• 用页岩高岭土代替粉煤灰配料生产优质水泥熟料的实践
2015-11-25 11:30:56   作者:李波波|朱  伟…   出处:水泥商情网             ★★★
摘要:沂南地处山区,附近有着丰富的砂岩、页岩资源以及大量的高岭土矿。为实现节能降耗,我公司决定用价格低廉的高岭土和页岩尾矿搭配使用,来替代粉煤灰作为铝质校正原料配料生产优质水泥熟料。2013年6月~2013年12月在Ф4.8×72m的回转窑上组织工业试生产,通过调整取得了较好的效果。
  • 1 引言

    沂南中联水泥有限公司(以下简称:我公司)位于山东省临沂市马牧池乡,是一条5000t/d的新型干法水泥生产线。配有国内最大的1.6×2.0m辊压机以及国内最先进的第四代篦冷机 。随着水泥生产规模的扩大和产能的不断增加,粉煤灰资源显得日益紧张,价格也越来越高,导致熟料成本上涨,压力加剧。

    然而,沂南地处山区,附近有着丰富的砂岩、页岩资源以及大量的高岭土矿。为实现节能降耗,我公司决定用价格低廉的高岭土和页岩尾矿搭配使用,来替代粉煤灰作为铝质校正原料配料生产优质水泥熟料。2013年6月~2013年12月在Ф4.8×72m的回转窑上组织工业试生产,通过调整取得了较好的效果。现将生产经验与业内同行探讨并分享。

    2 生产试验

    2.1 配料组分及其化学成分

    我公司原设计使用石灰石、砂岩尾矿、铁石尾矿和粉煤灰四组分配料。为降低成本,就地取材,我们通过试验论证,使用高岭土和页岩搭配来替代粉煤灰配料,其配料组分及化学成分见下表1所示。

    表1:原材料种类及化学成分(%)

    原料种类

    烧失量

    SiO2

    Al2O3

    Fe2O3

    CaO

    MgO

    R2O

    SO3

    石灰石

    41.59

    3.75

    0.72

    0.48

    49.69

    2.14

    0.22

    0.08

    98.67

    砂岩尾砂

    0.63

    92.80

    1.84

    1.49

    0.66

    0.44

    0.41

    0.14

    98.41

    铁石尾砂

    0.86

    56.23

    6.93

    20.33

    8.46

    5.24

    0.70

    0.24

    98.99

    页岩

    6.53

    62.92

    11.04

    6.34

    5.89

    0.63

    4.43

    0.20

    97.98

    高岭土

    8.73

    50.64

    21.66

    9.28

    8.62

    0.47

    0.28

    0.12

    99.80

    粉煤灰

    4.14

    54.19

    24.86

    7.88

    5.05

    1.34

    1.30

    0.55

    99.31

    从表1可以看出:页岩中碱含量比粉煤灰高,为保证熟料中的碱含量,我公司采取了以下技术措施:

    1)严格控制进厂页岩碱含量,对进厂页岩碱含量大于6.0%的一律拒收,做到从源头控制碱含量;

    2)对进厂页岩与高岭土选择合适的比例进行搭配使用,以降低生料中的碱含量,并能够起到铝质校正原料调整的效果。经过实验最终确定按页岩与高岭土=1:2比例搭配后入调配库。

    2.2出磨生料及出窑熟料质量特点对比

    表2:出磨生料质量特点

    表2 出磨生料成分(%)及三率值

    类别

    烧失量

    SiO2

    Al2O3

    Fe2O3

    CaO

    MgO

    R2O

    SO3

    KH

    SM

    IM

    替代后

    36.10

    13.32

    3.04

    1.98

    42.66

    1.96

    0.39

    0.08

    99.53

    0.99

    2.65

    1.54

    替代前

    35.94

    13.25

    3.05

    1.95

    42.45

    2.02

    0.31

    0.05

    99.02

    0.99

    2.65

    1.57

     

    表3:熟料质量特点

    表3  熟料成分(%)

    类别

    烧失量

    SiO2

    Al2O3

    Fe2O3

    CaO

    MgO

    R2O

    SO3

    f-CaO

    替换后

    0.25

    21.61

    4.85

    3.40

    64.78

    3.77

    0.62

    0.47

    1.10

    99.61

    替换前

    0.19

    21.50

    4.87

    3.35

    64.46

    3.85

    0.51

    0.31

    1.02

    99.14

    表4:熟料矿物组成及三率值

    表4 熟料矿物组成(%)及三率值

    类别

    C3S

    C2S

    C3A

    C4AF

    KH

    KH-

    SM

    IM

    替换后

    57.61

    18.49

    7.09

    10.34

    0.92

    0.90

    2.62

    1.43

    替换前

    57.56

    18.21

    7.22

    10.18

    0.92

    0.90

    2.62

    1.45

    表5:熟料强度

    表5   熟料强度分析

    类别

    抗折强度/MPa

    抗压强度/MPa

    3d

    28d

    3d

    28d

    替换后

    6.2

    9.0

    32.6

    60.7

    替换前

    6.0

    9.2

    33.0

    59.9

    从表2和表3可以看出:使用页岩和高岭土搭配后,出磨生料和出窑熟料的碱含量得到有效控制,与使用粉煤灰配料出磨生料和出窑熟料中的碱含量相差甚小;由表4可以看出:替代后烧制的熟料中C3S含量稍有增加,说明替代后有利于C3S的形成;从表5可以看出:使用页岩和高岭土配料烧制出的熟料,强度均符合公司内控指标,超出了国家标准要求。而且使用高岭土和页岩混合料替代粉煤灰配料后,熟料标煤耗继续维持在100~104Kg/t的范围之内,这说明熟料烧成热耗同比没有增加。

    3 存在的问题及改进措施

    3.1 存在的问题:

    1)高岭土和页岩搭配使用过程中,在用装载机按2:1比例搭配后进入破碎机,后经皮带直接输送到调配站,没有经过预均化堆场。导致两者搭配不均匀,造成出磨生料成分波动较大;

    2)进厂页岩粒度较大,在破碎过程中电耗增加;

    3.2 改进措施:

    1)高岭土和页岩搭配破碎后,先由皮带输送至预均化堆场,经过布料机均化后,经取料机及皮带输送到调配站使用。有效的减小了出磨生料成分的波动;

    2)将进厂页岩粒度控制在30cm以内,降低破碎工序电耗。

    4 结论

    1)使用高岭土和页岩混合料作为铝质校正原料,对熟料以及水泥的物理性能均未产生不良影响,其各项技术指标均符合国家标准有关技术要求,技术措施可行。

    2)高岭土和页岩的价格极为便宜,按我公司年产熟料150万吨,配比按6%核算,每年为公司节约资金约300万元,经济效益显著;

    高岭土和页岩就地取材,且使用其矿体尾料,价格低廉,符合国家资源综合利用的有关政策。


     

     

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