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水泥 新工艺 技术装备 质量 监控 检测 新技术

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! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !第 二 篇水 泥 工 业 新 型 原 料 选 配 技 术第 一 章 水 泥 生 产 用 原 料 及 其 矿 山 开 采第 一 节 水 泥 生 产 用 原 料生 产 水 泥 用 的 天 然 原 料 主 要 为 石 灰 质 和 粘 土 质 两 种 。 此 外 ， 还 有 一 些 校 正 原 料 。 有关 的 天 然 原 料 种 类 见 表 ! # #。表 ! # # 天 然 原 料 的 种 类石 灰 质 粘 土 质 硅 质 铁 质 铝 质石 灰 岩 粘 土 砂 岩 硫 铁 渣 铝 矾 土泥 灰 岩 黄 土 河 砂 铁 矿 石 煤 矸 石大 理 岩 页 岩白 垩 泥 岩海 生 壳 类 粉 砂 岩河 泥一 、 石 灰 质 原 料天 然 石 灰 质 原 料 以 石 灰 岩 为 主 ， 其 次 为 泥 灰 岩 、 大 理 岩 ， 另 外 还 有 少 量 的 白 垩 、 贝 壳 、珊 瑚 等 。（ 一 ） 石 灰 岩石 灰 岩 主 要 系 由 碳 酸 钙 所 组 成 的 沉 积 岩 。 主 要 矿 物 是 方 解 石 ， 并 常 常 含 有 白 云 石 、$!第 一 章 水 泥 生 产 用 原 料 及 其 矿 山 开 采菱 镁 矿 、 石 英 、 蛋 白 石 、 含 铁 矿 物 和 粘 土 矿 物 等 ， 是 一 种 具 有 微 晶 或 隐 晶 结 构 的 致 密 岩 石 。纯 的 方 解 石 含 有 !#$%& 和 #$&(， 色 白 。 在 自 然 界 中 因 所 含 杂 质 不 同 ， 而 呈 灰 白 、 淡黄 、 红 褐 或 灰 黑 等 颜 色 。 石 灰 岩 一 般 呈 块 状 ， 无 层 理 ， 结 构 致 密 ； 密 度 为 () * ()+,-./0，它 随 石 灰 岩 的 孔 隙 率 、 杂 质 含 量 及 结 构 构 造 不 同 而 异 ； 湿 度 一 般 为 1)2#（ 表 层 水 分 可 较高 ） ， 并 与 孔 隙 率 和 气 候 有 关 ； 性 脆 ， 普 氏 硬 度 + * 12， 耐 压 强 度 随 结 构 和 孔 隙 率 而 异 ， 在02 * 13245% 之 间 ， 一 般 为 +2 * 1245%； 松 散 系 数 一 般 为 1)! * 1)。石 灰 岩 的 成 因 类 型 分 海 相 沉 积 矿 床 、 陆 相 沉 积 矿 床 、 重 结 晶 作 用 形 成 的 矿 床 和 岩 浆以 及 热 液 生 成 的 碳 酸 盐 岩 矿 床 。海 相 沉 积 石 灰 岩 矿 床 又 分 为 有 机 沉 积 、 化 学 和 生 物 化 学 沉 积 、 碎 屑 沉 积 矿 床 。 其 特点 是 矿 体 呈 层 状 、 似 层 状 或 大 透 镜 状 。 除 碎 屑 沉 积 外 ， 矿 石 成 分 一 般 比 较 均 匀 ， 质 量 好 ，矿 层 厚 度 、 长 度 和 规 模 都 比 较 大 ， 是 最 有 工 业 价 值 的 矿 体 。陆 相 沉 积 石 灰 岩 矿 床 又 分 为 陆 相 化 学 沉 积 石 灰 岩 矿 床 及 石 灰 华 矿 床 、 陆 相 机 械 沉 积石 灰 岩 矿 床 。 陆 相 化 学 沉 积 石 灰 岩 矿 床 及 石 灰 华 矿 床 ， 矿 石 成 分 均 匀 ， 质 量 较 好 ， 矿 体 常呈 透 镜 体 状 ， 规 模 一 般 不 大 。 陆 相 机 械 沉 积 石 灰 岩 矿 床 ， 常 零 星 分 布 于 干 河 床 和 冰 川 发育 地 区 ， 矿 床 规 模 小 ， 矿 石 质 量 差 。重 结 晶 作 用 形 成 的 石 灰 岩 矿 床 ， 其 特 点 是 矿 石 结 晶 较 粗 ， 常 含 有 各 种 原 生 结 构 的 残留 结 构 ， 密 度 较 大 ， 硬 度 较 高 ， 化 学 成 分 比 较 稳 定 ， $%& 含 量 一 般 在 !(#以 上 ， 4,&含 量较 低 ， 矿 体 形 态 复 杂 ， 有 层 状 、 似 层 状 、 透 镜 状 和 巢 状 体 。 这 类 矿 床 大 多 与 区 域 变 质 作 用有 关 。岩 浆 和 热 液 生 成 的 碳 酸 盐 矿 床 又 分 为 碱 性 岩 浆 分 异 作 用 生 成 的 石 灰 岩 矿 床 及 热 液生 成 的 方 解 石 脉 。 其 工 业 价 值 一 般 不 大 。中 国 石 灰 岩 矿 床 以 海 相 沉 积 类 型 为 主 ， 资 源 较 为 丰 富 ， 在 每 个 地 质 时 代 都 有 沉 积 ， 各个 地 质 构 造 发 展 阶 段 都 有 分 布 。 