利用廢渣生產(chǎn)低堿熟料

韓紅政， 邢 飛

駐馬店豫龍同力水泥有限公司（463000）

駐馬店市豫龍同力水泥有限公司是一條日產(chǎn)5000噸水泥熟料生產(chǎn)線水泥企業(yè),2008年11月我公司與石武客專鐵路專線簽定了《供應(yīng)80萬噸低堿水泥的合同》，按照《合同》的要求，結(jié)合當(dāng)?shù)鼗旌喜馁Y源情況若達(dá)到《合同》約定的各項質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求，需要堿含量應(yīng)在0.60以下低堿熟料，才能生產(chǎn)出符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求的低堿水泥。我公司熟料中的堿含量多在0.75以上,不能滿足高鐵低堿水泥的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。針對這種情況公司成立了專門研究小組，進(jìn)行技術(shù)研究和攻關(guān)，小組結(jié)合周邊原材料的實際情況，利用尾礦廢渣和粉煤灰提供硅鋁質(zhì)校正原料,設(shè)計出低堿熟料的生產(chǎn)方案，對方案進(jìn)行優(yōu)化和試生產(chǎn)，取得了預(yù)期的效果，自2009年1月已生產(chǎn)出低堿熟料200萬噸,優(yōu)質(zhì)的低堿42.5水泥100萬噸,應(yīng)用到石武客專高速鐵路建設(shè)中，熟料和水泥質(zhì)量穩(wěn)定，在使用單位抽查檢驗中，水泥各項質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)達(dá)到要求。

1 熟料的技術(shù)要求和生料配料試生產(chǎn)

1.1 低堿熟料的技術(shù)要求

熟料技術(shù)要求除滿足JC/T853—2008硅酸鹽水泥熟料的相關(guān)規(guī)定外，還應(yīng)滿足“熟料中C3A的含量在非氯鹽的環(huán)境下≤8%（按水泥化學(xué)分析方法GB176驗算計算求得）”的規(guī)定。

1.2 低堿熟料的生產(chǎn)思路和方案

控制熟料中的堿含量,首先要控制用于水泥生產(chǎn)的原燃材料的堿含量，因粉煤灰中堿含量低，我們決定用粉煤灰提供水泥熟料中的硅鋁質(zhì)校正原料，進(jìn)行生料配料，降低熟料中的有害成分堿，以滿足低堿熟料堿含量小于0.60的要求；尾礦碎屑中SiO2含量偏高、Al2O3含量偏低，以此來彌補(bǔ)粉煤灰代替配料SiO2偏低、Al2O3偏高的不足的影響。我們結(jié)合我公司原燃材料的品質(zhì)情況，用石灰石、粉煤灰、尾礦碎屑、轉(zhuǎn)爐渣進(jìn)行配料方案的設(shè)計,同時選擇灰分中堿含量低的煤作為熟料煅燒的燃料,以降低煤灰中的堿對低堿熟料生產(chǎn)的影響，考慮C3A≤8%的要求，我們設(shè)計了中鐵低鋁、中飽和比、高硅率、低鋁氧鋁的配料方案通過理論試配和試生產(chǎn)，能達(dá)到我們的低堿熟料的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。試配方案如表1所示。

表1 原材料成分

表2 煤工業(yè)分析及單位熟料熱耗

表3 原料配比生料化學(xué)成份及率值

表4 熟料的化學(xué)成份、率值和礦物成分

2 配料方案的確定和試生產(chǎn)

2008年11 月我們采用以上配料方案,利用石灰石、粉煤灰、尾礦碎屑和轉(zhuǎn)爐渣四組份配料進(jìn)行了試生產(chǎn)，通過3天的穩(wěn)定生產(chǎn)，用以上配料方案配制的生料有較好的易燒性，用粉煤灰、尾礦碎屑配料，原料易磨性好，生產(chǎn)時產(chǎn)量提高15%，熟料熱耗減低，熟料質(zhì)量和窯產(chǎn)量顯著提高，熟料28天強(qiáng)度提高2MPa。生產(chǎn)的熟料質(zhì)量如表5所示。

