如何識別和處理運(yùn)行中的窯磨軸瓦發(fā)熱現(xiàn)象

呂培林鄭用琦

（1.桐鄉(xiāng)河山南方水泥有限公司，桐鄉(xiāng)314510 2.武漢理工大學(xué)回轉(zhuǎn)窯管理技術(shù)研究中心，武昌430070）

從原料礦物結(jié)構(gòu)式分析節(jié)能因素（上）

傅圣勇來正新秦至剛

如何識別和處理運(yùn)行中的窯磨軸瓦發(fā)熱現(xiàn)象

呂培林1鄭用琦2

（1.桐鄉(xiāng)河山南方水泥有限公司，桐鄉(xiāng)314510 2.武漢理工大學(xué)回轉(zhuǎn)窯管理技術(shù)研究中心，武昌430070）

生產(chǎn)運(yùn)行中的回轉(zhuǎn)窯和管磨機(jī)軸瓦發(fā)熱是很常見的現(xiàn)象。通過對窯磨軸瓦出現(xiàn)的各種發(fā)熱現(xiàn)象深入分析，提出了一系列窯磨在運(yùn)行中預(yù)防和處理發(fā)熱現(xiàn)象的新觀點(diǎn)新方法，為企業(yè)設(shè)備管理技術(shù)人員提供了識別正誤方法的尺度。

識別處理窯磨軸瓦發(fā)熱

在水泥生產(chǎn)過程中引起回轉(zhuǎn)窯和管式磨機(jī)軸瓦發(fā)熱的原因有很多,若以設(shè)備管理工程技術(shù)學(xué)科門類的設(shè)備現(xiàn)代綜合管理理念來分析，則將貫穿于設(shè)備的規(guī)劃、設(shè)計、制造、驗(yàn)收、安裝、使用、維護(hù)、維修等全過程的管理之中。本文所說的窯、磨軸瓦發(fā)熱是指除上述情況之外，即生產(chǎn)運(yùn)行過程中因工藝管理原因?qū)е麓騺y了窯、磨均衡穩(wěn)定運(yùn)行而產(chǎn)生的軸瓦發(fā)熱，即運(yùn)行中的軸瓦發(fā)熱現(xiàn)象，是生產(chǎn)過程中常見的現(xiàn)象，也是企業(yè)比較關(guān)注的問題。

1 回轉(zhuǎn)窯在運(yùn)行中的托輪軸瓦發(fā)熱

當(dāng)窯的工藝操作出現(xiàn)異常情況時易引起軸瓦發(fā)熱，如：配料成分波動、噴煤管位置不當(dāng)、預(yù)熱器局部堵塞和來料不勻等原因?qū)е赂G皮的厚薄不均，使窯筒體在徑向或軸向溫差過大、筒體局部發(fā)生變形而使托輪受力不均等情況引起軸瓦發(fā)熱，即為運(yùn)行中的軸瓦發(fā)熱。

長期以來，工藝操作者往往有只注重熟料產(chǎn)量和質(zhì)量的習(xí)慣，而不太重視對窯皮的保護(hù)和防范，保持它的均勻性和牢固程度，并認(rèn)為掉窯皮是不可避免的事，只要熟料質(zhì)量不受影響而無關(guān)緊要。有時則恰恰相反，由于不關(guān)注對窯皮的保護(hù)，會使窯皮在軸向或徑向，或二者并存的窯皮不均勻現(xiàn)象時有發(fā)生。窯皮的厚薄不均勻，會使得窯筒體沿軸向和徑向發(fā)生不均勻的膨脹和收縮，從而破壞了窯中心線的直線度。尤其在窯頭和中間兩檔輪帶的筒體上出現(xiàn)這種狀況更應(yīng)值得關(guān)注和警惕，因?yàn)樗鼘苯訉?dǎo)致托輪受力狀態(tài)的變化，引起軸瓦發(fā)熱。