但 质 量 好 、 规 模 大 的 石 灰 岩 矿 床 往 往 赋 存 于 一 定 的 层 位中 ， 如 ： 东 北 、 华 北 地 区 中 奥 陶 纪 石 灰 岩 是 极 其 重 要 的 层 位 ， 中 南 、 华 东 、 西 南 地 区 泥 盆 纪等 石 灰 岩 ， 华 东 、 西 北 及 长 江 中 下 游 的 奥 陶 纪 石 灰 岩 均 为 水 泥 原 料 的 重 要 层 位 。 有 关 的矿 床 实 例 见 ( 6 1 6 (。（ 二 ） 其 他 石 灰 质 原 料1) 泥 灰 岩泥 灰 岩 是 一 种 介 于 碳 酸 盐 和 粘 土 岩 之 间 的 过 渡 类 型 岩 石 。 泥 灰 岩 中 的 方 解 石 含 量为 !2 * 3!#， 粘 土 矿 物 含 量 为 (! * !2#。 当 粘 土 矿 物 含 量 少 于 (!#时 ， 称 为 含 泥 石 灰 岩或 泥 质 石 灰 岩 。 泥 灰 岩 常 呈 微 粒 结 构 或 泥 状 结 构 ， 矿 物 颗 粒 粒 径 一 般 小 于 2)21/。 这种 岩 石 常 产 于 石 灰 岩 和 粘 土 岩 的 过 渡 地 带 ， 夹 于 薄 石 灰 岩 或 粘 土 岩 之 中 ， 呈 透 镜 状 或 薄20(第 二 篇 水 泥 工 业 新 型 原 料 选 配 技 术层 状 产 出 。泥 灰 岩 矿 床 按 成 因 可 分 为 海 相 沉 积 矿 床 和 陆 相 沉 积 矿 床 两 类 。 陆 相 沉 积 矿 床 以 湖泊 沉 积 矿 床 为 主 。某 些 泥 灰 岩 的 化 学 成 分 适 合 水 泥 生 料 的 要 求 ， 不 需 与 其 他 原 料 配 合 ， 即 可 烧 制 水 泥熟 料 ， 这 种 泥 灰 岩 称 为 “ 天 然 水 泥 石 ” 。 目 前 使 用 泥 灰 岩 时 多 与 优 质 石 灰 石 搭 配 。 泥 灰 岩的 物 理 性 质 与 石 灰 岩 相 似 ， 硬 度 低 于 石 灰 岩 、 粘 土 物 质 含 量 越 高 ， 硬 度 越 低 ， 其 颜 色 取 决于 粘 土 物 质 ， 在 黄 色 到 灰 黑 色 之 间 变 化 。泥 灰 岩 在 中 国 主 要 分 布 于 中 寒 武 纪 和 奥 陶 纪 马 家 沟 组 中 ， 南 方 主 要 产 于 下 石 炭 纪 和中 、 下 三 叠 纪 。 部 分 泥 灰 岩 矿 床 矿 石 化 学 成 分 见 表 ! # $。表 ! # ! 石 灰 岩 矿 床 实 例厂 矿 名 称 赋 存 层 位矿 体 厚 度（ %）矿 石 岩 性矿 石 化 学 成 分 &() *+) ,-)!./!)$01!)$辽 宁 辽 阳小 屯 矿 床中 寒 武 纪 !22 鲕 状 石 灰 岩 $3 4 3!56 2536 4 #2 #53 4 752 253 4 #5$ 257 4 258陕 西 耀 县宝 鉴 山 矿 床中 奥 陶 纪 !27 中 厚 层 石 灰 岩 78 4 33 2578 4 !5! 253 4 95$ 25#94#5$ 25# 4 25$!广 西 柳 江水 牯 山 矿 床上 泥 盆 纪 $! 藻 团 粒 石 灰 岩 3758! 259! 25!2 25! 2523江 苏 江 宁孔 山 矿 床中 、 上石 炭 纪#$2亮 晶 生 物碎 屑 石 灰 岩3$ 4 3359 25$ 4 #5#3 2 4 !5# 252# 25: 25# 4 257湖 北 黄 石黄 金 山 矿 床下 三 叠 纪 $3# 厚 层 石 灰 岩 3!5$8 #528 !57! 259: 2572表 ! # $ 部 分 泥 灰 岩 矿 床 化 学 成 分厂 矿 名 称 赋 存 层 位矿 石 化 学 成 分 &() *+) ,-)!./!)$01!)$烧 失 量河 南 洛 阳 铁 门 中 寒 武 纪 7$5$6 #576 #5:2 756: #59# $356#辽 宁 锦 西 富 儿 沟 下 、 中 奥 陶 纪 73576 !5!2 #252# !58# #53# $95#2广 度 英 德 龙 头 山 下 石 炭 纪 7!572 #5#! #7522 35!: #539 $7536安 徽 巢 县 龟 山 下 三 叠 纪 $9 4 7# #5$ 4 !52 7 4 !# 35$ 4 952 !57 4 !59 $# 4 $7!5 大 理 石 、 白 垩 、 贝 壳 、 珊 瑚 类大 理 岩 的 物 理 化 学 性 质 与 石 灰 岩 相 近 。 在 一 般 情 况 下 ， 比 重 、 体 重 略 高 于 石 灰 岩 ， 抗压 强 度 略 低 于 石 灰 岩 。#$!第 一 章 水 泥 生 产 用 原 料 及 其 矿 山 开 采白 垩 是 一 种 海 相 及 湖 相 生 物 化 学 沉 积 岩 。 常 见 为 黄 白 色 及 乳 白 色 ， 经 风 化 及 含 有 不同 杂 质 而 呈 浅 黄 色 和 浅 褐 红 色 等 。 一 般 为 隐 晶 结 构 ， 质 软 ， 易 采 掘 和 粉 磨 。贝 壳 、 珊 瑚 等 主 要 分 布 在 沿 海 地 区 。 