表5 生產(chǎn)的熟料質(zhì)量

3 生產(chǎn)中存在的問題及解決的辦法

1）使用粉煤灰和碎屑代替黏土配料，由于粉煤灰在磨內(nèi)風(fēng)化快、流動性較好、碎屑粒度小、原料易磨性好，造成磨內(nèi)研磨料層顆粒級配發(fā)生變化，導(dǎo)致級配平衡的破壞，造成料層韌性和剛性的削弱，料層的穩(wěn)定性變差；生料在粉磨過程中料層不好穩(wěn)定，引發(fā)磨與磨盤的相對滑動，導(dǎo)致立磨的振動。針對這種情況我們采取降低出口濕度，加大噴水量，要求中控操作員操作時以保證料層的穩(wěn)定和壓差的穩(wěn)定為中心，使振動情況明顯轉(zhuǎn)好。

2）因粉煤灰中含有部分未燃盡的炭粒和少量粗顆粒的爐渣，粉煤灰中的可燃成分在C3、C4筒處易燃燒，造成旋風(fēng)筒內(nèi)局部高溫，致使液相提前出現(xiàn)，造成結(jié)皮、堵塞。為此，我們將操作參數(shù)從新進(jìn)行了優(yōu)化,合理控制各項操作參數(shù)和下料量；同時加強(qiáng)現(xiàn)場崗位巡檢，增加捅料口，將結(jié)皮及時清除,有效地減少了C3、C4筒錐部的結(jié)皮、堵塞事故的發(fā)生。

3）粉煤灰配料生料的易燒性得到改善，粉煤灰中可燃成分的燃燒提供了一定的熱量,熟料燒成熱耗顯著降低，窯內(nèi)液相形成溫度降低，增寬了熟料燒成范圍，但因粉煤灰中鋁含量較高易形成長厚的窯皮，影響窯內(nèi)的通風(fēng)，增加回轉(zhuǎn)窯的負(fù)荷。因此在操作時我們采取了提高煤粉熱值，降低煤粉灰分和細(xì)度，降低窯尾溫度，提高窯轉(zhuǎn)速，采用薄料快燒等措施，效果顯著。停機(jī)時觀察，窯皮平整，長短厚薄適宜，與窯磚結(jié)合非常致密，大大提高了回轉(zhuǎn)窯的穩(wěn)定運行和操作。

4 經(jīng)濟(jì)效益及社會效益

1）用粉煤灰和尾礦碎屑配料，入磨物料的粒度降低，易磨性提高，磨機(jī)臺時產(chǎn)量由390噸提高到450噸，生料電耗大幅度下降。

2）用粉煤灰、尾礦碎屑配料，熟料的熱耗顯著降低，標(biāo)準(zhǔn)煤耗降低了2.0kg/t。熟料電耗降低了3kWh/t，按我公司年生產(chǎn)190萬噸熟料計算,每年可為公司節(jié)約電費260萬元，節(jié)約煤款280萬元。

3）利用粉煤灰和尾礦碎屑作主要原料配料還獲得國家免稅的優(yōu)惠政策。

4）改善了回轉(zhuǎn)窯內(nèi)燒成帶的煅燒制度，促進(jìn)了熟料質(zhì)量的提高，熟料強(qiáng)度與去年同期相比提高了2～3MPa，水泥中混合材摻加量提高了3%，每噸水泥生產(chǎn)成本降低了2.8元。按我公司年生產(chǎn)水泥260萬噸水泥計算,每年可為公司降低生產(chǎn)成本728萬元。

5）利用粉煤灰配料生產(chǎn)低堿熟料，合理利用這些廢渣，提高了廢物的利用率，節(jié)約了大量土地，減小了環(huán)境污染，具有顯著的社會效益。

5 結(jié)束語

我公司自2009年1月開始,用粉煤灰和碎屑按一定比例四組分配料生產(chǎn)低堿熟料，至2009年底已累計生產(chǎn)低堿熟料190多萬噸，生產(chǎn)出的熟料堿含量、C3A和各項質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)均滿足《JC/T853-2008硅酸鹽水泥熟料》和《合同》的相關(guān)規(guī)定，生料磨、窯，水泥立磨的產(chǎn)量均有顯著提高，用低堿熟料生產(chǎn)的低堿水泥大批量的用在石武客專高速鐵路的建設(shè)，水泥質(zhì)量穩(wěn)定，與減水劑相容性好，受到廣大客戶的一致好評。