由于配料成份的波動、預(yù)熱器局部堵塞、來料不均、噴煤管位置不當(dāng)?shù)仍驎苋菀资垢G皮出現(xiàn)不均勻的狀況，這一觀點(diǎn)大多數(shù)有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)管理人員都會認(rèn)同。當(dāng)出現(xiàn)這種情況若不及時調(diào)整和采取措施，隨著時間的延續(xù)，托輪軸與瓦之間的受力不均會導(dǎo)致油隙變小，油膜破壞，軸瓦開始發(fā)熱，軸和瓦處在無油的干摩擦狀態(tài)中很快就會傷軸拉瓦，甚至發(fā)生一系列更嚴(yán)重的事故。

2 磨機(jī)在運(yùn)行中的軸瓦發(fā)熱

磨機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，中空軸軸頸和主軸承球形瓦之間，不可避免地要產(chǎn)生摩擦、磨損和發(fā)熱，且消耗一部分動力，即摩擦功耗。為了減少摩擦功耗、降低磨損速度、緩和沖擊和控制球面瓦溫度，必須保證軸和瓦之間良好的潤滑狀態(tài)，以便提高磨機(jī)的工作效率和使用壽命。磨機(jī)軸瓦因潤滑不良等機(jī)械方面原因，會造成軸瓦發(fā)熱以致燒瓦，甚至導(dǎo)致中空軸軸頸磨損的重大事故。排除磨機(jī)因安裝過程中軸瓦研刮不當(dāng)，軸肩預(yù)留間隙過大或過小以及平衡不當(dāng)?shù)仍蛞鸬妮S瓦發(fā)熱，尤其在安裝后的試生產(chǎn)期間表現(xiàn)突出，這類情況因?yàn)樵蛎鞔_，可作有針對性的處理，故本文不作討論。

當(dāng)磨機(jī)喂入物料的溫度、產(chǎn)量和通風(fēng)情況變化時會引起磨尾軸瓦溫度的變化，且開流磨比閉流磨表現(xiàn)更為明顯。在磨頭若是稀油站供油潤滑冷卻系統(tǒng)正常，中空軸的油膜形成狀況良好，而中空軸表面溫度偏高，水泥磨一般是由于喂入熟料的溫度較高，風(fēng)掃磨和中卸磨則是入磨熱風(fēng)風(fēng)溫較高，或是喂入物料相對偏少所致。若是稀油站供油潤滑冷卻系統(tǒng)不正常，供油系統(tǒng)壓力偏低導(dǎo)致供油量不足；或是油冷卻器冷卻效果不好，導(dǎo)致進(jìn)出潤滑油溫差偏小，也會使軸瓦溫度升高。在磨尾除了與磨頭存在相似的情況之外，磨內(nèi)隔倉板或篩板堵塞或喂料過多接近飽磨的情況下使磨內(nèi)溫度升高而導(dǎo)致軸瓦發(fā)熱。尤其在夏季環(huán)境溫度高引起物料溫度、入口風(fēng)溫和循環(huán)冷卻水的溫度相應(yīng)升高，使軸瓦發(fā)熱的機(jī)會將相應(yīng)增大。磨尾中空軸表面溫度一般靠近磨筒體一端偏高，一般是由于中空軸與筒體接合部隔熱效果相對較差引起的。

3 回轉(zhuǎn)窯托輪軸瓦發(fā)熱的預(yù)防處理

在回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行管理和維護(hù)中對偶然出現(xiàn)的軸瓦發(fā)熱現(xiàn)象如何正確處理，它不僅關(guān)系到如何緩解設(shè)備存在的問題，還關(guān)系到設(shè)備長期安全運(yùn)行問題，故處理方法正確與否至關(guān)重要。