其 成 分 为 生 物 碳 酸 钙 ， 含 杂 质 很 少 。 但 采 掘 贝壳 和 蛎 壳 时 往 往 夹 有 大 量 的 泥 质 和 细 砂 等 ， 需 经 冲 洗 后 才 能 利 用 。部 分 大 理 岩 、 白 垩 、 贝 壳 、 蛎 壳 及 钙 质 珊 瑚 石 等 化 学 成 分 见 表 ! # $。表 ! # $ 部 分 大 理 岩 、 白 垩 、 贝 壳 及 钙 质 珊 瑚 等 化 学 成 分名 称 产 地烧 失 量（ %）&(!（ %）)*!(+（ %）,-!(+（ %）./(（ %）01(（ %）合 计 硅 酸 率大 理 石山 东 莱 阳广 东 潮 安$+233+$2$4#25$32!6327+32#332$+32#!7!24!772#7#2#832435528355283!2!3#283白 垩河 南 偃 师福 建 东 山+62+4$32$!#!2!#3288+2!632$3#2$3#26!$728$73247328# 5525355237!26$32$+贝 壳 天 津 6$# $# 9 $+ #$2+6 +255 +2#6 $3288 32+! !23#钙 质珊 瑚 石广 东 文 昌 #26! 32# 324+ 7!2+$ 32$! #25+珊 瑚 礁 台 湾 恒 春 $!273 3276 32! 3256 7$28$ 32$! 55273 32$4二 、 粘 土 质 原 料我 国 水 泥 生 产 采 用 的 天 然 粘 土 质 原 料 以 粘 土 （ 黄 土 ） 使 用 的 较 多 ， 其 次 为 页 岩 、 泥 岩 、粉 砂 岩 及 河 泥 等 。（ 一 ） 粘 土 （ 黄 土 ）水 泥 生 产 采 用 的 粘 土 是 由 小 于 323#: 粒 级 的 粘 土 矿 物 组 成 的 土 状 沉 积 物 ， 根 据 其矿 物 成 分 不 同 ， 常 见 的 有 高 岭 土 粘 土 、 蒙 脱 石 粘 土 、 水 云 母 粘 土 等 。 黄 土 是 专 指 第 四 纪 陆相 粘 土 质 粉 砂 沉 积 物 ， 多 为 灰 黄 色 ， 呈 疏 松 或 半 固 结 状 态 。粘 土 又 分 为 华 北 、 西 北 地 区 的 红 土 ， 东 北 地 区 的 黑 土 与 棕 壤 ， 南 方 地 区 的 红 壤 与 黄壤 。 红 土 中 粘 土 矿 物 主 要 为 伊 利 石 和 高 岭 土 ， 还 有 长 石 、 石 英 、 方 解 石 、 白 云 母 等 矿 物 。红 土 中 氧 化 硅 含 量 较 低 ， 硅 率 约 为 #2$ 9 !26， 氧 化 铝 与 氧 化 铁 含 量 较 高 ， 铝 率 为 ! 9 7。黑 土 与 棕 壤 中 的 粘 土 矿 物 主 要 是 水 云 母 与 蒙 脱 石 ， 还 有 细 分 散 的 石 英 以 及 长 石 、 方 解 石 、云 母 等 矿 物 。 它 们 的 氧 化 硅 含 量 较 高 ， 硅 率 约 为 !24 9 +2#， 铝 率 为 !26 9 !25。 红 壤 与 黄壤 中 的 粘 土 矿 物 主 要 是 高 岭 土 ， 其 次 是 伊 利 石 、 叙 永 石 、 三 水 铝 矿 等 ， 还 有 石 英 、 长 石 、 赤铁 矿 等 矿 物 ， 硅 率 约 为 !27 9 +2+， 铝 率 约 为 ! 9 +。黄 土 主 要 分 布 在 华 北 与 西 北 地 区 。 黄 土 中 的 粘 土 矿 物 以 伊 利 石 为 主 ， 还 有 蒙 脱 石 与!+!第 二 篇 水 泥 工 业 新 型 原 料 选 配 技 术拜 来 石 ， 以 及 石 英 、 长 石 、 方 解 石 、 石 膏 等 矿 物 。 黄 土 化 学 成 分 以 氧 化 硅 、 氧 化 铝 为 主 ， 硅率 在 !# $ %& 之 间 ， 铝 率 在 ! $ ( 之 间 ， 黄 土 中 含 有 细 粒 等 状 的 碳 酸 钙 ， 一 般 氧 化 钙含 量 达 # $ )&*。部 分 厂 矿 粘 土 （ 黄 土 ） 化 学 成 分 见 表 + ) + #。表 + ) + # 部 分 厂 矿 粘 土 （ 黄 土 ） 化 学 成 分地 区厂 矿名 称类 别化 学 成 分 （ *）烧 失 ,-./0.!12.!34. 56. 7. 硅 率华 北 、西 北 、黄 河 中下 游琉 璃 河 黄 土 %# 89#% )!: # !9) )89 #)( !#)邯 郸 黄 土 (! #(8 ): #!& 9% ! !9& !#永 登 红 土 )!#& #&: )!%! %9) )!)# !: + 9(华 北牡 丹 江 粘 土 %!% 89)9 )#(! %8: &: )!: %#;#& !(大 连 粘 土 )&% 88!# )8%9 8#% &8 # !;!# (华 东 、 江 南 粘 土 #9& 8(!( )#99 %(9 )99 )9# !)中 南 、 柳 州 粘 土 (&8 8):8 )99& :)& &%& &%8 !)