《水泥生产工艺》课件-第四章 硅酸盐水泥的原料及预均化

4.硅酸盐水泥的原料及预均化

一、硅酸盐水泥的原料

1、石灰质原料天然石灰质原料：由碳酸钙所组成的化学与生物化学沉积岩。其主要矿物为方解石（CaCO3)，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。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，属石灰岩向粘土过渡的中间类型岩石。泥灰岩中CaO量超过45%，称为高钙泥灰岩;若其CaO含量小于43.5％，称为低钙泥灰岩。泥灰岩主要矿物也是方解石，常见的为粗晶粒状结构，块状构造，质软易采掘和粉碎，常呈夹层状或厚层状。其硬度低于石灰岩，粘土矿物含量愈高，硬度愈低。石灰质原料的选择使用：搭配使用；限制MgO含量；限制燧石含量；新型干法水泥生产，还应限制K2O、Na2O、SO3、Cl-等微量组分。石灰石的质量要求:其主要成分是CaCO3，纯石灰石的CaO最高含量为56%，其品位由CaO含量确定。有害成分为MgO、R2O、（Na2O、K2O）和游离SiO2。石灰质原料的质量要求如下：成分CaOMgOf-SiO2（燧石或石英）SO3Na2O+K2O含量（％）≥48≤3≤4≤1≤0.6石灰石2、粘土质原料粘土：是多种微细的呈疏松或胶状密实的含水铝硅酸盐矿物的混合体，它是由富含长石等铝硅酸盐矿物的岩石经漫长地质年代风化而成。包括华北、西北地区的红土，东北地区的黑土与棕壤，南方地区的红壤与黄壤等。根据粘土中主导矿物不同，将其分为高岭石类、蒙脱石类、水云母类等。黄土：是没有层理的粘土与微粒矿物的天然混合物。成因以风积为主，也有成因于冲积、坡积、洪积和淤积的。颜色以黄褐色为主。页岩：是粘土经长期胶结而成的粘土岩。一般形成与海相或陆相沉积，或海相与陆相交互沉积。化学成分类似于粘土，可作为粘土使用，但其硅率较低，通常配料时需掺加硅质校正原料。页岩颜色不定，一般灰黄、灰绿、黑色及紫色等，结构致密坚实，层理发育，通常呈页状或薄片状。选择使用粘土质原料时应注意：n、p值要适当；尽量不含碎石、卵石，粗砂含量应小于5%。粘土质原料的质量要求如下：品位npMgO(%)R2O(%)SO3(%)塑性指数一级品2.7～3.51.5～3.5＜3.0＜4.0＜2.0＞12二级品2.0～2.73.5～4.0不限＜3.0＜4.0＜2.0＞123、校正材料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为校正原料。校正原料的质量要求如下：铁质校正原料：补充氧化铁含量不足的原料，Fe2O3含量＞40％。硫铁矿渣(即铁粉)：硫酸厂工业废渣，Fe2O3含量＞50％，红褐色粉末，含水量较大；低品位铁矿石：炼铁厂尾矿：铅矿渣或铜矿渣。硅质校正原料：补充氧化硅含量不足的原料，SiO2含量70％-90％，n＞4.0，R2O＜4.0。常用：硅藻土、硅藻石、含SiO2多的河砂、砂岩、粉砂岩等。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。铝质校正原料补充氧化铝含量不足的原料，Al2O3含量＞30％。常用：炉渣、煤矸石、铝矾土等二、原料的开采和运输钻眼爆破采运三、原料的预均化均化：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。均化作用：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。原燃料的预均化：就是原料或燃料在粉磨之前所进行的均化。

原燃料的预均化作用：降低原燃料成分波动，为准确配料、提高生料均匀性，稳定熟料煅烧提供良好的条件。

1.堆料和取料方法（１）堆料方法⑴人字形堆料法

⑵波浪形堆料法

⑶水平层堆料法⑷横向倾斜层堆料法⑸纵向倾斜层堆料法（２）取料方法⑴端面取料⑵侧面取料⑶底部取料均化效果的评价标准偏差：标准偏差值越小，物料的成分越均匀均化效果：均化效果亦称均化倍数或均化系数，通常它指的是均化前物料的标准偏差与均化后物料的标准偏差之比值，即：

当Cv<5％时，原料的均匀性良好,不需要采用预均化。石灰石中CaCO3标准偏差大于３％时，应考虑预均化。当Cv=5％-10％时，原料的成分有一定的波动。如果其他原料包括燃料的质量稳定，生料配料准确及生料均化设施的均化效聚好，可以不考虑原料的预均化。反之，则应考虑该原料的预均化。当Cv>10％时，原料的均匀性很差，成分波动大，必须进行预均化。当进厂煤的灰分波动>±5%时，应采取均匀化。粘土（SiO2,Al2O3），当粘土中SiO2标准偏差大于５.６％时，应考虑预均化。2.原料、燃料预均化的选用条件入磨物料的配比：提高喂料的准确性、均匀稳定喂料量，是保证生料质量的关键。入磨物料的粒度：管磨机入磨物料的粒度越小越好，最好采用磨前预破碎工艺，使入磨物料的粒度小于3～5mm，。对于立磨而言入磨物料的粒度可以放宽一些。入磨物料的水分：一般入磨物料的平均水分控制在≤1.0%为宜。烘干兼粉磨系统控制在≤6.0%。立磨系统控制在10.0%左右。出磨生料化学成分及率值的控制水分≤1.0%，合格率≥90%;SiO2（目标值）±0.5%，合格率≥80%;CaO（目标值）±0.5%，合格率≥80%;Fe2O3（目标值）±0.3%，合格率≥80%;Al2O3（目标值）±0.3%，合格率≥80%;KH（目标值）±0.03，合格率≥60%;n（目标值）±0.1，合格率≥60%;P（目标值）±0.1，合格率≥60%生料的细度控制:0.08mm方孔筛筛余量≤8％-10%，合格率>87.5％；0.20mm方孔筛筛余量≤1.0％-1.5％。生料中煤掺加量的质量控制水分≤4.0%，合格率≥80

细度（0.08mm方孔筛筛余量）≤12％，合格率≥90%入窑生料的质量控制

KH（目标值）±0.03，合格率≥60%，每班测定2次；

n（目标值）±0.1，合格率≥65%，每班测定2次；

P（目标值）±0.1，合格率≥65%，每班测定2次；细度（0.08mm方孔筛筛余量）≤12％，合格率≥90%3.原料预均化的质量控制4.影响预均化效果的因素１、原料成分波动的影响一般矿山原料的都不均匀，因为波动频率大时，各层原料都会有可能铺上极高或极低成分的原料，所以即使采用预均化技术，原料矿山开采时还应该搭配。２、物料离析作用的影响由于物料颗料总存在有差别。大颗料物料沿料堆滚落到底部，小颗粒停留在料堆的上半部，造成整个料堆横断面上的成分波动。因此，为了减少物料离析作用