低堿水泥生產中原材料的選擇

1、低堿水泥生產中原材料的選擇低堿水泥生產竄器材料的選擇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 :l001 617l(2002)05 0067 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高原,受原材料的限制,水

2、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w 0.60%所以低堿水泥對原材料的要求只是在生產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w

3、 0.60%按摻10%± 3%的混合材計,則熟料堿含量必須控制在0.54%0.61%,生料燒失量按35.5%,窯中堿的揮發(fā)率按10.0%計 ,則要求生料堿必須控制達到0.31%0.36%范圍 ,根據(jù)反算我們對原材料提出如下要求 :石灰石:CaOA53.0%,R20<0.25%,含土量為零;硅質材料:SiO2/A12057,R20< 0.80%;鐵粉:R20W1.0%.通過分析,我們認為利用現(xiàn)有原材料生產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%,0.09

4、4%.根據(jù)我公司石灰石礦的地質勘探報告資料數(shù)據(jù)純塊料石灰石堿含量平均為0.20%,所以選用優(yōu)質純塊料石灰石是很有必要的;粘土堿含量居高不下是制約我公司低堿水泥生產的關鍵,必須設法尋找新的硅質材料代替現(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3 陜西省內外硅質材料的調查根據(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材料普查,普查調研結果見表 2.根據(jù)調研結果可以看出,受資源貯存條件限制,沒有一種硅質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材料.然而硅

5、石中三氧化二鋁含量太低,必須引入鋁質校正原料進行四組分配料方能滿足要求.表 l 我公司原,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1.650.281.400.751.8O0_351.600.8O1.100.2O1.1O0.70表 6 熟料的物理性能抗折強度,MPa比表面積凝結時間，h:min3d7d28d3d7d28dm2/kg 初凝終凝29.542.759.45.67.08.13642:394:5l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

6、學成分,率值,礦物組成及物理性能見表5,表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足質量要求和正常生產.4 經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.窯產量提高后,年增產 2 萬噸,折合產值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,降低生產成本,開發(fā)水

7、泥新品種都有十分重要意義.產地耀縣砂巖平均樣 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 省內外硅質材料調研結果SiO2,%67.1292.4796.1893.9993.82 97.9277.3880.9861.7345.5649.86而鋁質校正原料在銅川地區(qū)分布很硅質材料的最后選定以及大磨生產提廣 ,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人工煨燒后的試驗室500m/500mm試驗小磨七熟料 ）,爐底灰等三種鋁質校正原料供進行粉磨,物料人磨粒度控制在5配料時選用，具化學成分見表

8、2.7mm,用相同粉磨細度（細度控制為4硅質材料Ti能試驗0.08ram方孔篩篩余達8.0%）時被考察硅質材料不同于粘土,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的關鍵.進行了硬度大,較石灰石難磨,所以在粉磨過硅質材料相對易磨性試驗,生料成漿程中必須嚴格控制其粒度.實際生產穩(wěn)定性試驗 用硅質材料配制的生料中石灰石入磨粒度< 30mms石以<的易燒性試驗,試驗具體情況如下:25mm 為宜 ,故硅質

9、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材料的相對易磨性能,為較好.究競選用哪一種鋁質校正原料,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流動度 ,mm62757583822h 后析水量 ,%1.01.30.82.01.6

10、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, 1350140014501470135014001450fCaO.%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,其與鋁質校正原料相容性如何?為此我們安排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

11、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區(qū)域變質作用轉化而成,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，l450C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)質石灰石,外購鐵粉進行配料來生產低堿水泥.6 結語經過精心選擇,反復試驗 ,1999年7 月在我公司2500t/d 濕法線進行試生產,并獲得成功,水泥堿含量達0.50%,優(yōu)于國標