水泥原料及预均化技术教材(共59页).ppt

1、第四章第四章 原料及预均化技术原料及预均化技术 4-1 石灰质原料 4-2 4-2 粘土质原料粘土质原料 4-7 4-7 原料的预均化原料的预均化 4-6 4-6 原料的破碎与烘干原料的破碎与烘干 4-5 4-5 原料的开采与运输原料的开采与运输 4-4 4-4 低品位原料和工业废渣的利用低品位原料和工业废渣的利用 4-3 4-3 校正原料校正原料原料名称原料名称主要提供的成分主要提供的成分配比（配比（%）石灰质原料石灰质原料CaO80粘土质原料粘土质原料SiO2、Al2O3少量少量Fe2O31015校正校正原料原料铁质校正原料铁质校正原料Fe2O3硅质校正原料硅质校正原料SiO2铝质校正原料

2、铝质校正原料Al2O3外外加加剂剂矿化剂矿化剂晶种晶种助磨剂助磨剂如：如：CaF2熟料熟料生产硅酸盐水泥所用原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 4-1 石灰质原料石灰质原料一、种类及性质一、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。定义：是由碳酸钙组成的化学与生物化学沉积岩。主要矿物：为方解石主要矿物：为方解石CaCO3CaCO3微粒组成，并常含有白云石微粒组成，并常含有白云石CaCO3MgCO3CaCO3MgCO3、石英结晶、石英结晶SiO2SiO2、燧

3、石又称玻璃、燧石又称玻璃质石英、火石，主要成分为质石英、火石，主要成分为SiO2SiO2，属结晶，属结晶SiO2SiO2粘土质及铁质粘土质及铁质等杂质。等杂质。分类：白云质石灰岩、硅质石灰岩、粘土质石灰岩分类：白云质石灰岩、硅质石灰岩、粘土质石灰岩CaOCaO含量：纯石灰石含含量：纯石灰石含CaO 56%CaO 56%，CO2CO2烧失量为烧失量为44%44%，白色，白色，随杂质含量增加随杂质含量增加CaOCaO含量减少。含量减少。含水量：一般不大于含水量：一般不大于1.0%1.0%，具体值随气候而异。含粘土杂质，具体值随气候而异。含粘土杂质越多，水分越高。越多，水分越高。石灰石石灰石n定义：

4、定义：是碳酸钙碳酸钙和粘土粘土物质同时沉积所形成的均匀混合的沉积岩沉积岩，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极好的水泥原料。(混合均匀，易于煅烧)n分类：分类：高钙泥灰岩：CaO45%,KH0.95n 低钙泥灰岩：CaO45%,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、校正原料一、校正原料n当石灰质原料和粘土质原料配合所得生料当石

5、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，这种以补所缺少的组分掺加相应的原料，这种以补充某些成分缺乏为主的原料称校正原料。充某些成分缺乏为主的原料称校正原料。2-3 2-3 校正原料、矿化剂、缓凝剂校正原料、矿化剂、缓凝剂n一铁质校正原料一铁质校正原料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。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，目前有用铅矿渣或铜矿渣的，既是校正原料，又兼做矿化剂。又兼做矿化剂。FeOFeOn表表3.83.8

6、一、校正原料n二、硅质校正原料二、硅质校正原料n常用：硅藻土、硅藻石、含常用：硅藻土、硅藻石、含SiO2SiO2多的河砂、砂岩、粉砂岩多的河砂、砂岩、粉砂岩等。等。n其中砂岩，河砂中结晶其中砂岩，河砂中结晶SiO2SiO2多，难磨难烧，尽量不用，风多，难磨难烧，尽量不用，风化砂岩易于粉磨，对煅烧影响小。化砂岩易于粉磨，对煅烧影响小。n三、铝质校正原料三、铝质校正原料n常用：炉渣、煤矸石、铝矾土等常用：炉渣、煤矸石、铝矾土等一、校正原料四校正原料的质量要求四校正原料的质量要求名名 称称常常 用用 材材 料料质质 量量 要要 求求铁质校铁质校正原料正原料硫铁渣、低品位铁矿、硫铁渣、低品位铁矿、炼铁

