工艺技术-水泥原料及预均化技术教材(ppt 59页)

第四章 原料及预均化技术 4-1 石灰质原料 4-2 粘土质原料 4-7 原料的预均化 4-6 原料的破碎与烘干 4-5 原料的开采与运输 4-4 低品位原料和工业废渣的利用 4-3 校正原料 原料名称 主要提供的成分 配比（ %） 石灰 质 原料 CaO 80 粘土 质 原料 SiO2、 Al2O3少量 Fe2O3 1015 校正 原料 铁质 校正原料 Fe2O3 硅 质 校正原料 SiO2 铝质 校正原料 Al2O3 外 加 剂 矿 化 剂 晶种 助磨 剂 如： CaF2 熟料 生产硅酸盐水泥所用原料 n 主要成分： CaCO3 n 天然（常用） n 人工 (工业废渣 ) 4-1 石灰质原料 一、种类及性质 石灰石（最常用） 大理石 泥灰岩、 白垩土、贝壳、珊瑚类 石灰质原料 种类： 定义： 是由碳酸钙组成的化学与生物化学 沉积岩 。 主要矿物： 为 方解石 （ CaCO3）微粒组成，并常含有 白云石 （ CaCO3MgCO 3）、 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。 分类：白云质石灰岩、硅质石灰岩、粘土质石灰岩 CaO含量 ： 纯石灰石含 CaO 56%， CO2烧失量为 44%，白色 ，随杂质含量增加 CaO含量减少。 含水量： 一般不大于 1.0%，具体值随气候而异。含粘土杂质 越多，水分越高。 石灰石 n 定义： 是 碳酸钙 和 粘土 物质同时沉积所形成的均匀 混合的 沉积岩 ，属石灰岩向粘土过渡的中间类型岩 石。是一种 极好的水泥原料 。 (混合均匀，易于煅烧 ) n 分类： 高钙泥灰岩： CaO45%,KH0.95 n 低钙泥灰岩： CaO 45%,KH0.1mm）过多 的砂质土，不易磨细，会严重恶化生料的易 烧性。因此对黏土质原料中的粗粒石英含量 、晶粒大小和形态要予以足够的重视。 n 新型干法水泥生产对黏土的可塑性不作要求。 n 但立窑和立波尔窑煅烧时的生料都要成球后入 窑，成球质量对生产的影响非常显著，因此要 求黏土质原料具有良好的可塑性。 n 一、校正原料 n 当石灰质原料和粘土质原料配合所得生料 成分 不能符合配料方案要求 时，必须根据 所缺少的组分 掺加相应的原料，这种以补 充某些成分不足为主的原料称 校正原料。 2-3 校正原料、矿化剂、缓凝剂 n （一）铁质校正原料 n 常用：低品位的 铁矿石 ，炼铁厂 尾矿 及硫酸 厂工业废渣 硫铁渣 等。 n 目前有用 铅矿渣 或 铜矿渣 的，既是 校正原料 ，又兼做 矿化剂 。（ FeO） n 表 3.8 一、校正原料 n （二）、硅质校正原料 n 常用：硅藻土、硅藻石、含 SiO2多的河砂、砂岩、粉砂岩 等。 n 其中砂岩，河砂中结晶 SiO2多，难磨难烧，尽量不用，风 化砂岩易于粉磨，对煅烧影响小。 n （三）、铝质校正原料 n 常用：炉渣、煤矸石、铝矾土等 一、校正原料 （四）校正原料的质量要求名 称 常 用 材 料 质 量 要 求 铁质校 正原料 硫铁渣、低品位铁矿 、炼铁厂的尾矿 铅矿渣 铜矿渣 Fe2O3 40% 硅质校 正原料 硅藻土、硅藻石、蛋 白石、砂岩 SiO2:70%90% n: 4.0； R2O 4.0% 铝质校 正原料 炉渣、煤矸石、矾土 Al2O3 30% 兼作矿化剂 一、校正原料 n 定义： 在煅烧过程中，能 加速 熟料矿物的形成 ，本身不参加反应或只参加中间反应的物质。 