低碱水泥生产中原材料的选择

1、低碱水泥生产中原材料的选择低碱水泥生产窜器材料的选择RawMaterialsSelectionIn:iw-olkoiiCementProduction口口张东兰(陕西秦岭水泥股份有限公司质检研究中心，陕西耀县727100)中图分类号：TQ172.4文献标识码：B文章编号:l001617l(2002)05006702近年来，水泥及混疑土工业发展迅猛,对水泥性能要求也越来越高.而国内水泥混疑土工程中碱骨料反应时有发生，水泥中的碱含量问题已引起人们的高度重视，有些大体积特殊工程在招标过程中已明确提出对碱含量的要求.我公司地处西北黄土高原，受原材料的限制，水泥中的碱含量较高.为此，我们从原料人手，开展

2、了一系列工作，成功地生产出低碱水泥.1我公司原，燃材料的现状公司拥有自己的石灰石，粘土矿，铁粉，煤，石膏，混合材均为外购.1998年元月1999年元月生产普通水泥所用原材料，半成品，成品的碱含量（指钠当量，下同）见表1.由表1可以看出，我公司水泥中的碱主要来源于石灰石和粘土，要想生产低碱水泥，必须降低石灰石，粘土等的碱含量.2低碱水泥配料对原材料的要求国标中对普通水泥的碱含量做为协商性指标，即当用户提出要求时碱含量必须w0.60%所以低碱水泥对原材料的要求只是在生产普通水泥基础抗压强度,MPa上对碱含量更严格一些，既然要求水泥碱含量w0.60%按掺10%3%的混合材计，则熟料碱含量必须控制在0

3、.54%0.61%,生料烧失量按35.5%,窑中碱的挥发率按10.0%计,则要求生料碱必须控制达到0.31%0.36%范围根据反算我们对原材料提出如下要求：石灰石:CaOA53.0%,R20<0.25%,含土量为零；硅质材料:SiO2/A12057,R20<0.80%;铁粉:R20W1.0%.通过分析，我们认为利用现有原材料生产低碱水泥是不可行的.石灰石属大宗原材料，其用量大，带入的碱多，据有关资料显示石灰石中的碱每降低0.1%,生料,熟料,水泥中含量依次降低0.086%,0.127%,0.094%根据我公司石灰石矿的地质勘探报告资料数据纯块料石灰石碱含量平均为0.20%,所以选用

4、优质纯块料石灰石是很有必要的；粘土碱含量居高不下是制约我公司低碱水泥生产的关键，必须设法寻找新的硅质材料代替现用粘土，要保证普通水泥的性能，还要考虑SiO:/AIO3控制在一定的范围内3陕西省内外硅质材料的调查根据需要我们对耀县附近铜JI地区，汉中地区，西安地区以及河南等地进行了硅质材料普查，普查调研结果见表2.根据调研结果可以看出，受资源贮存条件限制，没有一种硅质材料能满足三组分配料要求，因此决定采用四组分配料.通过比较化学成分，碱含量，价格，运距等因素，暂定使用眉县硅石做为硅质材料.然而硅石中三氧化二铝含量太低，必须引入铝质校正原料进行四组分配料方能满足要求.表l我公司原,燃材料及成品的碱

5、含量统计,%物料名称石灰石粘土铁粉平均值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强度,MPa比表面积凝结时间,h:min3d7d28d3d7d28dm2/kg初凝终凝29.542.759.45.67.08.13642:394:5l把SM值提到2.4以上,解决了结球问题.使用电石渣，粉煤灰配料的熟料化学成分，率值，矿物组成及物理性能见表5,表6.从表可知，在sP窑用电石渣粉煤灰配料烧成的水泥熟料能够满水泥技术2002/

6、5足质量要求和正常生产.4经济和社会效益分析使用电石渣，粉煤灰配料，年消耗电石渣，粉煤灰等工业废渣7.5吨，降低生产成本10-15元/t水泥,年增效67熟料普通水泥1.O01.1O1.2Ol_3OO.8O1.00益200-300万元，降低煤耗6575kg/t熟料,节约煤1.171.35万吨,企业年收益120-140万元.窑产量提高后，年增产2万吨，折合产值210万元，并可享受资源综合利用优惠政策，每年免税200多万元.对保护生态环境，降低生产成本，开发水泥新品种都有十分重要意义.产地耀县砂岩平均样汉中地区硅石眉县青硅石眉县白硅石蓝田县硅石略阳县硅石渭河河沙河南新安砂岩陈炉生料渣陈炉烧料渣炉底灰

