任君艷

（新疆和靜天山水泥有限責(zé)任公司，新疆 和靜 841300）

在水泥生產(chǎn)過(guò)程中，熟料煅燒是重要的環(huán)節(jié)，采用的原物料礦物成分較好的材料，可提升熟料強(qiáng)度，進(jìn)而提升水泥強(qiáng)度。對(duì)原物料礦物質(zhì)成分進(jìn)行分析，可有助于提升熟料煅燒性能，使水泥強(qiáng)度符合使用要求。

一、原料的性能測(cè)試

以硅酸鹽類型水泥進(jìn)行分析，該類型水泥的原料以鈣質(zhì)、硅質(zhì)以及校正等原料為主，每個(gè)原料所對(duì)應(yīng)的生產(chǎn)要求各不相同。硅酸鹽水泥熟料中，鈣質(zhì)原料是重要的組成部分，其中CaO是熟料礦物的代表。對(duì)原料性能進(jìn)行測(cè)試時(shí)，原料的性能包括安定性、不溶物等，在水泥熟料中加入含量小于3%的MgO物質(zhì)，可避免水泥安定性受到影響。而熟料的生產(chǎn)和質(zhì)量影響因素，是由K2O和Na2O物質(zhì)影響，該物質(zhì)具有一定的堿性，在水泥熟料中K2O含量應(yīng)低于1.3%。在對(duì)原料進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，通過(guò)XRF、XRD、不溶物以及熱分析等方法，對(duì)原料的性能進(jìn)行分析。

二、原料不溶物的測(cè)定

選取一線石灰石、二線石灰石、DC砂巖、黃河淤沙以及HF砂巖，對(duì)上述原料進(jìn)行不溶物測(cè)定試驗(yàn)，分析原料中不溶物質(zhì)量分?jǐn)?shù)占比，發(fā)現(xiàn)接近SiO2含量占比。SiO2該物質(zhì)具有穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，在原料中不溶物的主要成分以SiO2物質(zhì)為主。

三、原料的XRD分析

（一）石灰石的XRD分析

通過(guò)XRD圖譜對(duì)一線石灰石和二線石灰石分析進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，每種物質(zhì)內(nèi)CaO特征衍射峰變化可知，二線石灰石要低于一線石灰石，而MgO、SiO2衍射峰測(cè)試結(jié)果相同。

（二）砂巖的XRD分析

對(duì)HF砂巖、DC砂巖以及黃河淤沙，上述三種硅質(zhì)原料進(jìn)行XRD分析，SiO2衍射峰分別對(duì)應(yīng)3.32、42.6、1.02，該衍射峰值證明DC砂巖衍射峰尖銳程度要低于HF砂巖，此時(shí)DC砂巖中SiO2含量是處在較低的水平，采用熒光分析法得到的分析結(jié)果是相同的。在對(duì)MgO衍射峰進(jìn)行測(cè)試發(fā)現(xiàn)，每種硅質(zhì)原料測(cè)試結(jié)果與實(shí)際情況相同。在對(duì)黃河淤沙中SiO2衍射峰進(jìn)行分析時(shí)發(fā)現(xiàn)，衍射峰尖銳程度較高，會(huì)使原料中SiO2呈現(xiàn)較高的結(jié)晶程度，但是會(huì)低于DC砂巖和HF砂巖，相比于XRF分析可知，兩次試驗(yàn)得到的結(jié)果是相同的。

（三）原料的差熱分析

1.石灰石的差熱分析

對(duì)原料的差熱進(jìn)行分析時(shí)，以石灰石為主通過(guò)熱重法進(jìn)行差熱分析，通過(guò)熱重曲線按照微分方法，繪制出熱重微分曲線，可對(duì)石灰石熱分解過(guò)程進(jìn)行充分的分析。

在溫度為787.5℃一線石灰石呈現(xiàn)出最大的反應(yīng)速率，而在827.0℃時(shí)會(huì)完成分解。根據(jù)繪制的熱重曲線可知，在804.6℃時(shí)二線石灰石呈現(xiàn)出最大的反應(yīng)速率，在837.2℃時(shí)會(huì)完成分解。在配制生料時(shí)使用不同硅質(zhì)原料進(jìn)行配制，若溫度在834.2℃時(shí)高硅砂巖呈現(xiàn)出最大的反應(yīng)速率，在831.2℃時(shí)硅砂巖呈現(xiàn)出最大反應(yīng)速率，在845.0℃時(shí)黃河淤沙呈現(xiàn)最大的反應(yīng)速率，對(duì)不同硅質(zhì)原料進(jìn)行煅燒時(shí)，所需的溫度不同都會(huì)影響煅燒過(guò)程。

2.石灰石對(duì)熟料煅燒及性能的影響

對(duì)石灰石進(jìn)行熟料燒制過(guò)程中，該物質(zhì)中氧化鈣含量應(yīng)在45%-48%范圍內(nèi)。在一線和二線石灰石中HF值規(guī)定范圍內(nèi)，一線CaO的含量為49.62%，二線CaO的含量為為48.60%，在對(duì)石灰石熟料進(jìn)行煅燒過(guò)程中，不同品質(zhì)的石灰石會(huì)影響到煅燒及其性能。

3.組成設(shè)計(jì)與配料

在原料配制中加入一線石灰石、HF砂巖、煤矸石以及粉煤等，生產(chǎn)出水泥熟料，此時(shí)一線石灰石HK=0.87、SM=2.6、IM=1.6。若以二線石灰石進(jìn)行原料配制，將每個(gè)使用的原料進(jìn)行編號(hào)，分別為B1、B2、B3、B4，若以平均石灰石進(jìn)行配制時(shí)，編號(hào)分別為C1、C2、C3、C4。