n 类型： 矿化剂 复合矿化剂 n 作用 ： 加速分解反应；加速固相反应；降低液 相出现的温度；加速 C3S的形成 含氟化合物：如： CaF2(萤石 ) 硫化物：如：石膏 氯化物： CaCl2 其他 :如：铜矿渣、磷矿渣 二、 矿化剂 n 常用： 石膏 n 石膏的作用： 缓凝 提高水泥早强，改善水泥性能 n 类型： 天然石膏 工业副产石膏 n 掺量： 3%6% 最佳掺量由试验决定；多了会 影响水泥安定性 石膏： CaSO42H 2O 硬石膏： CaSO4 三、 缓凝剂 n 低品位原料： 指那些化学成分、杂质含 量与物理性能等不符合一般水泥生产要 求的原料。如：低品位石灰质原料 n 工业废渣： 主要指煤矸石、石煤、粉煤 灰、炉渣等 3- 4 低品位原料和工业废渣的利用 n 石灰质原料低品位化； n Si 、 Al质原料岩矿化； n Fe质原料废渣化。 目前水泥原料结构的一个新的技术方向 使用低品位原料急工业废渣时应注意 n 这些原料成分波动大，使用前先要取样分析， 且取样要有代表性； n 使用时要适当调整一些工艺。 n 低品位石灰质原料： CaO 48%或含较多杂质。 其中白云石质岩不适宜生产硅酸盐水泥熟料，其 余均可用。 n 与 CaO含量较高的石灰石搭配使用 n 用硅质泥灰岩作粘土质原料和取代部分石灰质原 料。 一、低品位石灰质原料的利用 n 玄武岩： 是一种分布较广的火成岩，其颜色因异 质矿物的含量而异，并由灰到黑，风化后表面呈 红褐色。 n 成分： 类似粘土，但 Fe2O3、 R2O偏高。 (助熔氧 化物含量较多 ) n 使用： 代替粘土质原料 n 使用注意事项： 因其可塑性、易磨性差，使用时 要强化粉磨。 二、玄武岩资源的开发与利用 n 煤矸石： 煤矿生产时的废渣，是采煤和选矿 过程中分离出来的，属泥质岩，夹杂一些砂 岩。 n 化学成分： 以 SiO2、 Al2O3为主，少量 Fe2O3 、 CaO， 少量热值。 n 石煤： 古生代和晚古生代菌藻类低等植物所 形成的低炭煤。其组成性质及生成等与煤无 本质差别，属可燃沉积岩。 三、煤矸石、石煤的利用 1、代替粘土配料； 2、经煅烧处理后作混合材； 3、作沸腾燃烧室燃料，其渣作水泥混合材。 n煤矸石、石煤的应用： n 粉煤灰： 是火力发电厂煤粉燃烧后所得的粉状灰烬。 炉渣： 煤在工业锅炉燃烧后排出的灰渣。 n 成分： 以 SiO2、 Al2O3为主 n 利用： 1、作混合材料； 2、代替部分或全部粘土参与配料。 n 作原料使用时应注意： 1、加强均化； 2、精确计量； 3、注意可燃物对煅烧的影响； 4、因其可塑性差，立窑生产时要搞好成球。 粉煤灰及炉渣的利用 n 珍珠岩： 是一种以玻璃态存在的火成非晶类物质，属富含 SiO2 的酸性岩石，可用作 粘土质 原料配料。 n 赤泥： 是烧结法从矾土中提取氧化铝时所排出的赤色废渣， Al2O3和 Fe2O3含量 高 ， CaO含量 低 ，赤泥浆含水大，可作 湿法 生产的 粘土质 原料。 n 电石渣： 是化工厂乙炔发生车间消解石灰排出的含水约 85%90%的废渣。主要成分是 Ca(OH)2,可替代部分 石灰质 原 料。 n 碳酸法制糖厂的 糖滤泥 、氯碱法制碱厂的 碱渣 、造纸厂的 白泥 ：其主要成分都是 CaCO3，均可做 石灰质 原料。 