沈芳，邵傳淦

利用工業(yè)廢渣生產(chǎn)P·Ⅱ52.5低堿水泥

Production of P·Ⅱ52.5 Low Alkali Cement with Industrial Waste Residue

沈芳，邵傳淦

1 引言

天業(yè)水泥是新疆天業(yè)（集團(tuán)）有限公司循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈的最后一環(huán)，現(xiàn)擁有7條水泥生產(chǎn)線、1條濕法電石渣生產(chǎn)線和6條新型干法電石渣及廢渣制水泥生產(chǎn)線，主要原料電石渣、粉煤灰、爐渣、硫酸渣、石灰粉末、檸檬酸渣、銅渣、電石爐收塵灰、煤矸石等工業(yè)廢渣均來源于天業(yè)集團(tuán)內(nèi)部各產(chǎn)業(yè)。公司始終堅(jiān)持循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展理念，遵循“減量化、資源化、再利用”的原則，廢棄物利用率高達(dá)82.5%，生產(chǎn)的各品種等級的普通水泥、復(fù)合水泥均達(dá)到國家優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品要求，并取得產(chǎn)品認(rèn)證，成功試制并生產(chǎn)出了硅酸鹽P·Ⅱ52.5低堿水泥。

2 可行性分析綜述

天業(yè)水泥共擁有7條生產(chǎn)線，其中青松天業(yè)擁有一條年產(chǎn)35萬噸熟料的生產(chǎn)線，其使用的原料主要為電石渣、風(fēng)積沙、硫酸渣、銅渣、爐渣、粉煤灰、硅石、石灰粉末等。

（1）以降低熟料中的R2O含量為標(biāo)準(zhǔn)選擇原料

從表1數(shù)據(jù)可以看出，雖然現(xiàn)有原材料成分雖然可以滿足開發(fā)硅酸鹽P·Ⅱ52.5低堿水泥要求，但必須將熟料中的R2O含量控制在0.60%以下。鈣質(zhì)、鐵質(zhì)原料均能滿足要求，而硅鋁質(zhì)原料堿含量較高，無法達(dá)到＜1.0%的要求，搭配堿含量低的硅質(zhì)校正原料，可降低熟料中堿含量，經(jīng)優(yōu)選后用硅石代替風(fēng)積沙。

配料方案確定：電石渣、風(fēng)積沙、硫酸渣、銅渣、爐渣、粉煤灰、硅石。

方案一：根據(jù)正交試驗(yàn)法配料，計(jì)算熟料的堿含量為0.60%，符合不超過0.60%的要求。

從表2數(shù)據(jù)可以看出，由于風(fēng)積沙及粉煤灰的堿含量較高，為了降低熟料中的堿含量，此方案降低了風(fēng)積沙及粉煤灰用量，配料方案中采取低KH值、低SM值、中AM值。實(shí)際生產(chǎn)中熟料28d強(qiáng)度較低，同時(shí)，熟料在煅燒過程中雖然KH值較低易燒，但由于SM值較低，熔劑礦物相對較多，窯中大塊熟料相對較多，易結(jié)圈，雖然加大用煤量，但熟料還是存在燒不透的現(xiàn)象，熟料fCaO偏高。

表1 青松天業(yè)現(xiàn)有原料化學(xué)成分，%

方案二：根據(jù)正交試驗(yàn)法配料，計(jì)算熟料的堿含量為0.53%，符合不超過0.60%的要求。

從表3數(shù)據(jù)可以看出，此方案熟料28d強(qiáng)度較低，同時(shí)，熟料在煅燒過程中產(chǎn)生黏散料，升重低，熟料結(jié)粒不密實(shí)，結(jié)構(gòu)疏松易碎，產(chǎn)生較多的細(xì)熟料粉進(jìn)入篦冷機(jī)，由二次風(fēng)吹起并帶入窯前產(chǎn)生起砂現(xiàn)象，且燒結(jié)范圍窄。

方案三：根據(jù)正交試驗(yàn)法配料，計(jì)算熟料的堿含量為0.51%，符合不超過0.60%的要求。

從表4數(shù)據(jù)可以看出，此方案熟料28d強(qiáng)度較高，同時(shí)，熟料在煅燒過程中，隨著AM值提高，適當(dāng)調(diào)整SM值，穩(wěn)定KH值，C3A在7.00%左右時(shí)，產(chǎn)生黏散料現(xiàn)象減少，且熟料結(jié)粒相對較密實(shí)，升重均在1 200～1 350g/L之間，基本無飛砂現(xiàn)象產(chǎn)生。

對比三個(gè)方案可知，方案三更符合要求，熟料強(qiáng)度也可以達(dá)到要求。

（2）調(diào)整水泥配料，選擇合適的混合材和緩凝劑（表5）

根據(jù)幾種物料的堿含量，我們決定選擇鋼渣、脫硫石膏分別作混合材和緩凝劑，使水泥中的堿含量穩(wěn)定在0.51%±0.05%，28d抗壓強(qiáng)度在58.0MPa以上。