3.1 幾種不宜采用的處理方法

往軸瓦上注水來處理軸瓦發(fā)熱的方法起源于上世紀(jì)六、七十年代濕法窯和半干法窯上，當(dāng)時的技術(shù)水平相對落后，瓦口接觸角都為60～70°左右，有的甚至到90°。由于接觸角過大，軸瓦一旦發(fā)熱，極易發(fā)生瓦將軸抱緊抱死，發(fā)生傷軸并與瓦融為一體的嚴(yán)重事故。為了在軸瓦發(fā)熱時首先保護(hù)軸，不得已采取棄瓦保軸的辦法。當(dāng)發(fā)現(xiàn)軸瓦發(fā)熱的情況時，常常先將窯停下來，隨后往軸和瓦上注水使瓦口張開，事后再頂窯換瓦；也有的不停窯，注水的同時讓窯繼續(xù)運(yùn)行。因注水后軸瓦之間原本僅存少量的油膜已遭到破壞，在無油膜的狀態(tài)下運(yùn)行僅可降溫，避免瓦不抱軸的現(xiàn)象出現(xiàn)，但不能減小軸與瓦之間的摩擦，若不換瓦將給以后的再度發(fā)熱留下隱患。以上的處理方法在六、七十年代是屢見不鮮習(xí)以為常的，后隨著國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，逐步認(rèn)識到這種方法的弊端而被否定，已不再被推崇使用。在九十年代以來的新型干法窯上，軸瓦瓦口接觸角的大小隨著技術(shù)的進(jìn)步已發(fā)生改變,由原來60～70°的接觸角發(fā)展為30°，油膜的生成狀況得到明顯的改善和提高，軸瓦發(fā)熱后的瓦抱軸現(xiàn)象已大為減少，在軸瓦發(fā)熱時往里注水的方法已逐漸消失。但仍有少數(shù)企業(yè)及個別安裝公司在生產(chǎn)調(diào)試期間遇到軸瓦發(fā)熱時仍有向軸承座內(nèi)注水的習(xí)慣，對于當(dāng)前新型干法窯來說這類方法是有害的。

使用含有石墨或二硫化鉬等固體外加劑的潤滑油可能會暫時緩解發(fā)熱狀況,但也會留下禍根,因?yàn)橥饧觿┑墓腆w殘留物和油臘混合后，會在軸瓦接合部入口縫隙邊緣形成一道稠狀不規(guī)則的堤壩，擋住潤滑油正常通過，影響油膜生成的均勻性，也給軸瓦以后再度發(fā)熱留下了隱患。八十年代石化行業(yè)的某潤滑研究機(jī)構(gòu)，在中小水泥和化工企業(yè)的磨機(jī)軸瓦上推廣使用二硫化鉬潤滑脂，不到兩年時間其弊端逐步顯現(xiàn)出來，其主要原因是油膜形成的均勻性不如潤滑油好，對軸瓦的長期安全運(yùn)行不利而被停止推廣使用。

在沒有準(zhǔn)確判斷出引起托輪軸瓦發(fā)熱的原因之前，不要輕易調(diào)動托輪位置，經(jīng)過觀察分析若確因工藝上原因使筒體局部溫度偏高而產(chǎn)生了變形，致使托輪受力狀況發(fā)生變化而引起的軸瓦發(fā)熱，在工藝上應(yīng)盡快調(diào)整操作方案，讓托輪受力狀況恢復(fù)正常，會使處理軸瓦發(fā)熱的時間大大縮短。上世紀(jì)六十年代有一種習(xí)慣的作法是在軸瓦發(fā)熱時，事先就考慮調(diào)動托輪位置，以改變或減輕托輪的受力狀態(tài)，待軸瓦溫度降下來后再回復(fù)到原來的位置。其實(shí)不然，一般托輪在經(jīng)過幾次調(diào)動后再調(diào)回原位是不太可能的，即使通過調(diào)動托輪溫度會暫時下降，當(dāng)窯工藝恢復(fù)正常窯筒體的變形消失后，有可能導(dǎo)致下一輪軸瓦發(fā)熱現(xiàn)象開始，長此以往會增大窯兩線不平行程度，給今后的正常維護(hù)和管理增加難度。

