楊祥和，李亮平

(南京中聯(lián)水泥有限公司，江蘇 南京 211123)

尾礦（類似火山灰）作為水泥混合材研究及應(yīng)用

楊祥和，李亮平

(南京中聯(lián)水泥有限公司，江蘇 南京 211123)

以工業(yè)廢渣尾礦作為水泥混合材料，環(huán)保節(jié)本。對該材料進(jìn)行化學(xué)分析、物理試驗(yàn)及生產(chǎn)質(zhì)量控制，通過試驗(yàn)證明其對混凝土外加劑適應(yīng)性良好，可提高效益。

化學(xué)分析；物理檢測；水泥質(zhì)量；外加劑適應(yīng)性能；經(jīng)濟(jì)效益

1 課題提出

（1）為降低水泥生產(chǎn)成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，采用廉價混合材是行之有效的技術(shù)措施。2014年上半年粉煤灰到廠價達(dá)85元/t，下半年售價一般會再上漲20元/t。而本地尾礦到廠價僅39元/t，有較大的節(jié)本潛力。

（2）距離本廠60 km有銅礦選礦廠，能產(chǎn)生大量類似火山灰性質(zhì)的材料。使用工業(yè)廢渣符合國家產(chǎn)業(yè)政策。

（3）工業(yè)廢渣的產(chǎn)物普遍存在，其性質(zhì)若符合GB/T2847-2005標(biāo)準(zhǔn)，就可以作為水泥混合材，可以拓寬水泥混合材選用途徑。

2 尾礦（類似火山灰）使用的研究、試驗(yàn)過程

2.1 現(xiàn)場取樣，檢測其化學(xué)成分

從表1看，無有害雜質(zhì)成分。其燒失量指標(biāo)只有3.10%，遠(yuǎn)低于石灰石燒失量，可在普通水泥中增加摻量。試驗(yàn)結(jié)果見表2～3。

表1 尾礦化學(xué)成份（水分：5.2%）

表2 尾礦試驗(yàn)一

2.2 物理試驗(yàn)

物理性能指標(biāo)按3 d、7 d、28 d強(qiáng)度對比方法進(jìn)行。用3#窯熟料，摻入30%尾礦，通過Ф500×500 mm小磨粉磨，比表面積控制在（350±10）m2/kg，比較3 d、7 d、28 d強(qiáng)度以及其他性能指標(biāo)。

表3 尾礦試驗(yàn)二

從物理指標(biāo)分析，摻入尾礦后，水泥的安定性、凝結(jié)時間等指標(biāo)正常，水泥強(qiáng)度損失與尾礦摻入量比率關(guān)系穩(wěn)定、正常。3 d、7 d、28 d強(qiáng)度比率均大于70%，該種物質(zhì)具有一定活性，能投入生產(chǎn)，跟蹤檢測。

3 生產(chǎn)投料過程及出磨水泥質(zhì)量

（1）2月初，尾礦在P.C32.5級水泥中摻入，用1#磨生產(chǎn)，該磨機(jī)型號為Φ3.8×13 m圈流磨，原混合材結(jié)構(gòu)：熟料49%，石子16.2%，粉煤灰17.8%，礦渣10.3%，石膏6.7%。摻入尾礦后，混合材比例：石子16.2%，粉煤灰12.1%，礦渣6.0%，尾礦10.0%，石膏6.7%。尾礦呈砂粒狀，平均水分為5.2%，由提升機(jī)、皮帶機(jī)入庫，通過配料計量裝置與熟料及其他材料入磨，使用較方便。

（2）出磨水泥質(zhì)量：2月15日開始生產(chǎn)性試用，出磨水泥質(zhì)量滿足內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)要求（表4）。

4 對磨機(jī)產(chǎn)量的影響

摻入10%尾礦后，代替5.7%的粉煤灰和4.3%的礦渣，入磨物料易磨性提高，出磨水泥產(chǎn)量提高，顆粒級配改善，2月15日開始摻入尾礦，前后5 d 1#磨機(jī)臺時產(chǎn)量對比見表5。