西 南 江 山 粘 土 8)( 8!)8 &9% 9(8 &%( &)8 )（ 二 ） 页 岩薄 片 状 层 节 理 的 粘 土 岩 称 为 页 岩 。 页 岩 分 布 较 广 ， 分 泥 质 页 岩 、 钙 质 页 岩 、 砂 质 页 岩和 粉 砂 页 岩 等 。 主 要 矿 物 组 成 为 石 英 、 长 石 、 云 母 、 方 解 石 和 其 他 粘 土 质 成 分 ， 一 般 比 粘土 硬 。 部 分 厂 矿 的 页 岩 、 泥 岩 、 砂 质 页 岩 、 粉 砂 岩 的 化 学 组 成 见 表 + ) + 8。表 + ) + 8 部 分 厂 矿 的 页 岩 、 泥 岩 、 砂 页 岩 、 粉 砂 岩 的 化 学 组 成厂 矿 名 称 类 别化 学 成 分 （ *）烧 失 ,-./0.!12.!34. 56. 7. 硅 率四 川 江 油 页 岩 8#& 8)#( )(#) 8:! &:& )8) %湖 北 华 新 砂 页 岩 #(! 88() )8: 8%9 )# &#: )#;!& (8四 川 峨 嵋 泥 岩 :#& #%8# )#8 #:) 9&) #) !# #(四 川 峨 嵋 粉 砂 岩 #8! 89( )! #)% (& ! !8 !(#（ 三 ） 河 泥 、 湖 泥 、 江 砂河 湖 淤 泥 、 江 砂 可 作 为 粘 土 质 原 料 。 这 一 类 原 料 一 般 储 量 大 ， 并 不 断 自 行 补 充 ， 化 学组 成 稳 定 ， 可 以 利 用 。 但 水 份 含 量 高 ， 用 于 干 法 水 泥 生 产 时 需 进 行 脱 水 处 理 。 有 关 厂 矿所 用 的 河 泥 、 湖 泥 及 江 砂 的 化 学 成 分 见 表 + ) + 9。!第 一 章 水 泥 生 产 用 原 料 及 其 矿 山 开 采表 ! # $ 部 分 厂 矿 所 用 的 河 泥 、 湖 泥 及 江 砂 的 化 学 成 分厂 矿 名 称 类 别化 学 成 分 （ %）烧 失 &(!)*!(+,-!(+ ./( 01(2!( 硅 率安 徽 白 马 山 长 江 泥 $3!$ 4+345 #!36+ 73+ 73# !3!8 +346 +378上 海 吴 松 浦 泥 $38# 4!36# #636# 73$7 +3$! !3+6 +3#5江 苏 宜 县 湖 泥 73$5 $#3$6 #+366 73#8 #384 538! +387上 海 宝 山 江 砂 73!# 49354 #3!4 63#! 63# !3!7 6369三 、 校 正 原 料当 石 灰 质 原 料 和 粘 土 质 原 料 配 合 仍 不 能 满 足 水 泥 生 料 化 学 组 成 的 要 求 时 ， 必 顺 根 据所 缺 少 的 组 分 ， 掺 加 相 应 的 校 正 原 料 。 校 正 原 料 分 为 硅 质 校 正 原 料 和 铝 、 铁 质 校 正 原料 。（ 一 ） 硅 质 校 正 原 料当 氧 化 硅 含 量 不 足 时 ， 须 掺 加 硅 质 校 正 原 料 。 常 用 的 有 砂 岩 、 河 砂 、 粉 砂 岩 等 。 砂 岩中 的 矿 物 主 要 是 石 英 ， 其 次 是 长 石 ， 其 胶 结 物 质 主 要 有 粘 土 质 、 石 灰 质 、 硅 质 、 铁 质 等 。 一般 要 求 硅 质 校 正 原 料 的 氧 化 硅 含 量 为 $5 : 95%。 大 于 95%时 ， 由 于 石 英 含 量 过 高 ， 难 于粉 磨 、 煅 烧 ， 很 少 采 用 。 河 砂 的 石 英 结 晶 完 整 粗 大 ， 不 宜 采 用 。 风 化 砂 岩 或 粉 砂 岩 ， 其 氧化 硅 含 量 不 太 低 ， 且 易 于 粉 磨 ， 对 煅 烧 影 响 较 小 。 表 ! # 8 为 几 种 硅 质 校 正 原 料 的 化学 成 分 。表 ! # 8 一 些 硅 质 校 正 原 料 的 化 学 成 分种 类化 学 成 分 （ %）烧 失 量 &(!)*!(+,-!(+ ./( 01(总 计 硅 率砂 岩 +3$9 $83$7 934$ 63+6 536$ 5366 9$364 734!河 砂 537+ 89348 43! #3+6 #3#8 53$7 993$! #387粉 砂 岩 734+ 4$3!8 #!3+ 73#6 !385 !3+ 9737# +387（ 二 ） 铁 质 、 铝 质 校 正 原 料若 氧 化 铁 或 氧 化 铝 含 量 较 低 ， 可 分 别 掺 入 低 品 位 铁 矿 石 、 尾 矿 和 铝 矾 土 等 进 行 校 正 。有 关 校 正 原 料 的 化 学 成 分 见 表 ! # 9。6+!第 二 篇 水 泥 工 业 新 型 原 料 选 配 技 术表 ! # $ 一 些 铁 质 、 铝 质 校 正 原 料 的 化 学 成 分种 类化 学 成 分 （ %）烧 失 量 &(!)*!(+,-!(+./( 01( 总 计低 品 位铁 矿 石 2345$ #54+6 2!465 546+ 54#2 #55455尾 矿 +427 !