現(xiàn)在新型干法窯也采用調(diào)整托輪的方法來處理軸瓦發(fā)熱現(xiàn)象更是不可取的，發(fā)熱軸瓦的托輪調(diào)動后在某一時間段受力狀況有可能會得到緩解，但調(diào)整后的托輪在它適應(yīng)了新的位置后，在短時間內(nèi)不可能使其恢復(fù)原狀態(tài)，隨著托輪調(diào)整次數(shù)的增多，即使做了詳細(xì)的調(diào)整筆錄也難以使其再調(diào)回到原位，因原位是窯中心線呈直線的位置。每次調(diào)進(jìn)或調(diào)退時絲桿旋動的角位移與軸承座位移量不一定相符，在調(diào)進(jìn)時因托輪需克服窯的重載和相應(yīng)的摩擦阻力，使得軸承座部件會儲存部分能量而暫緩釋放，隨著窯體的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動可能會逐漸釋放，也有可能繼續(xù)儲存延緩釋放或不釋放，在釋放中會使軸承座悄然發(fā)生位移，其位移量難以估量，這就是托輪調(diào)退后很難調(diào)進(jìn)回復(fù)原位的原因。托輪在經(jīng)過數(shù)次調(diào)整后，窯中心線的直線度必然會引起變化，如此反復(fù)，托輪受力的均勻性狀態(tài)也必然會受到破壞。托輪軸瓦徑面和端面的發(fā)熱現(xiàn)象增多亦成必然。所以習(xí)慣性以調(diào)動托輪位置來處理軸瓦發(fā)熱的方法是不提倡的。

3.2 正確適宜的處理方法

在八十年代后期，國外水泥界就采用先進(jìn)合理的體外油循環(huán)冷卻方法來處理軸瓦發(fā)熱現(xiàn)象，并逐步被大多數(shù)同行所認(rèn)可并采用。國內(nèi)不少企業(yè)也采取澆淋低溫潤滑油來處理軸瓦發(fā)熱現(xiàn)象，并取得很好的效果。近年來國內(nèi)的某科研部門為了配合這種處理方法的推廣實(shí)施，研制出一種空氣能量分離器的冷風(fēng)生成專利技術(shù)，這種能量分離器能產(chǎn)生0.2MPa壓力，0～15℃的低溫氣體，在處理和預(yù)防軸瓦發(fā)熱過程中發(fā)揮了很大的作用。

采用這種空氣能量分離器的使用方法是：當(dāng)發(fā)現(xiàn)托輪軸瓦有發(fā)熱的趨勢或已經(jīng)發(fā)現(xiàn)軸瓦溫度很高時，將窯速降低到2/3，喂料量也減少到2/3左右；同時迅速將平時庫存預(yù)留的同類型、高粘度、低溫潤滑油通過靠近輪帶一方的軸承座觀察孔向軸上不間斷地澆淋；卸下軸承座油位顯示器同時放出熱油；使用的潤滑油溫度應(yīng)盡可能的低一些，因?yàn)榇藭r軸瓦溫度都很高，油膜已經(jīng)被破壞，采用的油溫越低，油膜的恢復(fù)和持續(xù)的時間將會越長，對冷卻和降低軸瓦溫度也將會更加有利；并將上述的能量分離器的出風(fēng)管通過軸承座端部小端蓋口對準(zhǔn)托輪軸端部中心，使低溫氣流吹向軸的中心，由于軸的中心是全軸徑向溫度最高的部位，抑制住了中心溫度的上升，全軸的溫度以及瓦溫和油溫就會明顯下降。在整個處理過程中，軸承座內(nèi)潤滑油的溫度會經(jīng)歷三個時間段，即：高溫持續(xù)階段——溫度下降階段——正常溫度穩(wěn)定階段。經(jīng)過不少企業(yè)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，該種方法不僅可以迅速降溫，還可以使被破壞的油膜迅速得到恢復(fù)。

以上是使用冷油處理方法上的創(chuàng)新，采用低溫潤滑油澆淋或注入的處理方法，能降低油溫，保持油的原有粘度，使摩擦副之間油膜不斷產(chǎn)生?？傊?無論采取怎樣的方法處理托輪軸瓦發(fā)熱現(xiàn)象，都應(yīng)遵循保證窯設(shè)備能保持長期安全運(yùn)轉(zhuǎn)、符合機(jī)械設(shè)備摩擦與潤滑機(jī)理和窯兩線保持平行的三個基本原則，任何看似有效而違背這一規(guī)律的方法都是不可取的。

