《水泥生產(chǎn)工藝》課件-第四章 硅酸鹽水泥的原料及預均化

4.硅酸鹽水泥的原料及預均化

一、硅酸鹽水泥的原料

1、石灰質(zhì)原料天然石灰質(zhì)原料：由碳酸鈣所組成的化學與生物化學沉積巖。其主要礦物為方解石（CaCO3)，常含有白云石(CaCO3·MgCO3)、石英(結(jié)晶SiO2)，燧石(又稱玻璃質(zhì)石英、火石，主要成分為SiO2，屬結(jié)晶SiO2)、粘土質(zhì)及鐵質(zhì)等雜質(zhì)。泥灰?guī)r：是由碳酸鈣和粘土物質(zhì)同時沉積所形成的均勻混合的沉積巖，屬石灰?guī)r向粘土過渡的中間類型巖石。泥灰?guī)r中CaO量超過45%，稱為高鈣泥灰?guī)r;若其CaO含量小于43.5％，稱為低鈣泥灰?guī)r。泥灰?guī)r主要礦物也是方解石，常見的為粗晶粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，質(zhì)軟易采掘和粉碎，常呈夾層狀或厚層狀。其硬度低于石灰?guī)r，粘土礦物含量愈高，硬度愈低。石灰質(zhì)原料的選擇使用：搭配使用；限制MgO含量；限制燧石含量；新型干法水泥生產(chǎn)，還應限制K2O、Na2O、SO3、Cl-等微量組分。石灰石的質(zhì)量要求:其主要成分是CaCO3，純石灰石的CaO最高含量為56%，其品位由CaO含量確定。有害成分為MgO、R2O、（Na2O、K2O）和游離SiO2。石灰質(zhì)原料的質(zhì)量要求如下：成分CaOMgOf-SiO2（燧石或石英）SO3Na2O+K2O含量（％）≥48≤3≤4≤1≤0.6石灰石2、粘土質(zhì)原料粘土：是多種微細的呈疏松或膠狀密實的含水鋁硅酸鹽礦物的混合體，它是由富含長石等鋁硅酸鹽礦物的巖石經(jīng)漫長地質(zhì)年代風化而成。包括華北、西北地區(qū)的紅土，東北地區(qū)的黑土與棕壤，南方地區(qū)的紅壤與黃壤等。根據(jù)粘土中主導礦物不同，將其分為高嶺石類、蒙脫石類、水云母類等。黃土：是沒有層理的粘土與微粒礦物的天然混合物。成因以風積為主，也有成因于沖積、坡積、洪積和淤積的。顏色以黃褐色為主。頁巖：是粘土經(jīng)長期膠結(jié)而成的粘土巖。一般形成與海相或陸相沉積，或海相與陸相交互沉積。化學成分類似于粘土，可作為粘土使用，但其硅率較低，通常配料時需摻加硅質(zhì)校正原料。頁巖顏色不定，一般灰黃、灰綠、黑色及紫色等，結(jié)構(gòu)致密堅實，層理發(fā)育，通常呈頁狀或薄片狀。選擇使用粘土質(zhì)原料時應注意：n、p值要適當；盡量不含碎石、卵石，粗砂含量應小于5%。粘土質(zhì)原料的質(zhì)量要求如下：品位npMgO(%)R2O(%)SO3(%)塑性指數(shù)一級品2.7～3.51.5～3.5＜3.0＜4.0＜2.0＞12二級品2.0～2.73.5～4.0不限＜3.0＜4.0＜2.0＞123、校正材料當石灰質(zhì)原料和粘土質(zhì)原料配合所得生料成分不能符合配料方案要求時，必須根據(jù)所缺少的組分摻加相應的原料，這種以補充某些成分不足為主的原料稱為校正原料。校正原料的質(zhì)量要求如下：鐵質(zhì)校正原料：補充氧化鐵含量不足的原料，F(xiàn)e2O3含量＞40％。硫鐵礦渣(即鐵粉)：硫酸廠工業(yè)廢渣，F(xiàn)e2O3含量＞50％，紅褐色粉末，含水量較大；低品位鐵礦石：煉鐵廠尾礦：鉛礦渣或銅礦渣。硅質(zhì)校正原料：補充氧化硅含量不足的原料，SiO2含量70％-90％，n＞4.0，R2O＜4.0。常用：硅藻土、硅藻石、含SiO2多的河砂、砂巖、粉砂巖等。其中砂巖，河砂中結(jié)晶SiO2多，難磨難燒，盡量不用，風化砂巖易于粉磨，對煅燒影響小。鋁質(zhì)校正原料補充氧化鋁含量不足的原料，Al2O3含量＞30％。常用：爐渣、煤矸石、鋁礬土等二、原料的開采和運輸鉆眼爆破采運三、原料的預均化均化：通過采用一定的工藝措施，達到降低物料的化學成分波動振幅，使物料的化學成分均勻一致的過程。均化作用：是保證熟料質(zhì)量、產(chǎn)量及降低消耗的基本措施和前提條件，也是穩(wěn)定出廠水泥質(zhì)量的重要途徑。原燃料的預均化：就是原料或燃料在粉磨之前所進行的均化。

