低碱水泥生产中原材料的选择

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:i~w-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:l001—617l(2002)05—0067—02 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 年元月一1999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?0.60%.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?0.60%,按掺10%?3%的混 合材计,则熟料碱含量必须控制在 0.54%,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:CaO?53.0%,R20? 0.25%,含土量为零; 硅质材料:SiO2/A1205,7, R20?0.80%; 铁粉:R20?1.0%. 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 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 资料 数据纯块料石灰石碱含量平均为 0.20%,所以选用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:/AI~O3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川地 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 1.650.281.400.75 1.8O0_351.600.8O 1.100.2O1.1O0.70 表6熟料的物理性能 抗折强度,MPa比表面积凝结时间,h:min 3d7d28d3d7d28dm2/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2002/5 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.O01.1O 1.2Ol_3O O.8O1.00 益200-300万元,降低煤耗65,75kg/t 熟料,节约煤1.17,1.35万吨,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 表2省内外硅质材料调研结果 SiO2,% 67.12 92.47 96.18 93.99 93.82 97.92 77.38 80.98 61.73 45.56 49.86 而铝质校正原料在铜川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 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 砂为基准,在 (烧制陶瓷用的原料经人工煅烧后的试验室500mm×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,其化学成分见表2.7mm,用相同粉磨细度(细度控制为 4硅质材料性能试验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 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?30mm,硅石以? 的易烧性试验,试验具体情况如下: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.究竞选用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,% 34,5 34.5 55.0 34,5 34.5 流动度,mm 62 75 75 83 82 2h后析水量,% 1.0 1.3 0.8 2.0 1.6 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,?1350140014501470135014001450 fCaO.%9.52.25l-431.178.552.321.50 68 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 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 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?为此我们安排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保证大窑的顺利煅烧,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GB9965—88《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,l450?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,同时水泥的其 它性能指标均符合国标对普通硅酸盐 系列低碱水泥的要求,生产中各环节设 备运行状态良好.该批水泥被成功地 应用于”西安信息大厦”3600m混凝土 底板浇注工程中. (收稿日期:2002—03—04;编辑:沈颖) CEMENTTECHNOLOGY5/2002 00000的????咖瑚姗鲫?三l222 360l999l77l? ?忉一唧?一,