四、熟料煅燒及礦物形成

（一）熟料中f-CaO的含量

將熟料放置在1450℃下環(huán)境內(nèi)進(jìn)行煅燒，此時(shí)熟料燒結(jié)效果聊那個(gè)號(hào)，呈青黑色的餅質(zhì)物質(zhì)，對(duì)不同熟料中測(cè)定f-CaO含量發(fā)現(xiàn)，若KH和SM值呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，f-CaO含量在熟料中的占比增加。以一線石灰石為例，二線石灰石中f-CaO含量較高，在二線石灰石中有較高含量的MgO物質(zhì)。以平均石灰石為例，若將MgO的含量在熟料中的占比控制在低于2%時(shí)，會(huì)使液相粘度降低的同時(shí)，液相表面張力以及數(shù)量會(huì)增加，利于A礦的形成，使熟料的色澤發(fā)生變化。

（二）水泥性能

增強(qiáng)熟料早期強(qiáng)度，應(yīng)提升KH和SM值，在對(duì)三組A、B、C試樣進(jìn)行強(qiáng)度對(duì)比時(shí)發(fā)現(xiàn)，B組強(qiáng)度最小，證明將一線石灰石作為鈣質(zhì)原料進(jìn)行熟料煅燒，可使熟料的強(qiáng)度提升。若采用各50%的一線和二線石灰石配制熟料時(shí)，在28d養(yǎng)護(hù)期內(nèi)熟料強(qiáng)度較高，此時(shí)水泥性能最為明顯。使用一線石灰石配制水泥熟料，熟料中含有低于1%的MgO，此時(shí)進(jìn)行熟料煅燒時(shí)，可降低煅燒溫度和液相粘度，提升液相數(shù)量，使熟料的燒成以及礦物形成更加迅速。

五、硅質(zhì)原料對(duì)熟料煅燒及性能的影響

以硅質(zhì)原料進(jìn)行熟料燒制時(shí)，分別對(duì)HF砂巖、DC砂巖以及黃河淤沙作為原料進(jìn)行熟料煅燒時(shí)進(jìn)行分析，同時(shí)對(duì)影響的性能因素進(jìn)行研究。

（一）組成設(shè)計(jì)與配料

將平均石灰石、HF砂巖、煤矸石以及粉煤作為原料進(jìn)行熟料配制，設(shè) 定KH=0.87、0.90、0.93，SM=2.6，IM=1.6， 和KH=0.90，IM=1.6，SM=2.8，將編號(hào)設(shè)定為C1-C4。若將原料配制成平均石灰石、DC砂巖、煤矸石以及粉煤時(shí)，在設(shè)定的率值下將編號(hào)設(shè)定為D1-D4。若以平均石灰石、HF砂巖、黃河淤沙以及粉煤進(jìn)行熟料配制時(shí)，不同率值下設(shè)定編號(hào)為E1-E4。

（二）熟料煅燒及礦物形成，熟料中f-CaO的含量物料

將熟料進(jìn)行1450℃高溫煅燒，對(duì)此刻試樣中f-CaO含量進(jìn)行測(cè)定發(fā)現(xiàn)，KH和SM值增加時(shí)f-CaO含量也會(huì)提升，此次試驗(yàn)結(jié)果與前期試驗(yàn)相同。對(duì)DC砂巖配制的熟料進(jìn)行煅燒，f-CaO含量會(huì)低于HF砂巖含量，而采用黃河淤沙配制熟料進(jìn)行煅燒，f-CaO會(huì)明顯提升，此時(shí)生料的易燒性能會(huì)降低。

熟料早期強(qiáng)度會(huì)隨KH和SM值升高而升高，在對(duì)C1-C4試樣進(jìn)行試驗(yàn)對(duì)比后發(fā)現(xiàn)，C1組強(qiáng)度低于C2組5.69MPa，而C3高于C21.62MPa，C4高于C21.87MPa，以HF砂巖為原料進(jìn)行熟料配制，在KH=0.09時(shí)，熟料早期強(qiáng)度會(huì)明顯提升。而黃河淤沙作為原料進(jìn)行熟料配制時(shí)，其中堿性物質(zhì)含量提升，會(huì)增加液相粘度，同時(shí)使f-CaO吸收和C3S形成受到影響，熟料早期強(qiáng)度因此會(huì)大幅度下降。

六、飽和比對(duì)熟料煅燒及性能的影響

對(duì)石灰石飽和比進(jìn)行分析時(shí)，由于水泥熟料中CaO含量降低，會(huì)減少飽和酸性氧化對(duì)CaO含量的需求。在熟料中KH值對(duì)原料中CaO飽和程度有明顯的影響，對(duì)熟料煅燒以及性能的影響較大。

總結(jié)：

綜上所述，在對(duì)熟料煅燒以及性能影響因素進(jìn)行分析時(shí)發(fā)現(xiàn)，原物料礦物成分含量對(duì)其影響較大。在試驗(yàn)中對(duì)一線、二線石灰石硅質(zhì)原料進(jìn)行熟料配制研究發(fā)現(xiàn)，若以二線石灰石作為熟料原料，應(yīng)提升煅燒溫度可獲得良好的水泥熟料。若以DC砂巖為原料進(jìn)行熟料配制，應(yīng)使配料率KH=0.9、SM=2.6、IM=1.6，可提升熟料性能。