提高石灰石矿山剥离土使用率的过程控制.doc

提高石灰石矿山剥离土使用率的过程控制文/周 钧 平凉祁连山水泥有限公司（744024）平凉祁连山水泥有限公司于2005年3月投产，到2008年，石灰石矿开采进入1795采面，即随着矿山高度的下降，矿山表层杂土（以下统称为：剥离土）剥离量亦随之加大，且剥离后大量堆积，严重影响矿山正常开采的进行。若继续进行全部剥离，即会随着矿山剥离土量的加大，剥离成本增加，生产成本上升，资源白白浪费。我公司为了实现剥离土的平稳搭配，特别注重强化过程精细控制。实践证明，效果很好。1 原石灰石生产和质量控制的状况原进厂石灰石的生产和质量控制程序是：质量部定期上矿山取潜孔样、电铲样进行检验分析，并依照检验结果确定的搭配比例要求及时通知矿山部，质量部另将每旬、月的质量报表及每日进厂石灰石质量状况及时反馈矿山，矿山部根据质量部提供的石灰石检验报告及进厂石灰石的质量技术要求具体负责实施开采。具体开采沿用石灰石矿山通常所执行的方式，矿山大量的表层杂土被剥离后废弃，仅有极少部分在生产中利用（见表1）。由于越来越多的剥离工作和剥离土堆积起来所占的大片区域土，已开始严重影响矿山的正常开采工作。表1 公司2005年-2008年截至6月剥离土的使用率2 配料可行性分析表3 理论配料计算 对此，我们经过多次对剥离土取样检验分析，并进行配料计算，并结合公司高镁配料的现状来进行煅烧的可行性分析。公司石灰石、粘土与剥离土的质量比较（见表2）表2 石灰石、粘土与剥离土的质量比较从多次对矿山剥离土分析结果的平均值来看，对于其CaO含量，相比石灰石其品位极低，但相比硅率SM，其化学成分与粘土较类似，剥离土硅率SM平均为3.80，粘土通常要求硅率SM为2. 7-3.5，我公司为3.42，再者剥离土中MgO、R 2O也都同样能满足水泥配料用粘土的要求。经我们多次观察并查阅资料发现，虽然公司剥离土的构成较复杂，但大多为页岩类泥灰岩，且风化严重，相关研究资料均表明，风化物料有助于水泥熟料的煅烧。故而我们认为在满足配料的情况下可以将剥离土批量用于生料配料，彻底解决矿山生产遇到的突出问题。根据多次对剥离土有代表性的取样、分析和配料计算，并综合考虑目前矿山剥离土的储量，初步预计剥离土在原料中的使用率可提高到6.5%以上。 3 采取的措施结合以前对剥离土的取样分析来看，剥离土的质量波动大，若单独进厂直接用于生产，预计配料波动较大，不利于窑的稳定煅烧；且单独使用剥离土配料后，铁粉的加入量极少，铁粉的稳定掺加难以保证；再者由于剥离土中含有大块，而对于硅铝校正原料公司目前又没有有效的破碎设施，估计在日常生产中堵库、堵下料溜子现象将会频繁发生，不利于生产。为较好的避免以上问题，我们确定的配料方案是：先在矿山开采破碎阶段石灰石和剥离土搭配实行生料的预配料，再在生料配料站实行生料的二次配料。对矿山目前正在开采的1810、1795采面的剥离土按采面分别取样检验，准确全面掌握其质量状况。之后通过对剥离土与石灰石预配后，按其CaO含量（44%-48%）的多次计算，结合我公司三年的配料经验，在预配后CaO含量大于46.00%时均可以满足配料要求，于是，我们将进厂石灰石的控制指标修订为CaO含量要求为48.02.0%；经过石灰石与剥离土预配后，CaO在48.00%的预配石灰石进行二次配料后的配料计算如表3（煤质量：空气干燥基灰分18.92%，空气干燥基低位热值23630kJ/kg）。由于剥离土成分波动大，为保持配料的稳定，强化了过程控制，主要作了如下修改和完善：（1）将上矿山频次由以往的每月不少于2次修改为每月不少于4次，每周不少于一次；（2）每次上矿山取样时同时要对剥离土进行取样，并记录电铲的工作位置；（3）进厂石灰石的取样频次由每日一次修改为每日两次；（4）对于石灰石出现不合格时，要及时向矿山反馈，并要及时调整石灰石和剥离土搭配比例；（5）加强协调和沟通，在剥离土大量投入配料的过程中，要趋利避害，稳定配料，稳定煅烧。由于剥离土的使用是一个长效项目，向公司建议进行了适当的财力投入，于2008年底为矿山部配备了一辆1.44方的小型挖掘机，专门用来进行剥离土的开采和搭配。 4 实施后的效果4.1 剥离土使用量明显提升，影响矿山生产的问题彻底解决到2008年底，影响矿山正常生产，在1810采面堆积的约2万吨剥离土完全消化。从2008年11月至2009年5月，根据搭配后进厂混合石灰石的CaO含量测算，剥离土在原料中的使用率平均为7.4%（表4），完全达到了预期的目标。表4 2008年11月2009年6月剥离土原料中的的使用率4.2 出窑熟料质量同步提升实施前（2008年1-10月）与实施后（2008年11月-2009年4月）熟料质量对比情况见表5。 表5 熟料质量对比 由表5可以发现，出窑熟料化学成分在攻关后除S iO2明显上升外，其余各化学成分基本持平，其原因就是因为剥离土硅率较其他原料硅率高造成。在使用剥离土参与配料后发现，由于熟料S iO2的上升，实现了对现行配料方案有效优化并完善，从各过程质量控制指标来看，攻关后，出窑熟料f-CaO下降0.17%，熟料中3d强度下降了1.6 MPa，但28天强度上升了1.3MPa。4.3 经济效益改进配料（表6）后，我公司大量的剥离土投入了配料，既降低了矿山剥离的成本，剥离土预配料进厂后相当于代替了部分