土。頁巖顏色不定，一般為灰黃，灰綠，黑色以及紫色等，結(jié)構(gòu)致密堅實，層理發(fā)達(dá)，通常呈頁狀或薄片狀。上述所選頁巖的硅酸率為2.1S2.8,在實際生產(chǎn)中偏低了，故通常需要在配料時適當(dāng)加入硅質(zhì)校正原料。粉砂巖是由直徑為0.01s0.1mm的粉砂經(jīng)過長期膠結(jié)變硬后的碎屑沉積巖。

其主要礦物質(zhì)是石英、長石、粘土等。顏色呈淡黃、淡紅、淡棕色、紫紅色等，質(zhì)地取決于膠結(jié)程度。粉砂巖的硅酸率一般大于3.0，鋁氧率在2.4-3.0之間，含堿量為2%-4%，可作為水泥生產(chǎn)用的硅鋁質(zhì)原料。上述所選粉砂巖的化學(xué)成分剛好滿足上述要求，故可用于水泥生產(chǎn)。粘土質(zhì)原料的質(zhì)量要求品位nPMgOR2OSO3塑性指數(shù)一華口等品2.7至3.51.5至3.5<3.0<4.0<2.0>12一華口二等口口2.0至2.7或3.5至4.0不限<3.0<4.0<2.0>12校正原料常用品種及質(zhì)量要求校正原料常用品種質(zhì)量要求鐵質(zhì)校正原料低品位的鐵礦石、煉鐵廠尾礦、硫酸廠工業(yè)廢渣硫酸渣（俗稱鐵粉）鉛礦渣，銅礦渣（還兼作礦化劑）Fe2O3N40%硅質(zhì)礦化劑硅藻土、硅藻石、含SiO2多的河沙、砂巖、粉砂巖n>4.0； SiO2：70%~90%RO<4.0%2鋁質(zhì)校正原料爐渣、煤砰石、鋁磯土Al2O3>30%三、 鐵質(zhì)校正原料當(dāng)氧化鐵含量不足時，應(yīng)摻加氧化鐵大于40%的鐵質(zhì)校正原料，常用的有低品位的鐵礦石、煉鐵廠尾礦及硫酸工業(yè)廢渣硫鐵渣等。上述所選鐵質(zhì)校正原料的含鐵量為41.19%滿足要求。且可以適當(dāng)補(bǔ)充氧化鋁、氧化鈣以及二氧化硅。但氧化鎂含量相對于所選石灰石較高，不利于水泥生產(chǎn)。四、 鋁質(zhì)校正原料當(dāng)生料中氧化鋁含量不足時，需要加入適當(dāng)校正原料，常用的鋁質(zhì)校正原料有煤渣、煤砰石鋁磯土等。但上述所選的是氧化鋁含量為29.32%，燒失量為0的煤渣。且二氧化硅含量為55.68%，相對較高可以提供大量的水泥生產(chǎn)所必須的二氧化硅。且氧化鐵、氧化鋁的量也比較適宜利于生產(chǎn)。五、 硅質(zhì)校正原料硅質(zhì)校正原料是用以補(bǔ)充配合生料中氧化硅成分不足的原料。當(dāng)水泥廠采用硅酸率低的紅壤或頁巖作原料時，需摻入硅質(zhì)校正原料。采用較多的是砂巖和粉砂巖。上述所選硅質(zhì)校正原料是砂巖，且其燒失量為3.79%,二氧化硅含量為78.75%相對較好。又能適當(dāng)補(bǔ)充氧化鋁、氧化鈣和氧化鐵。重要的是MgO含量僅為0.44%利于生產(chǎn)。六、 燃料的選擇煙煤是一種碳化程度較高，干燥基揮發(fā)分含量為15%至40%的煙煤。熱值一般為20900到31400KJ\kg.煙煤結(jié)構(gòu)致密，較為堅硬，密度較大，著火溫度為400至500度，是回轉(zhuǎn)窯煅燒水泥熟料的主要燃料。上述所選原料中的燃料是煙煤，且熱值、揮發(fā)分和著火點均滿足要求。七、 任務(wù)三總結(jié)綜上：原料的選擇要綜合多個方面，如：質(zhì)地、價格、離廠區(qū)的距離等等。主要是要考慮原料的物理化學(xué)性質(zhì)，但最為重要的是是否經(jīng)濟(jì)！資源利用、環(huán)境保護(hù)資源利用酸鹽水泥主要由硅酸鹽水泥熟料組成。而硅酸鹽水泥熟料的生產(chǎn)是一個高資源、能源消耗，同時又產(chǎn)生大量有害氣體的工藝過程。在原料的選擇中，添加工業(yè)廢渣，礦渣等。根據(jù)國家可持續(xù)發(fā)展、環(huán)境保護(hù)政策、循環(huán)經(jīng)濟(jì)政策（國發(fā)[2005]22號文），本項目每年將消耗大量粉煤灰、石膏、硫酸渣等工業(yè)廢渣，利用率較高。本項目的建設(shè)不僅使工業(yè)廢渣變廢為寶，部分解決了因工業(yè)廢物造成的環(huán)境污染和占用土地的問題豐富的石灰石礦資源，水、電、燃煤供應(yīng)便利，為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水泥奠定了良好的基礎(chǔ)，只要在項目實施和生產(chǎn)過程中切實做好“三同時”工作，落實評價中提出的生態(tài)恢復(fù)及污染防治措施，實現(xiàn)清潔生產(chǎn)和達(dá)標(biāo)排放，滿足總量控制目標(biāo)，將項目的不利影響降低到最小程度，使經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和環(huán)境效益有機(jī)統(tǒng)一，實現(xiàn)社會和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。環(huán)境保護(hù)新型干法循環(huán)充分利用了原料燃燒，并充分對資源進(jìn)行整合利用，綜合利用工業(yè)廢渣。高效的生產(chǎn)方法使水泥生產(chǎn)真正做到了保護(hù)，低排，且生產(chǎn)過程中廢物循環(huán)利用，使資源得到充分利用使環(huán)境得到最大保護(hù)。更體現(xiàn)了新型干法水泥生產(chǎn)水泥對資源的重大影響，真正做到“綠色工業(yè)”。原料對生料制備、熟料煅燒的影響一一賈芳萍石灰質(zhì)原料選擇石灰質(zhì)原料時，如果石灰質(zhì)原料CaO含量低于48%，可將其與CaO含量大于48%的石灰質(zhì)原料搭配使用，以利資源的合理利用。但值得注意的是，含有白云石(CaCO3-MgCO3)的石灰石往往易造成水泥中的MgO含量過高應(yīng)限制石灰質(zhì)原料中MgO含量3小于3.0%。而燧石含量較高的石灰?guī)r，其質(zhì)地堅硬，難磨難燒，宜嚴(yán)格控制。同理，經(jīng)過地質(zhì)變質(zhì)作用、重結(jié)晶的大理石結(jié)晶完整、粗大，結(jié)構(gòu)致密，雖化學(xué)成分較純，CaCO3含量很高，但不易粉磨與煅燒，故一般不宜采用。黏土質(zhì)原料為了便于配料又不摻硅質(zhì)校正原料，要求黏土質(zhì)原料硅率最好為2.7?3.1，鋁率1.5?3.0，此時粘土質(zhì)原料中氧化硅含量棋應(yīng)為55%?72%。如果硅率過小，小于2.3?2.5，則是以高嶺石為主導(dǎo)礦物的粘土，配料時除非石灰質(zhì)原料含有較高的SiO2，否則就要添加難磨難燒的硅質(zhì)校正原料。如果硅酸率為2