四、其他原料 n 固体燃料 煤 n 液体燃料 重油 n 气体燃料 煤气 n 煤 正常煤 低质煤 灰分高 热值低 2-4 燃 料 n 煤的化学成分：工业分析 n 水分 W 挥发分 V 固定碳 C 灰分 A 可燃成分 多，煤的发 热量低 多，易燃， 火焰长 焦碳 多，发热量低 一、固体燃料 n 无烟煤（硬煤、白煤） 炭化程度深 挥发分含量小于 10% 质硬、金属光泽、含碳量高，着火温度高 600 700 火焰短 热值 2093429308 KJ/Kg 立窑 n 烟煤 炭化程度较深 挥发分含量 1540% 质硬 着火温度高 400 500 火焰较长 而烟多 热值 2093431401 KJ/Kg 回转窑 n 褐煤 炭化程度较浅 挥发分含量较高 4060% ，褐色无光泽 热值 837418841 KJ/Kg 性质不稳定 易风化 粉碎 易自燃 煤的种类 n 烟煤 热值 越高越好 挥发分 高，着火快，火焰长 挥发分 22%32% 灰分 煤灰进入熟料 灰分小于 27% 水分 高 燃烧速度慢， 适量水分促进 C和 O的化合 ，发火后能提高辐射力 1.0%1.5% 细度 粗，燃烧不充分，细，迅速完全 回转窑对燃煤的质量要求 n 液体燃料 重油 渣油 n 气体燃料 煤气 只适用于回转窑 液体燃料和气体燃料 石灰石矿山 石灰石矿山开采设备 破碎机 皮带机长距离输送石灰石 n 一、破碎 n （一）、物料破碎的目的： 便于运输、储存、烘干、配料、喂料、粉磨 n （二）、常需破碎的物料： 石灰石、块状粘土质原料、矿化剂、石膏、熟料等。 2-6 原料的破碎与烘干 n （三）、破碎工艺： n 破碎： 利用机械方法将大块物料变成小块 物料的过程。（大于 2 5mm ） n 破碎段 ： 物料每经过一次破碎，称为一个 破碎段 n 破碎比 ： 物料破碎前后的粒度之比。 一、破碎 n 烘干： 利用热能将物料中的水分汽化并排除 的过程。 n 烘干的目的： 提高磨机粉磨效率；利于粉状 物料的输送、储存和均化。 n 常需要烘干的物料： 粘土、煤、矿渣等。 二、烘干 （一）、被烘干物料的水分要求 品 种 石灰石 粘 土 铁 粉 煤 天然水分 1% 15% 5% 不定 入磨水分 1.5% 5% 3.0% 采用普通干法粉磨工艺时 二、烘干 二、烘干方法及设备： 单独烘干 烘干兼粉磨 回转烘干机 最成熟，常用 悬浮烘干机 流态化烘干机 立式烘干塔 烘干方法 烘干设备 二、烘干 工艺流程 n 顺流式：物料运动方向与热烟气流向一致 n 逆流式：物料运动方向与热烟气流向相反 顺流式回转烘干机 逆流式回转烘干机 n （一）物料的输送 常用的 输送设备 皮（胶）带输送机 斗式提升机 振动输送机 刮板输送机 溜管 等 机械输送 气力输送 气力提升泵空气输送斜槽 三、物料的输送与储存 n 储存的目的： 平衡生产 n 储存期： 物料的储存量能满足工厂生产 需要的天数。 n 储存期过长，增加经营费用，过短则难以保证 工厂生产 连续均衡 （原料生料熟料）。 n 表 3.18 常用物料的最低可用储存量及一般储 存期 （二）物料的储存 n 储存设施 ： 露天堆场 堆棚 预均化堆场、均化库 圆库 联合储库 储料仓 （料仓、料斗） （二）物料的储存 n 一、基本概念： （一）、物料的均化 1、均化： 通过采用一定的工艺 措施 ，达到 降低 物 料的化学成分 波动 振幅，使物料的 化学成分均匀 一 致的过程。 2、均化的意义： 均化是保证熟料 质量 、 产量 及 降 低消耗 的基本措施和前提条件，也是稳定出厂 水泥 质量 的重要途径。 3.预均化： 原料破碎后，入磨前进行的均化 2-7 原燃料的预均化 矩型预均化堆场 圆型预均