+4+7 6437 884!2 8455 #48! $34+#铝 矾 土 #24+6 234#! +2477 !4+ 5466 54#5 $4+#煤 矸 石 #!468 864!2 !84!2 #473 #4$! 548+ $422四 、 水 泥 熟 料 的 化 学 组 成 和 原 料 的 工 业 要 求用 于 水 泥 生 产 的 原 料 应 满 足 一 定 的 质 量 指 标 ， 以 使 水 泥 熟 料 具 有 适 宜 的 化 学 组 成 ，保 证 水 泥 熟 料 正 常 的 煅 烧 以 及 水 泥 最 终 的 性 能 。（ 一 ） 水 泥 熟 料 的 化 学 组 成在 硅 酸 盐 水 泥 生 产 中 ， 一 般 用 率 值 或 矿 物 组 成 来 控 制 熟 料 的 化 学 组 成 。 常 用 的 率 值有 ： 石 灰 饱 和 系 数 （ !） 、 硅 酸 率 （ #$ 或 %） 和 铝 氧 率 （ &$ 或） 。石 灰 饱 和 系 数 是 熟 料 中 ./( 和 &(!实 际 化 合 的 数 量 与 理 论 上 全 部 形 成 硅 酸 三 钙（ .+&） 所 需 ./( 数 量 的 比 值 。 可 按 下 式 计 算 ：! 9./( #438)*!(+ 54+8,-!(+ 546&(+!47&(!（ # #）! 值 一 般 在 5475 : 54$8 范 围 内 。 ! 值 越 大 ， 硅 酸 三 钙 含 量 越 大 ， 水 泥 具 有 快 硬高 强 的 特 性 ； 煅 烧 不 充 分 时 ， 熟 料 中 将 含 有 较 多 的 游 离 石 灰 ， 影 响 熟 料 的 安 定 性 。 ! 值过 低 时 ， 熟 料 中 硅 酸 二 钙 的 含 量 增 多 ， 早 期 强 度 低 ， 强 度 发 展 缓 慢 。硅 酸 率 是 熟 料 中 &(!与 )*!(+和 ,-!(+的 比 值 ， 可 计 算 如 下 ：#$ 9&(!)*!(+; ,-!(+（ # !）#$ 值 反 映 熟 料 中 硅 酸 盐 矿 物 （ .+& ; .!&） 与 熔 剂 矿 物 （ .+) ; ） 的 相 对 含 量 ， 一般 在 #48 : +48 范 围 内 。 #$ 值 过 大 时 ， 煅 烧 时 液 相 量 较 少 ， 熟 料 较 难 烧 成 。 #$ 值 过 小时 ， 熔 剂 矿 物 含 量 过 多 ， 窑 内 易 结 圈 ， 结 大 块 。铝 氧 率 是 熟 料 中 )*!(+和 ,-!(+的 比 值 ， 可 计 算 如 下 ：&$ 9)*!(+,-!(+（ # +）&$ 值 反 映 熟 料 中 铝 酸 三 钙 （ .+)） 和 铁 铝 酸 四 钙 （ ） 的 相 对 含 量 ， 一 般 在 5432 :+45 范 围 内 。 &$ 值 过 大 时 ， .+) 含 量 高 ， 液 相 粘 度 大 ， 不 利 于 游 离 石 灰 的 吸 收 ， 还 会 引 起8+!第 一 章 水 泥 生 产 用 原 料 及 其 矿 山 开 采水 泥 急 凝 。 ! 值 过 小 时 ， 物 料 烧 结 范 围 窄 ， 操 作 困 难 。对 硅 酸 盐 水 泥 熟 料 的 率 值 和 矿 物 组 成 可 考 虑 表 ! # #$ 所 列 数 值 。表 ! # #$ 硅 酸 盐 水 泥 熟 料 率 值 与 矿 物 组 成 要 求熟 料 生 产 窑 型 #$ %& & ! %& %! %&( %)(* +,湿 法 窑立 波 窑干 法 中 空 窑$-.) / $ #-. / ! #-. )! / 2# #1 / &! ) / # #$ / # $-.! / $ #-. / !-& $ #-& &. / 11 !$ / & ) / 3 #& / !$预 热 器 窑 和预 分 解 窑（ 建 议 目 标 值 ）$-.! / $0# / 01 !-! / !-& / #-. ). / 2! #) / !. 3 / #$ #$ / #! !-$. / !-#2$-. 4 $-$1 ! $-# # $-#（ 二 ） 水 泥 原 料 矿 床 的 工 业 要 求#- 石 灰 质 原 料 质 量 的 一 般 要 求石 灰 质 原 料 是 熟 料 中 氧 化 钙 的 主 要 来 源 ， 是 生 产 水 泥 的 主 要 原 料 。 一 般 约 占 生 料 总量 的 .$5左 右 。 每 生 产 #6 水 泥 熟 料 ， 大 约 需 用 石 灰 质 原 料 #-& / #石 灰 质 原 料 纯净 ， 含 氧 化 钙 高 ， 相 对 用 量 就 较 少 。 如 果 原 料 中 含 杂 质 较 多 ， 不 仅 用 量 要 相 对 增 多 ， 而 且会 影 响 到 水 泥 的 质 量 及 其 正 常 生 产 。 所 以 ， 对 其 质 量 应 有 严 格 要 求 。 我 国 现 行 水 泥 原料 矿 床 地 质 勘 探 规 范 中 规 定 ， 石 灰 质 原 料 %78!)%78 9 ) 灰 质 原 料 可 与%78 : ) 料 搭 配 使 用 ， 搭 配 后 的 %78 含 量 要 求 不 低 于 )一 般 质 量 要 求 如 表 ! # #。