用煤矸石替代黏土質(zhì)原料配料的應(yīng)用和實(shí)踐

高樹(shù)貴 劉進(jìn)強(qiáng)

【摘要】利用所處地區(qū)煤矸石資源豐富的條件，提出了用煤矸石替代粉煤灰作黏土質(zhì)原料進(jìn)行配料用于熟料生產(chǎn)的方案。在占有詳實(shí)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一套新配方。生產(chǎn)中不僅熟料合格，生料、熟料的三率值比以前都有所提高，同時(shí)還降低了原料的生產(chǎn)成本，保證了生產(chǎn)運(yùn)行的平穩(wěn)。

【關(guān)鍵詞】煤矸石；配料；熟料

【中圖分類號(hào)】TU506 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1003-1324（2012）-03-0091-03

近年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速增長(zhǎng)，資源消耗急劇增加，環(huán)境壓力越來(lái)越大。為此，國(guó)家對(duì)明確提出建材工業(yè)要加大對(duì)包括工業(yè)廢渣在內(nèi)的各種固體廢棄物的綜合利用力度，變廢為寶，從而達(dá)到保護(hù)環(huán)境，節(jié)約資源，實(shí)現(xiàn)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。唐山冀東啟新水泥有限責(zé)任公司多年來(lái)一直非常重視工業(yè)廢渣在水泥生產(chǎn)中的利用，將粉煤灰、鋼渣用于原料配料，將煤矸石、水渣等作為混合材用于水泥粉磨。但在冬季熟料生產(chǎn)時(shí)，因外界氣溫低，使用的粉煤灰水分較大，容易結(jié)成大塊，極易造成輸送皮帶卡、堵，生料配料秤時(shí)常跳停，給連續(xù)生產(chǎn)、質(zhì)量穩(wěn)定都帶來(lái)很大的困難。我公司通過(guò)嘗試使用煤矸石代替黏土質(zhì)原料，進(jìn)行生料配料，解決了生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)率低、質(zhì)量不平穩(wěn)的問(wèn)題，同時(shí)，還降低了原料的成本，減少了水泥生產(chǎn)中黏土的消耗量，實(shí)現(xiàn)了社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的統(tǒng)一。

1 生產(chǎn)線概況

唐山冀東啟新水泥有限責(zé)任公司是冀東水泥集團(tuán)按照唐山市“退二進(jìn)三”的政策要求，收購(gòu)了唐山啟新水泥有限公司51%的股權(quán)，并對(duì)其進(jìn)行搬遷改造的全資子公司。新公司位于唐山市古冶區(qū)外環(huán)路北側(cè)卑家店域山啟新石灰石礦山附近，建有一條日產(chǎn)4000t（附帶純低溫余熱發(fā)電）的新型干法熟料水泥生產(chǎn)線，于2010年10月正式投產(chǎn)運(yùn)營(yíng)。

新生產(chǎn)線運(yùn)行初期，仍采用之前的4組份方案進(jìn)行原料配料，分別為石灰石、砂巖、粉煤灰、鋼渣，其化學(xué)成分見(jiàn)表1。

從表1中可以看出，粉煤灰的水份較大，粘滯性較高，在生產(chǎn)過(guò)程中常造成下料不穩(wěn)。尤其是在冬季，由于氣溫較低，粉煤灰很容易結(jié)成大塊，時(shí)常造成運(yùn)輸皮帶打滑，發(fā)生卡堵現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致原料配料秤跳停。這種情況既浪費(fèi)人力、物力，又造成生料配料的波動(dòng)，給熟料質(zhì)量及生產(chǎn)線的穩(wěn)定運(yùn)行造成了嚴(yán)重影響。為此，公司決定進(jìn)行原料配料方案的調(diào)整，以解決由粉煤灰結(jié)塊對(duì)生產(chǎn)帶來(lái)的不良影響。

2 配料方案的調(diào)整

我公司所在地是唐山采煤較早的地區(qū)，距現(xiàn)在有近百年的歷史，采煤過(guò)程中排出了大量的煤矸石，日積月累，在境內(nèi)形成了多處體積巨大的“矸子山”。雖然近年來(lái)煤矸石變廢為寶，在工業(yè)生產(chǎn)中得到了再利用，但積存量仍很可觀。我們?cè)谏a(chǎn)中發(fā)現(xiàn)煤矸石成分與配料所用的黏土質(zhì)原料十分接近，水分小，容易采購(gòu)，且運(yùn)距較近，所以考慮用煤矸石代替粉煤灰用于原料配料。煤矸石的化學(xué)成份見(jiàn)表2。

根據(jù)歷史積累的數(shù)據(jù)，我們把熟料的三率值設(shè)定為：HM：2.14，sM：2.57，IM：1.42，然后進(jìn)行煤矸石替代粉煤灰的配料計(jì)算，并作出比較，詳見(jiàn)表3、4。

從表3、4可以看出，用煤矸石替代粉煤灰進(jìn)行配料理論上是可行的，而且噸生料原料成本、噸熟料原料成本等指標(biāo)比用粉煤灰配料有所降低，約0.5元/噸，單此一項(xiàng)每年即可節(jié)省數(shù)十萬(wàn)元。

3 調(diào)整后的實(shí)踐效果

經(jīng)過(guò)理論計(jì)算確定方案可行后，我們進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)踐。用煤矸石代替粉煤灰進(jìn)行配料后生產(chǎn)出來(lái)的熟料檢驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5、6。實(shí)踐證明，采用新的配方質(zhì)量完全達(dá)標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期目標(biāo)。

4 結(jié)論

實(shí)現(xiàn)固體廢棄物的無(wú)害化、資源化、減量化、能源化，不僅是發(fā)展經(jīng)濟(jì)和保護(hù)環(huán)境的重要途徑，更是人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的要求。新世紀(jì)的水泥企業(yè)不能再成為資源、能源的消耗大戶和污染大戶的代名詞，更應(yīng)成為技術(shù)革新、節(jié)能減排、環(huán)境保護(hù)的踐行者。我公司根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際的需要，將煤矸石代替粉煤灰進(jìn)行原料配料，不僅生產(chǎn)出合格的熟料，物理化學(xué)性質(zhì)與調(diào)整前基本接近，而且使調(diào)整配方后熟料的硫堿比加大，凈漿的流動(dòng)性能更加優(yōu)越。同時(shí)，在使用煤矸石配料中，生產(chǎn)運(yùn)行平穩(wěn)，生料、熟料的三率值比以前都有所提高。冬季生產(chǎn)時(shí)，原料的堵、卡現(xiàn)象沒(méi)有了，原料的生產(chǎn)成本降低的同時(shí)，還消耗了當(dāng)?shù)卮罅繌U棄的煤矸石，間接保護(hù)了土地，為促進(jìn)當(dāng)?shù)厣鐣?huì)、經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展做出了自己的貢獻(xiàn)。