劉永明

（山西職業(yè)技術(shù)學院 山西省 太原市 030006 ）

多種工業(yè)廢渣混摻生產(chǎn)熟料的試驗研究

劉永明

（山西職業(yè)技術(shù)學院 山西省 太原市 030006 ）

0 引言

為落實國家關(guān)于“加強能源資源節(jié)約和生態(tài)環(huán)境保護，增強可持續(xù)發(fā)展的能力。深入貫徹全面協(xié)調(diào)、可持續(xù)的科學發(fā)展觀，符合人與自然和諧發(fā)展要求的新型水泥工業(yè)化發(fā)展道路”。山西職業(yè)技術(shù)學院（以下簡稱：我院）與某水泥公司進行“校企合作”，進一步拓展思路，積極組織科研部門進行技術(shù)攻關(guān)，經(jīng)考察、分析和論證，最后確定用多種工業(yè)廢渣混摻配料生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水泥熟料的可行性，取得了很大的突破。

1 廢渣特性分析

1.1磁鐵尾礦

磁鐵尾礦是磁鐵礦原礦石破碎以后經(jīng)兩次磁選后余下的尾礦廢料。原礦磁選后約50%做為尾礦廢石料、其礦源豐富，現(xiàn)該礦區(qū)磁鐵尾礦儲量約50萬噸左右。從其化學成分來看：質(zhì)量較為穩(wěn)定、可兼做鋁、鐵質(zhì)校正原料使用；從礦石的解理結(jié)構(gòu)來看：分層、質(zhì)軟、結(jié)構(gòu)力弱，理論上活性好、分解點、熔點低，易燒性相對要好?；瘜W成分見表1。

表1：磁鐵尾礦的化學成分 （%）

1.2銅渣

銅渣為冶煉銅時排出的工業(yè)廢渣。出爐后經(jīng)水淬急冷，為深黑色顆粒，粒度細小均齊，粒徑多為2～5mm ，其物理吸附水分為1.0%，松散容重為1550g/L。

銅渣中的鐵元素主要以Fe2+的形式存在，同時還含有部分CuO及微量組分，主要化學成分見表2。

表2：銅渣化學成分

1.3粉煤灰

粉煤灰為某余熱電廠干排灰，其礦物主要有玻璃相、石英、莫來石等。一般0.08mm細度5.0%以下，燒失量平均在7.5%，松散容重為600g/L?；瘜W成分見

2 方案設(shè)計

2.1配料組分

設(shè)計用石灰石、磁鐵尾礦、粉煤灰、粉砂巖、銅渣五組分單獨配料，取代原混合料（石灰石與黏土預配料）、粉煤灰、硅砂、鐵粉的傳統(tǒng)配料方式，確保各組分單獨計量，確保配料穩(wěn)定。

2.2率值設(shè)定

考慮到本試驗方案中采用大量的尾礦、廢渣配料，熟料燒成的共熔溫度降低，同時由于大量微量元素的引入、在水泥熟料的礦物形成過程中起到一種“晶種”的作用，誘導晶體礦物的形成，改善了生料的易燒性。 故本方案適當?shù)奶岣吡斯杷猁}礦物的含量，提高生料的耐火性.熟料率值控制如下：KH：0.920±0.02； SM：2.60±0.1；AM：1.3±0.1。

2.3方案評估

2.3.1 磁鐵尾礦和銅渣均為工業(yè)廢棄物，占地面積大，污染環(huán)境和水源，大量的利用此工業(yè)廢渣用于水泥熟料生產(chǎn)不僅節(jié)能環(huán)保、利國利民，而且可享受國家的增值稅返還優(yōu)惠政策；

2.3.2 磁鐵尾礦的平均粒度小于60mm、無須再破碎，節(jié)省黏土的破碎工序成本；

2.3.3 磁鐵尾礦的平均水分小于5.0%、比黏土的水分小10%左右，便于露天存儲和堆放，同時還可避免雨季的粘倉、掛壁、堵料等生產(chǎn)弊端；

2.3.4 銅渣中含有大量的氧化亞鐵及部分氧化銅、生料的易燒性好，燒成熱耗降低，便于提高窯臺時產(chǎn)量；

2.3.5 銅渣、粉煤灰的粒徑細小均齊，成分均一，且含有大量的玻璃體微珠，具有“滾珠效應”，下料順暢、計量穩(wěn)定；

2.3.6 銅渣的相對易磨性比鐵粉要差，但考慮其配料比例僅為1%左右，原則上不會影響生料立磨的產(chǎn)量，具體情況尚需在實際生產(chǎn)中驗證。

3 生產(chǎn)試驗

3.1存在的主要問題及改進措施

3.1.1、立磨系統(tǒng)