分析出磨水泥顆粒級配，＜3 μm的比例有所上升，說明該尾礦易磨，具有提升產(chǎn)量的條件，3～32 μm的顆粒比例上升，＞65 μm顆粒減少，級配趨于合理（表6）。

由于1#磨使用尾礦，水泥質(zhì)量性能較好，代替部分高價混合材料，水泥成本下降，磨機(jī)臺時產(chǎn)量略有上升。因此，該種材料在2#、3#、4#、5#磨上全面使用，代替高價格材料。在P.O42.5級水泥中摻入6%。5月后使用量基本正常，月消耗在10 000 t以上。

5 尾礦摻入對混凝土外加劑適應(yīng)性的影響

表4 P.C32.5級水泥2月份使用尾礦后平均數(shù)據(jù)

表5 臺時產(chǎn)量對比

表6 出磨水泥顆粒級配

表7 試樣配制

表8 坍落度試驗(yàn)

水泥對混凝土外加劑適應(yīng)性的影響，即混凝土坍落度損失的大小是衡量水泥使用性能的重要指標(biāo)，混凝土攪拌站不使用P.C32.5級水泥，因此不考慮此類問題。但P.O42.5級水泥大量使用于混凝土攪拌站，必須控制好水泥適應(yīng)性。在P.O42.5級水泥中進(jìn)行小磨試驗(yàn)，分別摻入15%、10%和5%的尾礦進(jìn)行性能試驗(yàn)。按正常水泥混合材摻入量16%左右，石膏摻入6%，制備水泥樣品進(jìn)行試驗(yàn)。使用同一種熟料及石子、粉煤灰、水渣、尾礦，改變其配比，進(jìn)行多組試驗(yàn)，結(jié)果見表7～8。

6 結(jié)論

通過小磨試驗(yàn)和試生產(chǎn)，該種尾礦可以作為水泥混合材使用，能符合水泥標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)。

該種尾礦（類似火山灰）對水泥外加劑適應(yīng)性有影響，當(dāng)摻入15%時影響較大，摻入10%影響較小，該種水泥可用于混凝土攪拌站，摻入5%對混凝土適應(yīng)性基本無影響。在尾礦摻入10%以內(nèi)，可以用于混凝土攪拌站。在P.O42.5級水泥中摻入6%，出廠水泥外加劑適應(yīng)性較好，可以穩(wěn)定使用。

通過改善粉磨狀況，優(yōu)化水泥顆粒級配，用石灰石等混合材調(diào)整水泥外加劑適應(yīng)性，進(jìn)一步擴(kuò)大該種材料使用量。

該種材料易磨性好，能提高磨機(jī)產(chǎn)量，降低粉磨電耗。

7 經(jīng)濟(jì)效益計算

（1）南京中聯(lián)水泥公司使用該種材料后，礦渣已停止進(jìn)貨。從市場價格來計算，礦渣進(jìn)廠價145元/t，每取代一噸礦渣節(jié)約成本支出106元。

（2）使用該種材料，減少了粉煤灰的摻入量，與粉煤灰（85元/t）價格相差46元/t。

（3）2013年已取得效益：生產(chǎn)P.C32.5級水泥，噸水泥摻入12%，取代7%礦渣，減少成本7.42元/t；代替5%粉煤灰，減少成本2.3元/t，共降低成本9.55元/t。3～12月生產(chǎn)P.C32.5級水泥40.52 t，節(jié)約成本300.65萬元。生產(chǎn)P.O42.5級水泥，取代6%粉煤灰，噸水泥成本下降2.76元，下半年生產(chǎn)P.O42.5級水泥86.59萬t，節(jié)約成本238.99萬元。

（4）該種材料的使用為南京中聯(lián)水泥公司取消礦渣使用創(chuàng)造了條件，減少了礦渣采購費(fèi)用，保證了混合材的摻入。

Industrial waste tailings used as cement mixing material protect environment.By chemical analysis, physical testing and production quality control tests，this material has proved to be good concrete admixtures adaptability and improved economic benefits.

chemical analysis;physical testing;cement quality;admixture adaptability;economic benefits

楊祥和（1965-），男，本科，工程師，從事質(zhì)量管理工作。

燁）（

2014-4-28）