7、厂的尾矿炼铁厂的尾矿铅矿渣铅矿渣铜矿渣铜矿渣 Fe Fe2 2OO3 340%40%硅质校硅质校正原料正原料硅藻土、硅藻石、蛋硅藻土、硅藻石、蛋白石、砂岩白石、砂岩SiOSiO2 2:70%90%:70%90%n: n: 4.04.0；R R2 2OO4.0%4.0%铝质校铝质校正原料正原料炉渣、煤矸石、矾土炉渣、煤矸石、矾土AlAl2 2OO3 330%30%兼作矿化剂兼作矿化剂一、校正原料n定义：在煅烧过程中，能加速熟料矿物的形成，定义：在煅烧过程中，能加速熟料矿物的形成，本身不参加反响或只参加中间反响的物质。本身不参加反响或只参加中间反响的物质。n类型：类型： n 矿化剂矿化剂n 复合矿

8、化剂复合矿化剂n作用：加速分解反响；加速固相反响；降低液作用：加速分解反响；加速固相反响；降低液相出现的温度；加速相出现的温度；加速C3SC3S的形成的形成含氟化合物：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：石膏常用：石膏n石膏的作用：石膏的作用： 缓凝缓凝n 提高水泥早强，改善水泥性能提高水泥早强，改善水泥性能n类型：类型： 天然石膏天然石膏n n 工业副产石膏工业副产石膏n掺量：掺量：3%6% 3%6% 最正确掺量由试验决定；多了最正确掺量由试验决定；多了会影响水泥安定性会影响水泥安定性石膏：CaSO42H2O硬石膏： CaSO4三

9、、 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3-3-4 4 低品位原料和工业废渣的利用n石灰质原料低品位化；nSi 、Al质原料岩矿化；nFe质原料废渣化。目前水泥原料结构的一个新的技术方向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，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；且取样要有代表性；n使用时要适当调整一些工艺。使用时要适当调整一些工艺。n低品位石灰质原料：低品位石

10、灰质原料：CaOCaO48%48%或含较多杂质。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，其其中白云石质岩不适宜生产硅酸盐水泥熟料，其余均可用。余均可用。n与与CaOCaO含量较高的石灰石搭配使用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局部石灰质原用硅质泥灰岩作粘土质原料和取代局部石灰质原料。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，风化后外表呈质矿物的含量而异，并由灰到黑，风化后外表呈红褐色。红褐色。n成分：类似粘土，但成分：类似粘土，但Fe2O3Fe2O3、R

11、2OR2O偏高。偏高。( (助熔助熔氧化物含量较多氧化物含量较多 ) ) n使用：代替粘土质原料使用：代替粘土质原料n使用本卷须知：因其可塑性、易磨性差，使用时使用本卷须知：因其可塑性、易磨性差，使用时要强化粉磨。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，是采煤和选矿煤矸石：煤矿生产时的废渣，是采煤和选矿过程中别离出来的，属泥质岩，夹杂一些砂过程中别离出来的，属泥质岩，夹杂一些砂岩。岩。n化学成分：以化学成分：以SiO2SiO2、Al2O3Al2O3为主，少量为主，少量Fe2O3Fe2O3、 CaO CaO，少量热值。，少量热值。n石煤：古生代和晚古生代菌藻类低等植物

12、所石煤：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形成的低炭煤。其组成性质及生成等与煤无本质差异，属可燃沉积岩。本质差异，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：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。粉煤灰：是火力发电厂煤粉燃烧后所得的粉状灰烬。n 炉渣：煤在工业锅炉燃烧后排出的灰渣。炉渣：煤在工业锅炉燃烧后排出的灰渣。n成分：成分： 以以SiO2SiO2、 Al2O3 Al2O3为主为主n利用：利用：1 1、作混合材料；、作混合材料；

13、n 2 2、代替局部或全部粘土参与配料。、代替局部或全部粘土参与配料。n作原料使用时应注意：作原料使用时应注意：1 1、加强均化；、加强均化；2 2、精确计量；、精确计量； n 3 3、注意可燃物对煅烧的影响；、注意可燃物对煅烧的影响；n 4 4、因其可塑性差，立窑生产时要搞好成球。、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，属富含珍珠岩：是一种以玻璃态存在的火成非晶类物质，属富含SiO2SiO2的酸性岩石，可用作粘土质原料配料。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，赤泥：是烧结法从矾

14、土中提取氧化铝时所排出的赤色废渣， Al2O3Al2O3和和Fe2O3Fe2O3含量高，含量高，CaOCaO含量低，赤泥浆含水大，可作湿含量低，赤泥浆含水大，可作湿法生产的粘土质原料。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%85%90%的废渣。主要成分是的废渣。主要成分是Ca(OH)2,Ca(OH)2,可替代局部石灰质原可替代局部石灰质原料。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：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：其主要成分都是其主要成分都是CaCO3CaCO3

