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        P.C32.5水泥混合材的開發(fā)利用

        2013-04-15 03:50:06李云卿
        建材世界 2013年2期
        關(guān)鍵詞:石灰窯煤渣廢渣

        李云卿

        (河北省建筑材料工業(yè)設(shè)計(jì)研究院,石家莊 050051)

        1 現(xiàn) 狀

        湖南常德地區(qū)水泥主要混合材干粉煤灰資源嚴(yán)重不足,主要是常德地區(qū)最大的火電廠石門電廠4臺(tái)30萬(wàn)千瓦機(jī)組長(zhǎng)期運(yùn)行1到2臺(tái)機(jī)組。一是石門電廠剛被陜煤集團(tuán)收購(gòu),生產(chǎn)不正常;二是全國(guó)宏觀經(jīng)濟(jì)不景氣,湖南常德地區(qū)也是一樣,用電量需求下滑;三是近年雨水豐富,水電充足。石門電廠被陜煤集團(tuán)收購(gòu)后,大量使用低灰分高發(fā)熱量煤,干粉煤灰排放量大幅減少。

        當(dāng)?shù)厮喈a(chǎn)品中80%左右為P.C32.5水泥,從2012年開始P.C32.5水泥享受國(guó)家資源綜合利用退稅政策(廢渣摻量不低于30%)。鑒于當(dāng)前狀況,應(yīng)積極開拓其他水泥混合材廢渣資源,如干石灰渣、濕石灰渣和濕粉煤灰等。2012年同樣由于國(guó)家宏觀經(jīng)濟(jì)不景氣的影響,市場(chǎng)石灰需求相對(duì)下滑,干石灰渣供應(yīng)量急速萎縮,滿足不了公司需求;但是當(dāng)?shù)貪袷以?、濕粉煤灰資源非常豐富,由于濕石灰渣、濕粉煤灰水分高達(dá)18%到20%,摻量受到限制;目前干質(zhì)混合材廢渣供應(yīng)是制約當(dāng)?shù)厮鄰SP.C32.5水泥生產(chǎn)的主要瓶頸。

        目前水泥廠P.C32.5水泥混合材廢渣主要有干粉煤灰、干石灰渣、陳石灰渣和濕粉煤灰等幾種;干粉煤灰和干石灰渣貨源非常緊張,而陳石灰渣和濕粉煤灰由于水分影響其摻量受到限制。

        2 分 析

        開發(fā)重點(diǎn):一是加大干質(zhì)混合材廢渣進(jìn)廠量和開拓新的混合材廢渣使用,以滿足國(guó)家資源綜合利用要求,二是通過(guò)降低混合材成本和研究通過(guò)外加劑降低P.C32.5水泥生產(chǎn)成本。

        附近最豐富的資源就是石煤,其儲(chǔ)量非常大,石煤的灰分在75%左右,發(fā)熱量在1 000千卡/公斤左右。

        目前水泥中使用石煤產(chǎn)生的廢渣主要有兩種:一種是當(dāng)?shù)乩习傩沼檬涸谕粮G中燒制石灰產(chǎn)生的石灰廢渣,分為新生態(tài)干石灰渣和水分高(18%左右)陳石灰渣,目前干石灰渣為P.C32.5水泥中主要混合材,陳石灰渣由于入水泥磨水分限制,摻量較少;另一種廢渣是由當(dāng)?shù)夭捎檬簽槿剂系男⌒突鹆Πl(fā)電廠產(chǎn)生的濕粉煤灰(水分高達(dá)20%左右),同樣由于水分限制,摻量較少。

        當(dāng)前水泥混合材廢渣進(jìn)廠價(jià)(含稅)為:干粉煤灰65元/t左右、干石灰渣40元/t左右、陳石灰渣30元/t左右、濕粉煤灰35元/t左右;石煤進(jìn)廠價(jià)為53元/t左右。

        該文提出利用當(dāng)?shù)刭Y源非常豐富的石煤生產(chǎn)水泥活性干混合材,通過(guò)對(duì)附近廢渣資源進(jìn)行考察,提出了幾種水泥混合材開發(fā)利用的方案。

        3 實(shí) 例

        方案一:石灰窯單獨(dú)燃燒石煤,出窯熱渣與陳石灰渣拌合,放置,自然烘干水分。

        周邊礦山附近有大量的石煤資源以及幾十年的陳石灰渣,而且陳石灰渣邊上有4個(gè)石灰窯(已停產(chǎn)),1臺(tái)窯每天大約可以生產(chǎn)100t熱渣,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可摻150t陳石灰渣,經(jīng)過(guò)鏟車拌合打堆,燜上2d蒸發(fā)水分,即可將拌合廢渣水分控制在5%以下,4臺(tái)窯每天可生產(chǎn)1 000t左右廢渣,可以滿足200萬(wàn)t水泥廠水泥混合材數(shù)量上和質(zhì)量上的要求。

        當(dāng)?shù)夭牧铣杀荆ú缓悾椋菏?0元/t左右,陳石灰渣15元/t左右,拌合比例按3∶2,廢渣材料30元/t左右??紤]到供應(yīng)商人力機(jī)械、利潤(rùn)、運(yùn)費(fèi)和稅金,拌合廢渣進(jìn)廠價(jià)48元/t左右,明顯低于干粉煤灰65元/t左右。