生料立磨粉磨系統(tǒng)運行平穩(wěn)，磨機臺時產(chǎn)量平均在249t/h,未因銅渣的易磨性差而導致立磨產(chǎn)量降低。

3.1.2 預熱器系統(tǒng)

使用磁鐵尾礦、粉煤灰及銅渣配料后預熱器系統(tǒng)頻繁出現(xiàn)塌料現(xiàn)象，同時分解爐煙室結(jié)皮現(xiàn)象嚴重。分析其主要原因是由于尾礦、工業(yè)廢渣中含有大量的玻璃體及氧化亞鐵，導致共熔溫度降低[3]液相提前出現(xiàn)，料子發(fā)粘，易“掛片”、結(jié)皮。當結(jié)皮嚴重人工清捅時，大塊的結(jié)皮塌落堵在分解爐縮口處導致堵料.主要采取了以下措施：

⑴ 考慮到生料的易燒性好，放粗出磨生料0.08mm篩余的細度從10%放寬到15%，增加料子的分散度。

⑵ 優(yōu)化操作參數(shù)，降低分解爐溫度約30℃（實際控制860±10℃，并提高窯速為3.6 r/min、薄料快轉(zhuǎn)。

通過采取以上措施，生產(chǎn)逐漸趨于正常，操作控制參數(shù)對比見表7。

3.2熟料性能

經(jīng)過一個多月時間的生產(chǎn)實踐和摸索，用磁鐵尾礦和銅渣、粉煤灰爐渣等多種工業(yè)廢渣多摻配料取得了重大成功和突破。熟料結(jié)粒好、升重高，窯上煅燒良好，火焰明亮，無飛砂、堵料、結(jié)皮等工藝事故。,熟料的化學成分、礦物組成、物理性能全部滿足GB/T21372-2008的技術(shù)要求。

4 生產(chǎn)結(jié)論

4.1生料的易燒性好，煤耗降低，窯臺時產(chǎn)量提高6噸/小時；

4.2熟料結(jié)粒好、煅燒致密，需水量相對下降，便于改善水泥性能；同時實現(xiàn)了清潔生產(chǎn)、節(jié)能環(huán)保。

5 效益分析

5.1社會效益：廢物利用、利國利民。

用磁鐵尾礦配料不但具有環(huán)保性，而且可以節(jié)約大量的黏土礦產(chǎn)資源。對于2500t/d新型干法窯生產(chǎn)線，利用尾礦配料煅燒水泥熟料，每年可節(jié)約黏土資源約8萬噸左右。

5.2經(jīng)濟效益：優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗.

⑴從熟料產(chǎn)量來看：窯臺時產(chǎn)量平均提高6噸，則三條窯每年多生產(chǎn)熟料約15萬噸，至少多贏利750萬元。

⑵從燒成煤耗來看：噸熟料的燒成標煤耗平均下降3.7千克，熟料按年產(chǎn)280萬噸計算，相當于年節(jié)約標煤1.0萬噸，平均煤價按720元/噸計算，則年節(jié)約資金約720萬元；同時還可申報享受國家財政部、國家發(fā)改委聯(lián)合印發(fā)的《節(jié)能技術(shù)改造財政獎勵資金管理暫行辦法》中“節(jié)能工程中的節(jié)能量超過1萬噸標煤的企業(yè)給予獎勵”的獎勵基金。

⑶磁鐵尾礦無須破碎，年節(jié)約人工、機具、設(shè)備電耗、折舊磨損等費用約210萬元。

6 結(jié)束語

通過優(yōu)化配料方案和強化工序質(zhì)量控制，加強工藝管理等手段可以用磁鐵尾礦、銅渣、粉煤灰等多種工業(yè)廢渣生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)環(huán)保水泥熟料。同時用尾礦等工業(yè)廢渣配料生產(chǎn)水泥熟料利于生態(tài)建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展，是切實可行的資源綜合利用、變廢為寶的推廣項目。

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1007-6344（2017）05-0003-01