4 磨機(jī)軸瓦發(fā)熱的預(yù)防處理

磨機(jī)軸瓦發(fā)熱后潤滑油溫度將逐漸升高，在中空軸軸頸外表面極易形成粘有巴氏合金的條痕，條痕最深可達(dá)2mm左右，且疏密不均使軸頸表面的光潔度下降，使瓦面接觸點(diǎn)受剪應(yīng)力作用而引起大面積拉傷破壞，巴氏合金顆粒粘貼在中空軸軸頸表面，隨中空軸轉(zhuǎn)到上部與冷潤滑油相遇并被冷處理，從而提高了硬度，當(dāng)其隨中空軸轉(zhuǎn)到下方時，就將瓦面再次拉傷，反復(fù)出現(xiàn)間距不等的條狀痕跡。同時，粘有巴氏合金顆粒的中空軸經(jīng)循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)摩擦后，潤滑油溫度逐漸升高。出現(xiàn)這種情況的處理方法是應(yīng)將軸瓦拉出，重新刮研瓦面，條痕過深處，還應(yīng)補(bǔ)焊同質(zhì)巴氏合金。如果軸瓦磨損嚴(yán)重，軸瓦及中空軸的間隙大，這時應(yīng)該重新在瓦上澆注巴氏合金并加工后安裝使用。

有時軸瓦一端出現(xiàn)高溫。其原因有可能是由于球面瓦座調(diào)整不靈活，使瓦面與中空軸軸頸小面積接觸、靜載荷變大造成的。這種情況應(yīng)將磨機(jī)筒體頂起，檢查球面瓦瓦背與瓦座的接觸情況，必要時應(yīng)重新研磨瓦座和瓦背，使其調(diào)心自如。同時重新刮研瓦面，將氧化層徹底刮掉，并用油石磨光中空軸軸頸。另一種可能是磨筒體運(yùn)動時受熱引起軸向膨脹，由于安裝時預(yù)留間隙過小，使軸肩頂死低端的瓦肩，造成摩擦加劇發(fā)熱，此時需用油石和細(xì)砂布磨光中空軸軸頸。

在軸瓦溫度升高時，中空軸表面光澤灰暗，并有粘連現(xiàn)象，這種情況有可能是由于瓦面局部高溫而出現(xiàn)膠合造成的，此時應(yīng)對軸瓦進(jìn)行刮研。有時軸表面局部光亮，這有可能是由于油質(zhì)不良，油內(nèi)雜質(zhì)多造成的，應(yīng)當(dāng)更換潤滑油。

有時油溫偏高，但沒有巴氏合金粘連現(xiàn)象。其原因有可能是潤滑油供給量少及粘度較低，不能形成油膜；或是油變質(zhì)不潔凈；或是研刮瓦時沒有達(dá)到規(guī)范要求，瓦口間隙過??；或是軸瓦的冷卻水不暢通；或是稀油站的供油潤滑設(shè)備出現(xiàn)故障造成的；或是過濾網(wǎng)壓差高，安全閥動作造成油量少油壓低而油溫高；還有可能是油泵漏油或損壞泵，油少也會造成油溫高。應(yīng)分別采取換油、重新刮瓦、暢通冷卻水和維護(hù)潤滑設(shè)備等措施進(jìn)行處理。

