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硅酸盐水泥生产中的原、燃料及配料

作者:千赢国际  来源:千赢国际  时间:2019-10-03 23:19  点击:


  硅酸盐水泥生产中的原、燃料及配料_化学_自然科学_专业资料。硅酸盐水泥生产中的原、燃料及配料 4.1 原、燃料 一、原料 制造硅酸盐水泥熟料的主要原料是石灰质原料、黏土质原料、 及铁质和铝质校正原料。 1、石灰质原料 常用的石灰质原料有石灰岩(石灰石)、泥灰岩

  硅酸盐水泥生产中的原、燃料及配料 4.1 原、燃料 一、原料 制造硅酸盐水泥熟料的主要原料是石灰质原料、黏土质原料、 及铁质和铝质校正原料。 1、石灰质原料 常用的石灰质原料有石灰岩(石灰石)、泥灰岩、白垩、贝壳 等。我国大部分水泥厂使用石灰岩和泥灰岩。 石灰岩是由碳酸钙所组成的沉积岩,主要矿物为方解石,并含 有白云石、硅质、铁质和黏土质杂质。 泥灰岩是由碳酸钙和黏土物质同时沉积形成的均匀混合沉积岩。 表4-1 一些天然石灰质原料的化学成分 2、黏土质原料 天然黏土有黄土、黏土、页岩、泥岩等,其中黄土和黏土应用 最广。 黄土和黏土均是由花岗岩和玄武岩等经分化分解后,再经搬运 或沉积而成。 衡量黏土和黄土质量主要看其化学成分、含砂量、含碱量等。 黏土中碱含量应小于4%,并且MgO含量应小于3%,SO3含量应小 于2%,Cl-含量应小于0.015%。 表4-2 部分水泥厂所用粘土质原料化学成分(%)和有关性能 3、校正原料 (1)铁质校正原料 当氧化铁含量不足时,应掺加氧化铁含量大于40%的铁质校正 原料。常用的铁质校正原料有硫酸渣(硫铁矿渣)、铜矿渣和低品 位的铁矿石等。 (2)硅质校正原料 当氧化硅含量不足时,应掺加氧化硅含量为70%~90%的硅质校 正原料。常用的硅质校正原料有砂岩、河沙和粉砂岩等。 (3)铝质校正原料 当氧化铝含量不足时,应掺加氧化铝含量大于30%的铝质校正 原料。常用的铝质校正原料有粉煤灰、煤渣和煤矸石、铝矾土等。 表4-3 一些铁质校正原料的化学成分(%) 表4-4 一些硅质校正原料的化学成分(%) 表4-5 一些铝质校正原料的化学成分(%) 表4-6 校正原料质量指标 二、燃 料 我国水泥工业一般使用煤作为燃料。 目前,新型干法水泥厂大部分使用无烟煤,但也有少 部分使用烟煤。 无烟煤和烟煤的区分是按照煤的挥发分来划分的。 烟 煤:挥发分15%~50%。 无烟煤:挥发分<10%。 生产硅酸盐水泥的原燃材料一览表 4.2 生料的配料及计算 ◆生料 由石灰质原料、粘土质原料、少量校正原料(有时还加 入矿化剂,立窑生产时还要加煤)按比例配合,粉磨到一定 细度的物料。 新型干法生产 用生料粉 ◆生料的类型 干法生产——生料粉,水分含量一般不超过1%。 湿法生产——生料浆,含水32%~40%左右。 生 料 粉 ◆配料 根据水泥品种、原燃料品质、生料的均匀性和易烧性、工 厂具体生产条件等选择合理的熟料矿物组成或率值,并由此计 算所用原料及燃料的配合比。 水泥生料的易烧性 水泥生料的易烧性在一定程度上反映在固、液、气相环境下, 在规定的温度范围内,通过复杂的物理化学变化,形成熟料的难 易程度。 ?水泥生料的易烧性的表达方式: (1)实用易烧性:在1350℃恒温下,在回转窑内煅烧生料达到 CaO≤2%所需的时间。 (2)易烧性指数: ?水泥生料的易烧性对煅烧的影响: 易烧性越好,生料煅烧的温度越低;易烧性越差,煅烧温度越 高。通常生料的煅烧温度为1420~1480℃。有关经验表明:生料 的最高煅烧温度与熟料的矿物组成存在如下关系: T(℃)=1300+4.51C3S-3.74C3A-12.64C4AF 生料的易烧性 ?影响水泥生料易烧性的主要因素: (1)生料的潜在矿物组成: KH、SM高,则难煅烧;反之易烧,还 容易结圈。 SM和IM高,则难煅烧,要求较高的烧成温度。 (2)原料的性质和颗粒:原料中石英和方解石含量多,难烧,结 晶质粗粒多,易烧性差。 (3)生料中次要氧化物和微量元素:生料中含有少量的MgO、K2O、 Na2O等有利于熟料形成,易烧性好,但含量过多,又不利于煅烧。 (4)生料的均匀性和粉磨细度:均匀好,粒度细,易烧性好。 生料的易烧性 (5)矿化剂:掺加各种矿化剂,均可改善生料的易烧性。 (6)生料的热处理:煅烧过程中,升温速度快,有利于提高新生 态产物的活性,易烧性好。 (7)液相:液相出现温度低,数量多,黏度小,则易烧性好。 (8)燃煤的性质:燃煤热值高,灰分少,粒度细,燃烧温度高, 则有利于生料的煅烧。 (9)窑内气氛:氧化气氛,有利于熟料的烧成。 ?配料目的及原则 ? 目的 (1)工艺设计 ? 原则 (2)生产运行 (1)生料成分满足煅烧优质熟料的要求; (2)生料具有良好的易磨性和易烧性; (3)生产过程易于控制,便于操作,简化流程; (4)经济、合理地使用矿山资源。 ?配料计算的任务 1、根据水泥品种,原燃料条件,生料制备与熟料煅烧工艺确定 水泥熟料的率值; 2、求出合乎熟料率值要求的原料配合比。 对于新型干法水泥生产工艺,水泥熟料的率值大致为: KH=0.88~0.91 SM=2.4~2.7 IM=1.4~1.8。 ?配料计算的依据 ◆配料计算的依据: 物料平衡。 ◆常用基准: 反应物的量 =生成物的量 (1)干燥基准:物料中的物理水分蒸发后处于干 燥状态,以干燥状态质量所表示的计量单位。 (2)灼烧基准:去掉烧失量(结晶水、二氧化碳 与挥发物质等)以后,生料处于灼烧状态。以灼烧状 态质量所表示的计算单位,称为灼烧基准。 (3)湿基准:用含水物料作计算基准时称为湿基 准,简称湿基。 ?配料方案的选择 ◆配料方案:即熟料的矿物组成或熟料的三率值。 ◆配料方案的选择:选择合理的熟料矿物组成,即 确定熟料三率值KH、SM、IM 值。 ◆如何确定配料方案:应根据水泥品种、原料与燃 料品质、生料质量及易烧性、熟料煅烧工艺与设 备等进行综合考虑。 1、三个率值要互相匹配,吻合,不 能只强调某一率值而忽视其他两个。 2、一般率值的波动范围: KH=目标值±0.01~0.02, SM=目标值±0.1, IM=目标值±0.1。 确定率值 应注意 ?配料计算 (1)配料计算方法 方法很多,主要有: 尝试误差法 递减试凑法 用微机编制程序的计算方法。 ?尝试误差法

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