7、表2省内外硅质材料调研结果SiO2,%67.1292.4796.1893.9993.8297.9277.3880.9861.7345.5649.86而铝质校正原料在铜JI地区分布很硅质材料的最后选定以及大磨生产提广,我们选取陈炉生料渣，陈炉烧料渣供参考依据.我们以标准砂为基准，在（烧制陶瓷用的原料经人工煨烧后的试验室500m/500mm试验小磨七熟料），炉底灰等三种铝质校正原料供进行粉磨，物料人磨粒度控制在5配料时选用，具化学成分见表2.7mm,用相同粉磨细度（细度控制为4硅质材料Ti能试验0.08ram方孔筛筛余达8.0%）时被考察硅质材料不同于粘土，由于受地物料所用时问与标准砂所用时间之比

8、质形成年代等因素的影响，矿物结构值表示该物料的相对易磨性，试验结差别较大,特别是硅石的硬度大，熔点果见表3.高，究竟能否应用于生产当中，是关系由表中数据可以看出，硅石由于到低碱水泥能否生产的关键.进行了硬度大，较石灰石难磨，所以在粉磨过硅质材料相对易磨性试验，生料成浆程中必须严格控制其粒度.实际生产稳定性试验用硅质材料配制的生料中石灰石入磨粒度<30m掘石以的易烧性试验，试验具体，卜f况如下：25mm为宜，故硅质材料暂选眉县的青4.1原材料易磨性试验硅石；而料渣易磨性差别较大，生料渣进行原材料易磨性试验，旨在考较熟料渣好磨，另外炉底灰的易磨性察所选硅质材料的相对易磨性能，为较好.究竟选用

9、哪一种铝质校正原料，表3原材料的相对易磨性结果物料名称标准砂眉县青硅石眉县白硅石陈炉生料渣陈炉熟料渣炉底灰石灰石易磨性系数1.000.920.950.691.230.710.90物料名称正常料浆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炉底灰生料表4生料成浆稳定性试验含水量,%34,534.555.034,534.5流动度,mm62757583822h后析水量,%1.01.30.82.01.6表5采用硅石配料的生料易烧性试验生料名称硅石熟料渣生料硅石炉底灰生料恒温温度，C1350140014501470135014001450fCaO.%9.52.25l-431.178.552.321

10、.5068还要看其它性能试验结果后再定：4.2 生料成浆稳定性试验低碱水泥生产计划安排在湿法线进行.原料磨为2.6rex12m棒球磨，因此在生料粉磨过程中能否稳定成浆也是关系到所选硅质材料正常使用的关键.硅石与粘土相比，其吸附水分能力差，粘结性弱，其与铝质校正原料相容性如何？为此我彳门安排r不同物料配制的生料成浆稳定性试验，试验结果见表4由试验结果可以看出，硅生料渣混合料成浆稳定性较好，析水量小,但需水量较大，在水分为55.0%时，流动度为75mm,所以在湿法线不宜采用;而其余二种料在水分接近于正常料浆时均具有良好的流动性，析水量又小,其成浆稳定性均较好.4.3 生料易烧性试验由于硅石是由沉积石英砂岩经区域变质作用转化而成，熔点高用它配料是否易于化合和烧成，我们尚不清楚，为r保证大窑的顺利煨烧，我们在实验室高温炉中进行易烧性试验.生料的易烧性试验按GB996588水泥生料易烧性试验方法进行，游离氧化钙用甘油酒精法测定.试验结果见表5.由表中结果可以看出，l450C硅烧料渣生料的易烧性好于硅石炉底灰生料.通过以上性能试验结果，综合考虑成本等因素，最终决定选用眉县硅石，陈炉熟料渣代替现用粘土与我公司优质石灰石，外购铁粉进行配料来生产低碱水泥.5结语经过精心选择，反复试验，1999年5月在我公司2500t/d湿法线进行试生产，并获得成功，水泥碱含量达0.50%,优于国标要求，同