此外，應(yīng)該注意的是新安裝或檢修更換新瓦后的磨機(jī)在試車時，應(yīng)將新軸瓦處的潤滑油供油量稍調(diào)大一點(diǎn)，以加強(qiáng)潤滑油的冷卻及沖洗作用，同時要特別注意觀察中空軸的溫度。目前大多數(shù)水泥廠磨機(jī)軸瓦測溫裝置采用的是安裝于軸瓦環(huán)向120°端面深孔內(nèi)的電接點(diǎn)壓力式溫度計，由于其測溫部分僅位于瓦體中部，只能反應(yīng)局部軸瓦溫度，所以試車時將溫度計示值當(dāng)作軸瓦溫度是不太準(zhǔn)確的。一般磨機(jī)試重車時，應(yīng)有人守候在主軸承旁，觀察中空軸表面的油膜情況，用手觸摸中空軸各個區(qū)段位置油膜厚薄，憑手感估測溫度情況，若溫度較高，可用手持式激光測溫儀檢測中空軸表面的溫度，一般中空軸溫度在65℃以下為正常，超過65℃就必須注意觀察，溫度達(dá)到70℃時，應(yīng)立即停磨或采取慢轉(zhuǎn)了。

但磨機(jī)在正常生產(chǎn)過程中也常常因磨內(nèi)物料溫度過高等工藝方面的原因引起軸瓦發(fā)熱，此時采取停磨的方法來處理是比較可靠的，待磨機(jī)內(nèi)溫度降下來后再開磨，同時設(shè)法降低磨內(nèi)物料溫度。但多數(shù)企業(yè)不愿意采用停磨的方法，其原因是不愿影響生產(chǎn)，往往磨內(nèi)物料溫度在運(yùn)行中一般不是很容易降下來的，尤其是熟料入庫時由于冷卻不夠，使得入磨熟料溫度高，致使在繼續(xù)維持生產(chǎn)運(yùn)行還是停磨保護(hù)設(shè)備的問題上一直是矛盾著的。在這種情況下有些企業(yè)采用磨內(nèi)噴水使溫度下降的辦法雖能湊效，但由于水量難以控制和調(diào)節(jié)，萬一失控引起大事故而不敢放心使用。

采用稀油站的體外油循環(huán)冷卻的方法來處理軸瓦發(fā)熱現(xiàn)象是目前較好的方法。但由于油冷卻器的使用效果并不十分令人滿意，尤其在夏季，或循環(huán)冷卻水溫度較高，水中雜質(zhì)多或冷卻器內(nèi)結(jié)有水垢情況下，使得進(jìn)出油冷卻器的潤滑油冷卻效果不理想，冷卻前后潤滑油的溫差小，有的只有1～2℃，板式換熱器雖然換熱效率高于列管式換熱器，但對于循環(huán)冷卻水中雜質(zhì)和污垢引起換熱效率的下降仍是無法避免。利用前面介紹的能量分離器能產(chǎn)生0.2MPa壓力，0～15℃的低溫氣體，在處理和預(yù)防磨機(jī)軸瓦發(fā)熱過程中也能發(fā)揮作用，一種簡單快捷的方法是在軸承座觀察孔旁開一個直徑為34mm的圓孔，然后焊一節(jié)內(nèi)徑為25mm短管作為低溫氣體直接輸入軸承座內(nèi)的噴氣嘴，在軸瓦發(fā)熱溫度升高時迅速打開開關(guān)使冷氣流吹向軸瓦，可以達(dá)到抑制軸瓦溫度上升，降低軸瓦溫度的效果。還有一種方法是將能量分離器產(chǎn)生的低溫氣體作為油冷卻器的熱交換介質(zhì)，這種以潔凈氣體作為熱交換介質(zhì)的油冷卻器由于不存在以水為介質(zhì)的雜質(zhì)多或冷卻器內(nèi)易結(jié)水垢的弊端，由于兩種介質(zhì)溫差大，熱交換效果比板式和列管式的換熱器高。使用中將軸承座內(nèi)的回油先進(jìn)入該油冷卻器，冷卻后的潤滑油再回到油箱，出油冷卻器的低溫氣體同前一種方法一樣再送入軸承座內(nèi)，繼續(xù)對軸瓦進(jìn)行冷卻，這種方法的效果大于前一種，只是系統(tǒng)顯得較為復(fù)雜一點(diǎn)。