原燃料的預均化作用：降低原燃料成分波動，為準確配料、提高生料均勻性，穩(wěn)定熟料煅燒提供良好的條件。

1.堆料和取料方法（１）堆料方法⑴人字形堆料法

⑵波浪形堆料法

⑶水平層堆料法⑷橫向傾斜層堆料法⑸縱向傾斜層堆料法（２）取料方法⑴端面取料⑵側(cè)面取料⑶底部取料均化效果的評價標準偏差：標準偏差值越小，物料的成分越均勻均化效果：均化效果亦稱均化倍數(shù)或均化系數(shù)，通常它指的是均化前物料的標準偏差與均化后物料的標準偏差之比值，即：

當Cv<5％時，原料的均勻性良好,不需要采用預均化。石灰石中CaCO3標準偏差大于３％時，應考慮預均化。當Cv=5％-10％時，原料的成分有一定的波動。如果其他原料包括燃料的質(zhì)量穩(wěn)定，生料配料準確及生料均化設(shè)施的均化效聚好，可以不考慮原料的預均化。反之，則應考慮該原料的預均化。當Cv>10％時，原料的均勻性很差，成分波動大，必須進行預均化。當進廠煤的灰分波動>±5%時，應采取均勻化。粘土（SiO2,Al2O3），當粘土中SiO2標準偏差大于５.６％時，應考慮預均化。2.原料、燃料預均化的選用條件入磨物料的配比：提高喂料的準確性、均勻穩(wěn)定喂料量，是保證生料質(zhì)量的關(guān)鍵。入磨物料的粒度：管磨機入磨物料的粒度越小越好，最好采用磨前預破碎工藝，使入磨物料的粒度小于3～5mm，。對于立磨而言入磨物料的粒度可以放寬一些。入磨物料的水分：一般入磨物料的平均水分控制在≤1.0%為宜。烘干兼粉磨系統(tǒng)控制在≤6.0%。立磨系統(tǒng)控制在10.0%左右。出磨生料化學成分及率值的控制水分≤1.0%，合格率≥90%;SiO2（目標值）±0.5%，合格率≥80%;CaO（目標值）±0.5%，合格率≥80%;Fe2O3（目標值）±0.3%，合格率≥80%;Al2O3（目標值）±0.3%，合格率≥80%;KH（目標值）±0.03，合格率≥60%;n（目標值）±0.1，合格率≥60%;P（目標值）±0.1，合格率≥60%生料的細度控制:0.08mm方孔篩篩余量≤8％-10%，合格率>87.5％；0.20mm方孔篩篩余量≤1.0％-1.5％。生料中煤摻加量的質(zhì)量控制水分≤4.0%，合格率≥80

細度（0.08mm方孔篩篩余量）≤12％，合格率≥90%入窯生料的質(zhì)量控制

KH（目標值）±0.03，合格率≥60%，每班測定2次；

n（目標值）±0.1，合格率≥65%，每班測定2次；

P（目標值）±0.1，合格率≥65%，每班測定2次；細度（0.08mm方孔篩篩余量）≤12％，合格率≥90%3.原料預均化的質(zhì)量控制4.影響預均化效果的因素１、原料成分波動的影響一般礦山原料的都不均勻，因為波動頻率大時，各層原料都會有可能鋪上極高或極低成分的原料，所以即使采用預均化技術(shù)，原料礦山開采時還應該搭配。２、物料離析作用的影響由于物料顆料總存在有差別。大顆料物料沿料堆滾落到底部，小顆粒停留在料堆的上半部，造成整個料堆橫斷面上的成分波動。因此，為了減少物料離析作用