表 ! # # 石 灰 质 原 料 质 量 的 一 般 要 求矿 石 类 型 及 品 级 %78（ 5） ,;8（ 5） + 2 3.+ 2 #+/铁 质 原 料 9:!(-= 3+)铝 质 原 料 67!(-= -+)常 用 的 硅 质 校 正 原 料 主 要 为 石 英 砂 岩 ， 但 石 英 砂 岩 中 石 英 砂 粒 硬 度 大 、 熔 点 高 ， 不 利于 粉 磨 和 煅 烧 ， 而 且 可 塑 性 差 ， 难 于 成 球 。 较 好 的 硅 质 校 正 原 料 是 硅 藻 土 、 硅 藻 粘 土 岩 、蛋 白 石 及 含 ,4(!较 高 的 粘 土 。常 用 的 铁 质 校 正 原 料 主 要 是 炼 铁 厂 的 粉 末 状 尾 矿 ， 可 以 减 少 破 碎 工 作 量 。 某 些 工 业矿 渣 如 硫 铁 矿 渣 、 铅 矿 渣 或 铜 矿 渣 等 含 9:!( ， 也 可 用 作 铁 质 校 正 原 料 。常 用 的 铝 质 校 正 原 料 主 要 有 铝 土 矿 、 铝 土 页 岩 、 含 67!( 的 煤 矸 石 及 炉 渣 等 。（ 三 ） 原 料 的 工 艺 性 能原 料 的 工 艺 特 性 对 水 泥 生 产 也 有 重 要 的 影 响 。 这 些 工 艺 特 性 列 于 表 ! # #3 中 。/-!第 一 章 水 泥 生 产 用 原 料 及 其 矿 山 开 采表 ! # #$ 原 料 的 物 性 检 测 工 艺 性 能 试 验 项 目项 目 硬 质 原 料 软 质 原 料 生 料 浆 生 料 球 生 料 粉检 测 方 法（ 仪 器 ） 或 标 准水 分! ! ! ! !%& ! (!比 重! ! !%& $ (!粒 度! !%& !( (!休 止 角! ! !堆 积 法 或 排 出 法容 重! ! ! !%& ) (!抗 压 强 度!压 力 机硬 度!普 氏粒 径 分 布! ! !筛 析 法 、 沉 降 法 、 衍 射 仪 等塑 性 指 数! !%& *（ (） (!流 动 度!扩 展 法沉 降 速 度!量 筒 法成 球 水 分!+,- &$. /!料 球 粒 度 分 布!+,- &$. /!耐 压 力!+,- &$. /!孔 隙 率!+,- &$. /!高 温 爆 炸 率!+,- &$. /!冲 击 破 损 率!+,- &$. /!易 磨 性! ! !01/2$ (易 烧 性! ! !01/2. (注 ： 01 为 国 标 ， %& 为 地 矿 部 标 准 ， +, 为 建 材 行 业 标 准 。原 料 的 工 艺 性 能 检 测 可 依 据 实 际 情 况 选 择 所 需 项 目 进 行 。 但 水 泥 原 料 的 易 磨 性 和水 泥 生 料 的 易 烧 性 直 接 关 系 到 粉 磨 和 煅 烧 工 艺 ， 因 此 新 建 水 泥 厂 以 及 水 泥 厂 原 料 有 一 定调 整 或 生 料 率 值 改 变 时 都 应 进 行 此 两 项 试 验 。#3 原 料 的 易 磨 性 试 验易 磨 性 试 验 按 照 01 /2$ ( 水 泥 原 料 易 磨 性 试 验 方 法 进 行 。 该 方 法 的 原 理 是 ，物 料 经!). 4 ) 球 磨 机 ， 按 闭 路 粉 磨 原 理 研 磨 至 循 环 负 荷 达 到 平 衡 状 态 为 止 。以 磨 机 每 转 生 成 的 成 品 量 计 算 粉 磨 功 指 数 ， 用 以 表 示 物 料 粉 磨 的 难 易 程 度 ， 即 每 转 的 成品 量 !（6- 7） 越 高 ， 粉 磨 功 指 数 8（ 9:;下 烘 干 ， 缩 分 出 约 .6， 用 筛 分 法 求 试 样 的 粒 度 分 布 曲 线 ， 以 确 定 其 (5 以 下 的百 分 含 量 及 入 磨 物 料 (?通 过 的 粒 径 。 将 配 制 好 的 试 样 在 松 散 状 态 下 取 *5， 称 重 后()!第 二 篇 水 泥 工 业 新 型 原 料 选 配 技 术置 于!# $ !#% 球 磨 机 中 。 第 一 次 试 验 时 ， 磨 机 转 速 取 & ! 转 ， 视 物 料 的 易 磨性 而 定 ， 软 质 易 磨 者 取 低 值 ， 反 之 取 高 值 。 待 磨 机 转 完 预 定 转 数 后 ， 将 磨 内 物 料 全 部 卸出 ， 用 ( % 筛 过 筛 ， 筛 上 量 倒 回 磨 机 ， 筛 下 量 为 成 品 不 再 回 磨 ， 而 以 相 等 量 的 新 鲜 试 样 代替 置 于 磨 内 ， 保 持 总 量 不 变 。 按 第 一 次 试 验 求 得 的 磨 机 每 转 实 际 成 品 量 （ ! 值 ） 以 及 要 求达 到 平 衡 时 （ 循 环 负 荷 )#*） 所 需 的 成 品 量 ， 计 算 出 第 二 次 试 验 时 磨 机 转 数 ， 继 续 进 行 试验 ， 重 复 上 述 步 骤 ， 直 到 平 衡 状 态 （ 即 每 次 试 验 的 ! 值 均 很 接 近 ） 。 