0 前言

對水泥原料研究主要有三個方面：（1）原料的成份；（2）原料的礦物；（3）原料的工藝匹配。水泥原料的礦物組成和礦物結(jié)構(gòu)所構(gòu)成的原料特性，在水泥生產(chǎn)中關(guān)系到多項技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，尤其對產(chǎn)量和煤耗起到關(guān)鍵性的作用。對此，我們總結(jié)如下：以原料的地質(zhì)成因?yàn)榛A(chǔ)，調(diào)整傳統(tǒng)的原料結(jié)構(gòu)為方向，以原料中巖礦特性匹配為技術(shù)手段，開發(fā)利用地質(zhì)潛能為目標(biāo)。在此基礎(chǔ)上，本文著重對原料礦物的結(jié)構(gòu)表達(dá)式來認(rèn)識和判斷原料中礦物的節(jié)能因素，為水泥燒成節(jié)能減排啟示新的技術(shù)理念和技術(shù)手段。

1 一般礦物結(jié)構(gòu)表達(dá)式及構(gòu)成規(guī)則

在知道水泥原料成因基礎(chǔ)上進(jìn)行化學(xué)分析和X衍射結(jié)果，就可以從各種成分?jǐn)?shù)量，組合出何種礦物，得出各礦物的結(jié)構(gòu)式，從而判斷出其易燒性。例如：沉積成因泥質(zhì)巖，SiO2高，Al2O3高：（1）石英顆粒SiO2組成占多數(shù)；（2）層狀Si-O結(jié)構(gòu)的SiO2組合占46.54%、Al2O3占39.5%的高嶺石礦物高。

1.1 單元素礦物結(jié)構(gòu)表達(dá)式

只用元素符號單獨(dú)表示：Au自然金礦物，自然銅礦物Cu，金剛石礦物C。在有類質(zhì)（離子半徑大小接近）同像（結(jié)構(gòu)形式相似）代替元素存在時。按數(shù)量多少依次排列，主在前，次在后，中間用逗號點(diǎn)開，并且同時用小括號括起來。例如：Ag代替Au，寫成（Au，Ag）。

1.2 金屬相互化合物結(jié)構(gòu)表達(dá)式

基本原則：按金屬性強(qiáng)弱遞減順序從左向右排列。例如：銀礦AgTe，Ag金屬性比Te大。砷（As）鉑（Pt）礦PtAs，Pt金屬性比As大。

1．3 離子化合物結(jié)構(gòu)表達(dá)式

陽離子寫在前面，陰離子寫在后面。例如：Ca-CO3、NaCl、BaSO4。但還有以下六種情況：

（1）當(dāng)存在兩種以上的陽離子時。

按堿性從強(qiáng)到弱的順序排列。例如：白云石CaMg（CO3），Ca堿性比Mg強(qiáng)。

（2）當(dāng)陽離子為同一元素，但有不同價態(tài)時。例如：Fe2+、Fe3+磁鐵礦化學(xué)式Fe3O4實(shí)際結(jié)構(gòu)式，F(xiàn)eFe2O4=FeO+Fe2O3，前面的Fe2+是低價。Fe2+熔點(diǎn)低，氧化Fe2+→Fe3+后會放出能量400kJ/kg。

（3）當(dāng)陽離子為同一元素而具有不同配位數(shù)量。將低配位寫在前，高配位寫在后，例如：孔雀石CuCu [CO3]（OH）2。前面的Cu結(jié)構(gòu)是Cu與[CO3]組成立方體的四配位，分解溫度高，耗能高，后面Cu與（OH）構(gòu)成八面體成為6配位。脫水解出Cu離子，能耗相對低。

（4）礦物有陰離子或絡(luò)陰離子團(tuán)組成時。陰離子或絡(luò)陰離子寫在陽離子之后，并把絡(luò)陰離子用方括號括起來，例如：白云石CaMg[CO3]，透輝石CaMg [Si2O6]。