        方案二:石灰窯采用石煤燒制劣質(zhì)石灰石,出窯石灰與石煤渣拌合,放置冷卻,全部當(dāng)水泥混合材使用。

        附近有大量的石煤資源,以及正在開采的石灰石,還有正在生產(chǎn)石灰的4條石灰窯,通過(guò)與窯主溝通,他們可以用一條石灰窯試生產(chǎn)一下,生產(chǎn)方法和過(guò)程不變,只是用劣質(zhì)石灰石,卸料中不需要單揀石灰,直接用鏟車從窯底將石灰和石煤渣鏟出,拌合均勻即可,窯效率也可提高,據(jù)他們介紹,每3t石煤可以生產(chǎn)2t石灰,也就是說(shuō)拌合料中石煤渣與石灰比例大約為1∶1,1臺(tái)窯1d可生產(chǎn)100t左右。

        公司化驗(yàn)室通過(guò)試驗(yàn)小磨試驗(yàn)表明:P.C32.5水泥中石灰摻量太大,水泥試餅表面龜裂較多,水泥早期膨脹較嚴(yán)重(CaO水化生成Ca(HO)2,體積膨脹97.9%),因此應(yīng)嚴(yán)格控制石煤渣與石灰拌合料的摻入量。

        該地石煤成本(不含稅)為40元/t左右,劣質(zhì)石灰石為15元/t左右,拌合料材料直接成本為45元/t左右;考慮到供應(yīng)商人力機(jī)械、利潤(rùn)、運(yùn)費(fèi)和稅金,拌合料進(jìn)廠價(jià)65元/t左右。

        方案三:在P.C32.5水泥生產(chǎn)中添加外加劑,減少熟料配比,降低水泥成本,提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,增加其市場(chǎng)份額。

        積極與外加劑公司和河北建材設(shè)計(jì)院聯(lián)系,研究水泥激發(fā)劑和早強(qiáng)劑對(duì)P.C32.5水泥作用,在小磨試驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行大磨試生產(chǎn)。

        方案四:在廠區(qū)新建一濕粉煤灰烘干系統(tǒng)。

        在廠區(qū)原預(yù)留二線廠地新建一粉煤灰烘干系統(tǒng),工藝流程見圖5。

        設(shè)備選型:規(guī)格:Φ3.6×28M配套功率:185kW,轉(zhuǎn)速:3.9r/min,烘干熱效率達(dá)到72%。

        主要技術(shù)指標(biāo):入機(jī)物料水分≤20%,出機(jī)水分≤3.0%~5.0%;臺(tái)時(shí)產(chǎn)量:80~85t/h[干基粉煤灰];煤耗:低于20~25kg標(biāo)煤/噸料;廢氣排放濃度:低于50mg/Nm3;烘干系統(tǒng)基本實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、儀表控制。

        經(jīng)濟(jì)分析:

        1)基礎(chǔ)數(shù)據(jù):

        (1)電價(jià):0.52元/度;石煤價(jià):55元/t;干粉煤灰65元/t,濕粉煤灰35元/t。

        (2)工人暫定5人;年工資:30 000元/人。

        (3)原燃材料消耗:耗電量:449萬(wàn)度/年;濕粉煤灰消耗量691 200t/年;石煤消耗量:8 870t/年。

        (4)產(chǎn)出物:干粉煤灰576 000t/年。

        (5)投資:建筑工程:282.24萬(wàn)元;設(shè)備投資:591.53萬(wàn)元;安裝工程:55.52萬(wàn)元;其他費(fèi)用:54.18萬(wàn)元;固定資產(chǎn)投資:983.47萬(wàn)元。

        2)分析結(jié)論:

        (1)本項(xiàng)目流動(dòng)資金:211.30萬(wàn)元,其中鋪底流動(dòng)資金:63.39萬(wàn)元;

        (2)年均營(yíng)業(yè)收入:3 284.21萬(wàn)元;

        (3)年均總成本費(fèi)用:2 486.31萬(wàn)元,折合干粉煤灰43.17元/t。

        (4)年均凈利潤(rùn):584.75萬(wàn)元;

        (5)年均所得稅:194.92萬(wàn)元;

        (6)年均增值稅:165.80萬(wàn)元;

        (7)年均營(yíng)業(yè)稅金及附加:18.21萬(wàn)元;

        (8)項(xiàng)目投資回收期(所得稅后):2.89年(包含建設(shè)期0.5年);

        (9)項(xiàng)目投資財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率(所得稅后):56.56%;

        (10)盈虧平衡點(diǎn):20.82%;年生產(chǎn)12萬(wàn)t即可保本運(yùn)行。

        4 結(jié) 論

        通過(guò)分析,有多種途徑選擇解決湖南常德地區(qū)水泥混合材饋乏的問(wèn)題。

        a.石灰窯單獨(dú)燃燒石煤,出窯熱渣與陳石灰渣拌合。

        b.石灰窯采用石煤燒制劣質(zhì)石灰石,出窯石灰與石煤渣拌合。

        c.在P.C32.5水泥生產(chǎn)中添加外加劑。

        d.在廠區(qū)新建一濕粉煤灰烘干系統(tǒng)。

        [1] 施正倫,周宛諭,方夢(mèng)詳,等.石煤灰渣酸浸提釩后殘?jiān)魉嗷旌喜膶?shí)驗(yàn)研究[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2011,31(2):395-400.

        [2] GB/T 12957—2005,用于水泥混合材的工業(yè)廢渣活性試驗(yàn)方法[S].

        [3] 鄭開軍.用石煤渣作混合材的的實(shí)踐[J].1999(2):37-38.

        [4] 李力生.水泥混合材及其摻加量[J].1994(5):32-35.

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