以 最 后 ) ! 次 试 验 的! 值 求 其 算 术 平 均 值 ， 代 入 下 式 求 得 粉 磨 功 指 数 ；+, $ &.&#.)!.()&#! (/&$!( )(（ & / -）式 中 % 粉 磨 功 指 数 ， 0123 4；# 试 验 用 成 品 筛 的 筛 孔 尺 寸 ， ( %；& 试 验 磨 机 每 转 产 生 的 成 品 量 ， 53 6；#( 成 品 (*通 过 的 筛 孔 尺 寸 ，%；$( 入 磨 试 样 (*通 过 的 筛 孔 尺 寸 ，%。). 生 料 的 易 烧 性 试 验易 烧 性 试 验 按 照 7899:# ( 水 泥 生 料 易 烧 性 试 验 方 法 进 行 。 该 方 法 的 原 理 是 ，按 一 定 的 煅 烧 制 度 对 生 料 试 样 进 行 煅 烧 后 ， 测 定 其 ; / 含 量 ， 并 以 该 ; / 含 量 的多 少 表 示 该 生 料 煅 烧 的 难 易 程 度 。 ; / 含 量 越 低 ， 表 示 其 易 烧 性 越 好 ； 反 之 则 易 烧 性差 。具 体 方 法 是 ， 取 代 表 性 生 料 试 样 &5， 加 入 )%? 蒸 馏 水 ， 拌 合 均 匀 ， 每 次 取 湿 生 料!.: .&5， 置 于 试 样 成 型 模 内 ， 手 工 捶 制 成!&! $ &!% 的 小 试 样 。 将 试 体 在 &# & 燥 箱 内 烘 :%+B 以 上 ， 然 后 放 入 9# 的 高 温 炉 内 预 烧 !%+B， 再 将 试 体分 别 置 于 &!#A、 &-A、 &-# 温 炉 内 煅 烧 !%+B 后 ， 将 试 体 在 室 温 中 自 然 冷 却 。把 煅 烧 后 的 试 体 磨 细 ， 测 定 其 ;C 含 量 。 每 一 种 生 料 要 以 : 个 小 试 体 为 一 组 进 行 上 述烘 干 、 预 烧 和 煅 烧 。 将 : 个 试 体 全 部 磨 细 混 匀 ， 测 定 其 ;C 含 量 ， 并 以 此 表 示 该 生 料 在各 种 煅 烧 温 度 下 的 易 烧 性 。9!)第 一 章 水 泥 生 产 用 原 料 及 其 矿 山 开 采第 二 节 原 料 矿 山 开 采一 、 开 采 境 界 、 开 采 要 素 、 开 采 程 序 及 矿 山 生 产 能 力（ 一 ） 开 采 境 界开 采 境 界 是 指 露 天 矿 床 开 采 终 了 时 达 到 的 边 界 。露 天 开 采 境 界 的 大 小 ， 将 决 定 露 天 矿 的 可 采 工 业 储 量 、 剥 离 岩 石 量 ， 并 将 影 响 到 矿 床开 拓 及 总 图 运 输 、 生 产 能 力 及 开 采 年 限 、 基 建 投 资 和 建 设 期 限 以 及 开 采 成 本 等 主 要 技 术经 济 指 标 ， 从 而 对 整 个 露 天 开 采 的 经 济 效 果 产 生 很 大 影 响 。 因 此 ， 合 理 地 确 定 霹 天 开 采境 界 ， 充 分 利 用 资 源 是 露 天 矿 设 计 的 一 项 重 要 工 作 。确 定 露 天 开 采 境 界 的 影 响 因 素 很 多 ， 归 纳 起 来 有 以 下 三 个 方 面 ：（ !） 自 然 因 素 ， 包 括 矿 体 和 围 岩 的 地 质 条 件 （ 矿 体 产 状 ， 地 质 构 造 ， 矿 石 质 量 及 其 变 化情 况 等 ） ， 矿 石 和 围 岩 的 性 质 ， 工 程 地 质 条 件 ， 矿 区 地 形 及 地 理 分 布 情 况 等 。（ ） 经 济 因 素 ， 包 括 矿 石 的 开 采 成 本 ， 基 本 建 设 投 资 ， 基 建 周 期 ， 达 产 期 限 ， 矿 石 的 损失 和 贫 化 ， 设 备 供 应 条 件 等 。（ #） 技 术 组 织 因 素 ， 主 要 指 克 服 地 面 障 碍 物 的 技 术 组 织 条 件 ， 可 以 选 用 的 开 拓 运 输 及生 产 工 艺 系 统 的 技 术 组 织 条 件 等 。以 上 各 因 素 ， 对 开 采 条 件 不 同 的 矿 床 所 起 的 作 用 也 不 同 。 例 如 ， 地 面 构 筑 物 、 河 流 等障 碍 物 ， 在 一 般 情 况 下 是 次 要 因 素 ； 但 在 由 于 受 技 术 经 济 条 件 的 限 制 不 能 迁 移 时 ， 则 将 起决 定 性 作 用 。 因 此 ， 在 露 天 矿 经 济 设 计 时 ， 首 先 必 须 充 分 地 掌 握 各 影 响 因 素 的 基 础 资 料 ，经 过 综 合 分 析 ， 分 清 主 次 ， 确 定 最 优 境 界 。应 该 指 出 ， 经 济 、 技 术 组 织 因 素 并 不 是 固 定 不 变 的 ， 原 设 计 确 定 的 开 采 境 界 在 长 时 间的 开 采 过 程 中 ， 常 常 随 着 发 展 的 需 要 而 扩 大 。!$ 确 定 采 场 境 界 的 原 则（ !） 