（5）若有附加陰離子時，將它寫在主要陰離子后面。如磷灰石Ca5[PO4]3(F,Cl)，Cl易釋放，F(xiàn)多的在前，Cl少的在后，起礦化作用能耗變低。

（6）互為類質(zhì)同像的離子，用括號括起來，并按其量從多到少的順序排列，中間用逗號分開。例如：鐵閃鋅石(Zn，F(xiàn)e)S，F(xiàn)e以類質(zhì)同像加入，F(xiàn)e比Zn少。

鎂鐵是類質(zhì)同像系列礦物，兩端用以下寫出：

Mg2[SiO2]—Fe2[SiO4]，其中的Mg、Fe互為類質(zhì)，互相取代，逐漸變化。

1.4 礦物成分中水的表達(dá)形式

水按不同性質(zhì)用不同表達(dá)形式。

（1）結(jié)構(gòu)水。結(jié)構(gòu)水是離子水，用（OH）表示。寫在礦物化學(xué)結(jié)構(gòu)式的最后，例如：高嶺石：Al4[Si4O10] (OH)8，透閃石：Ca2Mg5[Si4O11]2（OH）2、十字石：Fe2Al9[SiO4]3O7（OH），這個水是難脫水，能耗要變高，600～900℃脫水解體。

（2）結(jié)晶水。結(jié)晶水是中性水，用H2O來表達(dá)。它寫在與它相聯(lián)的陽離子后面：一般在450～600℃左右脫水，陽離子解體，能耗相對比（OH）水低，例如：二水石膏：Ca（H2O）2[SO4]，多水高嶺石：A l8(H2O)4[Si4O10](OH)8。

（3）沸石水。沸石水為含在結(jié)晶孔中的中性水，它寫在化學(xué)結(jié)構(gòu)式的最后面，用圓點(diǎn)分開。這種水200～450℃脫水，脫水能耗低。例如：

鈉沸石：Na2[Al2Si2O10]·2H2O

斜發(fā)沸石：Na[AlSi5O12]·4H2O

絲光沸石：Na[AlSi5O12]·3H2O

（4）層間水。層間水是層狀礦物中與陽離子結(jié)合的所含中性水，寫在交換陽離子的后面，并用小括號括起來，例如：

鈉蒙托石：Na0.33（H2O）{（Al1.67Mg0.22[Si9O10](OH)2）}

伊里石K1-x(H2O)x{A l2[AlSi3O10](OH)2-x(H2O)}

（5）膠體水。膠體水是膠體礦物固有的特征，在化學(xué)結(jié)構(gòu)式中要反映出來。由于其含量不定，以nH2O或ag形式表示。寫在化學(xué)式最后，也用圓點(diǎn)分開，例如：蛋白石SiO2·nH2O或SiO2·ag。

（6）吸附水。吸附水不屬于礦物本身的化學(xué)組成，在化學(xué)式中不表示。

1.5 有附加陰離子的層狀硅酸鹽礦物表達(dá)式

附加陰離子屬于結(jié)構(gòu)單位層的一部份時，要用大括號括起整個結(jié)構(gòu)層。如云母類礦物：

黑云母：{K（Mg,Fe）3[AlSi3O10]（OH，F(xiàn)）}，蒙脫石：Na0.33（H2O）4{Al1.67Mg0.33[Si4O10](OH)2}，伊里石：K1-2（H2O）x{Al2[AlSi3O10](OH)2-x（H2O）x}，綠泥石：（Mg·Fe·Al）3(OH)6{（Mg·Fe·Al）3[（A l，Si）4]（OH）}。

蒙脫石、伊里石、綠泥石要脫兩種水：一個是陽離子后的（H2O），結(jié)晶水是中性水，脫水熱耗比較低，近450～600℃；另一個是Si-O結(jié)構(gòu)層中的附加陰離子結(jié)構(gòu)水，這個水脫水溫度在900℃左右。所以這類礦物脫水熱耗較高。

（待續(xù)）

（編輯：方圓）

TQ172.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1007-6344（2010）04-0007-04

2010-05-05】

（編輯：方圓）

從原料礦物結(jié)構(gòu)式分析節(jié)能因素（上）

傅圣勇來正新秦至剛

B 文章編號：1007-6344（2010）04-0005-02