硅酸盐水泥原料及配料计算

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1、第4章硅酸盐水泥原燃料及配料水泥的质量主要取决于熟料的质量，煅烧优质熟料必须先制备适当成分的水泥生料。而生料的化学成分是由原料提供的。在自然界很难找到一种单一原料就能完全满足生产水泥的要求，因此需要采取几种不同的原料。4.1原料4.1.1钙质原料凡是以碳酸钙、氧化钙、氢氧化钙为主要成分的原料都叫钙质原料。1）天然的：石灰岩、泥灰岩、白垩、贝壳等。我国水泥工业生产中应用最普遍的是石灰岩（俗称石灰石），泥灰岩次之，个别小厂采用白垩和贝壳。石灰岩：是由碳酸钙所组成的化学与生物化学沉积岩，主要矿物方解石（CaCO3）

2、微粒常含有白云石（CaCO3·MgCO3）、石英（结晶SiO2）、燧石（又称玻璃质石英、火石，主要成分为SiO2，属结晶SiO2）、粘土质及铁质等杂质。结构致密，呈块状，性脆，普莫氏硬度8～10。方解石晶体的大小对生料易烧性的影响CaCO3晶体愈小，分解出的CaO颗粒也愈小，分散度愈大，在相等量熔体条件下，CaO颗粒与熔体的接触面愈大，故CaO溶解及参与烧成反应的数量愈多，因此其易烧性越好。CaCO3晶体愈大，分解温度愈高。石英、燧石（以石英为主要矿物）对生料易磨性、易烧性的影响：化学成分均为SiO2，呈稳定

3、的结晶状态。石英、燧石莫氏硬度7，质地坚硬，难磨。难烧：煅烧时SiO2要与原料中的CaO等起反应，生成矿物，首先必须破坏它原来的结构（使它活化）。破坏结晶SiO2的结构，需要的能量大。泥灰岩是由碳酸钙和粘土物质同时沉积所形成的均匀混合的沉积岩，易采掘。它是一种由石灰石向粘土过渡的岩石。泥灰岩是一种极好的水泥原料，其中石灰岩和粘土混合均匀，易烧性好，有利于提高窑的产量，降低燃料消耗。白垩是由海生生物外壳与贝壳堆积而成，主要由隐晶或无定形细粒疏松的碳酸钙所组成的石灰岩。其中常夹有粘土，碳酸钙含量在90%以上。白垩

4、结构疏松，易于粉磨和煅烧，是水泥生产的优质原料。2）人工的(工业废渣)电石渣、糖滤泥、碱渣、白泥等。4.1.2硅铝质原料硅铝质原料指提供水泥熟料中的SiO2、Al2O3、Fe2O3等成分的原料的总称。①天然的：黄土、粘土、页岩、粉砂岩、河泥等。②人工的(工业废渣)：煤矸石、粉煤灰、煤渣、磷渣等。我国水泥工业中过去使用较多的是粘土和黄土。为保护耕地，不占农田，近年来多采用页岩、粉砂岩等为粘土质原料。砂岩页岩黄土华北和西北地区，硅率较高，塑性较差。粘土华北和西北地区的红土、东北的黑土与棕壤、南方的红壤与黄壤，硅率

5、较低，塑性较好。页岩受地壳压力胶结而成的粘土岩，成分与粘土类似。砂岩、粉砂岩铝矾土、千枚岩赤泥、煤矸石、城市污泥、油页岩渣、矿石开采尾矿和粉煤灰、炉渣不同类型二氧化硅的活性按如下次序增高石英＜玉髓＜蛋白石＜α-方石英＜α-鳞石英＜长石中的SiO2＜云母和角闪石中的SiO2＜粘土矿物中的SiO2＜玻璃质矿渣中的SiO2。4.1.3铁质原料天然的：低品位铁矿石工业废渣：硫铁矿渣（在我国用得较多，俗称铁粉）、炼铁厂尾矿、铜矿渣、铅矿渣等。4.1.4原料的质量要求为了充分合理地利用资源，国家不再对原料的质量作统一的要

6、求，而是由各工厂根据实际情况自己确定。因此，只要通过各种原材料的搭配能够满足工艺配方的要求，没有必要拘泥于原料的某些质量指标。固体燃料、液体燃料和气体燃料。我国煅烧水泥熟料主要采用煤。影响煤使用性能的主要因素有发热量、挥发分和灰分等。4.2燃料项目灰分Aad(%)挥发分Vad(%)全硫St,ad(%)发热量Qnet,ad(kJ/kg)水分Mad(%)烟煤＜3020~35＜2＞21000＜15无烟煤＜30＜10＜5＞21000-GB50295-2008《水泥工厂设计规范》≤28.0≤35.0≤2≥23000≤1

7、5在煅烧条件相同的情况下，较高热值的煤有利于强化煅烧。挥发分低的煤不易着火，火焰短，高温集中；挥发分高的煤着火快，火焰长。我国预分解窑过去大多使用的是挥发分较高的烟煤，但近年随着科技进步，不少水泥回转窑已成功地全部或部分使用无烟煤。煤的灰分不仅影响其发热量，还影响熟料的化学成分，从而影响熟料质量。若煤来源多，又未能均化，其灰分的波动必然导致熟料化学成份及质量的波动。煤粉水分高，使燃烧速度减慢，降低火焰温度。但少量水分的存在能促进碳和氧的化合，并且在着火后，能提高火焰的辐射能力。因此，煤不应过分干燥，一般水分控

8、制为1.0%~1.5%。为了充分利用煤炭资源，预分解窑用原煤除要求其全硫含量不大于2.5%外，其热值大小、挥发分和灰分含量有企业根据实际生产情况确定。4.3生料易烧性1）定义易烧性：水泥生料在固、液、气相环境下，通过的物理化学变化，形成熟料的难易程度。2）方法按一定的煅烧制度对水泥生料进行煅烧，测定其f-CaO含量，用该f-CaO含量表示该生料的煅烧难易程度。f-CaO含量愈低，易烧性愈好。生料易烧