15、，均可做石灰质原料。，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2-42-4燃料燃料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可燃成分可燃成分多，煤的发多，煤的发热量低热量低多，易燃，多，易燃，火焰长火焰长焦碳焦碳多，发热量低多，发热量低一、固体燃料n无烟煤硬煤、白煤无烟煤硬煤、白煤n炭化程度深挥发分含量小于炭化程度深挥发分含量小于10%10%n质硬、金属光泽、含碳量高，着火温度高质硬、金属光泽、含碳量高，着火温度高600600700 700 火焰短火焰短 热值热值2093429308 KJ/Kg 2093429308 K

16、J/Kg 立窑立窑n烟煤烟煤n炭化程度较深挥发分含量炭化程度较深挥发分含量1540% 1540% 质硬质硬 着火温度着火温度高高400400500 500 火焰较长火焰较长 而烟多而烟多 热值热值2093431401 KJ/Kg 2093431401 KJ/Kg n回转窑回转窑n褐煤褐煤n炭化程度较浅炭化程度较浅 挥发分含量较高挥发分含量较高4060% 4060% ，褐色无光，褐色无光泽泽 n热值热值837418841 KJ/Kg 837418841 KJ/Kg n性质不稳定性质不稳定 易风化易风化 粉碎粉碎 易自燃易自燃煤的种类n烟煤烟煤热值热值 越高越好越高越好挥发分挥发分 高，着火快，火

17、焰长高，着火快，火焰长 挥发分挥发分22%32% 22%32% 灰分灰分 煤灰进入熟料煤灰进入熟料 灰分小于灰分小于27%27%水分水分 高高 燃烧速度慢，燃烧速度慢， 适量水分促进适量水分促进C C和和OO的化合，的化合，发火后能提高辐射力发火后能提高辐射力 1.0%1.5%1.0%1.5%细度细度 粗，燃烧不充分，细，迅速完全粗，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石灰石矿山开采设备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、破碎一、破碎n一、物料破碎的目的：一、物料破碎的目的：n便

18、于运输、储存、烘干、配料、喂料、粉磨便于运输、储存、烘干、配料、喂料、粉磨n二、常需破碎的物料：二、常需破碎的物料：n石灰石、块状粘土质原料、矿化剂、石膏、熟石灰石、块状粘土质原料、矿化剂、石膏、熟料等。料等。 2-6原料的破碎与烘干原料的破碎与烘干n三、破碎工艺：三、破碎工艺：n破碎：利用机械方法将大块物料变成小块破碎：利用机械方法将大块物料变成小块物料的过程。大于物料的过程。大于2 25mm 5mm n破碎段：物料每经过一次破碎，称为一个破碎段：物料每经过一次破碎，称为一个破碎段破碎段n破碎比：物料破碎前后的粒度之比。破碎比：物料破碎前后的粒度之比。一、破碎一、破碎n烘干：烘干：利用热能将

19、物料中的水分汽化并排除的过程。n烘干的目的：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：常需要烘干的物料：粘土、煤、矿渣等。二、烘干二、烘干一、被烘干物料的水分要求一、被烘干物料的水分要求 品品 种种石灰石石灰石粘粘 土土铁铁 粉粉煤煤天然水分天然水分1% 15%5%不定不定入磨水分入磨水分1.5%5%3.0%采用普通干法粉磨工艺时采用普通干法粉磨工艺时 二、烘干二、烘干二、烘干方法及设备：二、烘干方法及设备：单独烘干单独烘干烘干兼粉磨烘干兼粉磨回转烘干机最成熟，常用回转烘干机最成熟，常用 悬浮烘干机悬浮烘干机流态化烘干机流态化烘干机立式烘干塔立式烘干塔烘干方法烘干设备二、烘干二、烘干工艺流程工艺流程n顺流式：物料运动方向与热烟气流向一致顺流式：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一物料的输送一物料的输送常用的输送设备皮胶带输送机皮胶带输送机斗式提升机斗式提升机振动输送机振动输送机刮板输送机刮板输送机溜管溜管 等等机械输送机械输送气力输送气力输送气力提升泵气力提升泵空气输送斜槽空气输送斜槽三、物料的输送与储存