采 场 的 平 均 剥 采 比 要 小 （ 现 阶 段 不 宜 超 过 %$&!） ， 并 要 求 尽 量 减 小 矿 山 开 采 基 建投 资 。（ ） 境 界 内 的 矿 石 储 量 一 般 不 得 少 于 规 定 的 矿 山 服 务 年 限 （ 大 中 型 厂!&% 年 ， 小 型 厂!#% 年 ） 。（ #） 探 明 的 储 量 应 得 到 充 分 合 理 利 用 ， 未 划 入 境 界 的 储 量 日 后 尚 有 利 用 可 能 。%(第 二 篇 水 泥 工 业 新 型 原 料 选 配 技 术（ !） 生 产 安 全 。 与 国 家 铁 路 、 公 路 、 工 厂 、 文 物 建 筑 及 居 民 区 之 间 要 留 有 必 要 的 防 护距 离 。 采 场 具 有 稳 定 的 最 终 边 坡 ， 必 要 时 还 应 避 开 影 响 边 坡 稳 定 的 不 稳 岩 层 或 构 造 带 。水 泥 矿 山 的 平 均 剥 采 比 都 较 小 ， 通 常 采 用 境 界 剥 采 比 不 大 于 经 济 合 理 剥 采 比 来 确 定边 界 。 这 样 可 以 保 证 整 个 矿 床 的 开 采 成 本 低 ， 经 济 效 益 好 。 但 是 对 于 某 些 产 状 ， 例 如 “ 大帽 盖 顶 ” 时 ， 基 建 剥 离 量 甚 大 ， 初 期 剥 采 比 高 ， 尚 应 具 体 研 究 处 理 。# 采 场 底 部 平 面 尺 寸根 据 矿 体 产 状 、 地 形 条 件 确 定 采 场 底 部 开 采 标 高 。 山 坡 矿 床 采 场 境 界 有 一 面 能 够 敞开 ， 则 便 于 排 水 。 如 果 深 部 已 形 成 封 闭 圈 ， 则 其 开 采 的 防 洪 和 排 水 需 专 门 处 理 。采 场 底 平 面 沿 纵 向 可 为 同 一 水 平 ， 也 可 成 为 阶 梯 状 。 周 界 尽 可 能 保 持 平 直 。 底 部 最小 宽 度 要 满 足 采 掘 运 输 的 需 要 ， 松 软 矿 体 不 小 于 $%， 硬 质 矿 体 不 小 于 !&%。# 采 场 边 坡 角采 场 边 坡 角 与 矿 岩 物 理 机 械 性 质 、 产 状 和 地 质 构 造 、 边 坡 高 度 有 关 。 目 前 多 采 用 类比 法 ， 参 照 一 些 矿 山 的 实 际 情 况 确 定 。 复 杂 矿 床 需 进 行 工 程 地 质 研 究 后 计 算 而 得 。 常 用的 采 场 边 坡 角 及 台 段 坡 面 角 见 表 ( ) ( )$。表 ( ) ( )$ 采 场 边 坡 角 和 台 段 坡 面 角岩 石 名 称 及 特 征硬 度 系数!采 场 深 度 （ *） 台 段 坡 面 角+ ,& ,& - ).& ).& - /&/& - & 工 作 的 终 了 的最 坚 硬 、 最 致 密 、 韧 性 大 的 石英 岩 和 玄 武 岩 ， 其 他 特 别 坚 硬 的 岩石 ， 很 坚 硬 的 花 岗 岩 ， 石 英 斑 岩 ， 极硬 的 砂 岩 和 石 灰 岩& - )$ &1 0$1- $/1 0&1- $1 $!1- !&1 .&1- /$1致 密 的 花 岗 岩 和 花 岗 质 岩 石 ， 很 硬的 砂 岩 和 石 灰 岩 ， 坚 硬 的 大 理 岩 、白 云 岩)! - . 0&1- $&1 $/1- !1- !$1 !1 .&1- /&1 /$1- /&1普 通 的 砂 岩 ， 坚 硬 的 粘 土 质 页 岩 ，不 坚 硬 的 石 灰 石 ， 软 砾 岩 ， 各 种 页岩 ， 致 密 的 泥 灰 岩/ - $&1- !1 !)1 !$1- ,1 !1- 01 /&1- 0&1 0$1- 0&1重 粘 土 、 肥 粘 土 和 重 亚 粘 土 （ 含 有碎 石 和 卵 石 ） 、 冰 渍 土 （ 含 有 !&23以 内 体 积 不 超 过 )&*的 转 石 ） ， 粒度 ,&% 以 内 的 净 重 不 大 于 )&23的 卵 石 - ) !1- &1 !)1- ,1- 01 01- !1 0&1- !$1 !$1- $1肥 软 粘 土 ， 重 的 和 轻 的 亚 粘 土 ， 砾石 ， 黄 土 ， 混 有 碎 石 的 腐 植 土 ， 泥 炭&#. - � &1- )1 &1 ( ( !$1- $1 !&1- $1)!第 一 章 水 泥 生 产 用 原 料 及 其 矿 山 开 采（ 二 ） 开 采 要 素! 剥 采 比剥 采 比 是 指 露 天 开 采 时 ， 开 采 单 位 矿 石 的 废 石 剥 离 量 。 设 计 和 生 产 中 常 用 的 剥 采 比如 图 # $ ! $ ! 所 示 。图 # $ ! $ ! 各 种 剥 采 比 示 意 图（ %） 平 均 剥 采 比 ；（ &） 分 层 剥 采 比 ；（ ） 生 产 剥 采 比 ；（ (） 境 界 剥 采 比平 均 剥 采 比 !是 露 天 开 采 境 界 内 全 部 岩 土 剥 离 量 与 矿 石 量 之 比 ， 即 !) # * $。分 层 剥 采 比 !%是 露