通過以上分析可知：用現(xiàn)有原料，通過修改配料方案及調(diào)整生產(chǎn)工藝參數(shù)，可以生產(chǎn)出硅酸鹽P·Ⅱ52.5低堿水泥。

表2 方案一

表4 方案三

3 生產(chǎn)實(shí)踐

表6為生產(chǎn)低堿熟料前配料表。

經(jīng)過對低堿熟料近一個(gè)月的試生產(chǎn)，最終生產(chǎn)出了合格的低堿硅酸鹽水泥熟料，抽樣檢測結(jié)果見表7。

高堿熟料在煅燒時(shí)，液相的粘度會降低，雖然粘度降低有利于A礦的生成，但是液相提前出現(xiàn)，物料發(fā)黏形成大塊等會給熟料煅燒帶來巨大的影響。熟料煅燒過程中結(jié)皮、結(jié)塊、堵塞煙室（煙室平均每星期要捅一次），窯內(nèi)結(jié)蛋結(jié)圈及長厚窯皮，黃心料、欠燒料、飛砂嚴(yán)重，熟料fCaO高等問題經(jīng)常出現(xiàn)，熟料高堿也相應(yīng)制約了熟料抗壓強(qiáng)度。

表5 水泥原料表

表6 生產(chǎn)低堿熟料前配料表

表7 熟料主要檢測分析結(jié)果

表8 送檢樣結(jié)果

從表7可以看出，首先，低堿熟料在配生料時(shí)，適當(dāng)提高了AM值，在煅燒時(shí)根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整了SM值，穩(wěn)定了KH值，有利于熟料結(jié)粒而降低高堿對液相粘度的影響，使熟料易燒，從而減少飛砂料。其次，適當(dāng)調(diào)整系統(tǒng)用風(fēng)，提高二次、三次風(fēng)溫，使煤粉的燃燒更加充分，燒成帶熱力更加集中。在煅燒過程中采用薄料快燒，篦冷機(jī)方面采用厚料層操作，以提高二次、三次風(fēng)溫。二次、三次風(fēng)溫的提高，除了有利于煅燒、降低煤耗，同時(shí)還能穩(wěn)定投料量，提高窯的轉(zhuǎn)速，做到薄料快燒。熟料升重90%以上在1 200～1 300g/L，fCaO含量85%能控制在0.8%～1.5%之間，也解決了堿高對熟料28d抗壓強(qiáng)度和與外加劑適應(yīng)性的影響，同時(shí)煅燒過程中，結(jié)皮、結(jié)塊、堵塞、黃心料、欠燒料、飛砂嚴(yán)重、熟料fCaO高等現(xiàn)象減少，提高了熟料質(zhì)量。

進(jìn)行硅酸鹽P·Ⅱ52.5低堿水泥的試生產(chǎn)后，取樣送自治區(qū)質(zhì)檢站進(jìn)行了檢驗(yàn)，結(jié)果見表8。

從表8數(shù)據(jù)可以看出，水泥送樣結(jié)果各項(xiàng)指標(biāo)均符合國標(biāo)要求。

4 分析討論

（1）廢渣制高等級水泥與石灰石磨制水泥的不同

與傳統(tǒng)的石灰石磨制水泥在配料方案上略有不同，廢渣制高等級水泥，熟料三率值要求中KH值、高SM值、中AM值，除在煅燒的熱工制度上略有調(diào)整外，窯的轉(zhuǎn)速要快，達(dá)到“薄料快燒”，其他沒有明顯變化。

（2）廢渣制水泥對水泥性能的影響

從以上試驗(yàn)結(jié)果可以看出，最終生產(chǎn)出的水泥各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到并優(yōu)于國標(biāo)要求，廢渣對水泥各項(xiàng)性能無客觀影響。

5 結(jié)語

（1）將風(fēng)積沙更換為硅石，使熟料易燒，降低了煤耗，增加了熟料臺時(shí)產(chǎn)量，熟料的28d強(qiáng)度值平均在60MPa以上，水泥混合材的摻加量平均提高了5.0%。

（2）廢渣利用率由82.5%提高到92.0%。

（3）水泥、熟料完全符合國標(biāo)要求，使廢渣的利用有了新的起點(diǎn)，提高了市場競爭力，創(chuàng)造了更大的經(jīng)濟(jì)效益。

（4）只要合理有效利用廢渣，完全可以生產(chǎn)出高等級特種水泥?！?/p>

TQ172.44

A

1001-6171（2015）06-0024-03

新疆天業(yè)（集團(tuán)）有限公司，新疆石河子832000；

2015-03-16；編輯：趙蓮