提高白水泥熟料白度的原材料優(yōu)選實(shí)驗(yàn)

楊德勇

（四川宗盛特種水泥有限公司,四川 德陽(yáng) 618200）

相比于普通硅酸鹽水泥來(lái)說(shuō)，白水泥礦物組成和生產(chǎn)工藝比較相似，然而白水泥的質(zhì)量要求主要表現(xiàn)在強(qiáng)度和白度方面，水泥熟料白度影響因素比較多，原材料、燃料質(zhì)量，生料質(zhì)量，熟料煅燒和漂白冷卻等因素都會(huì)對(duì)白水泥質(zhì)量造成影響，其中原材料的影響程度最深。這主要是由于原材料當(dāng)中包含的硅，鎂，鐵等元素的氧化物含量比較高，尤其是氧化鐵會(huì)極大影響白水泥白度。所以在生產(chǎn)白水泥過(guò)程中，為了提升熟料白度，去嚴(yán)格控制原材料當(dāng)中著色元素的含量。本文主要是分析白水泥白度影響因素，并且尋找出白水泥原材料的最佳優(yōu)化組合方案。

1 原材料預(yù)處理和成分分析

1.1 原材料預(yù)處理分析

白石灰原材料中主要包含石灰石、鋁制材料和硅質(zhì)材料，因此在試驗(yàn)期間對(duì)上述原材料進(jìn)行高溫烘干處理，完成烘干處理之后在室溫條件下實(shí)施冷卻處理。使用小型振動(dòng)磨粉進(jìn)行研磨，粒徑為80μm，之后放入到密封袋進(jìn)行存儲(chǔ)。

1.2 分析原材料成分

分析此次試驗(yàn)所原材料化學(xué)成分，詳細(xì)結(jié)果如表1所示：

表1 原材料化學(xué)成分分析

2 原材料優(yōu)選試驗(yàn)

由于白水泥是由礦物組成，聯(lián)合白水泥白度和強(qiáng)度高要求標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)高含硅率、高配合比配料方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。飽和比KH為0.86±0.01，IM為2.4±0.1，SM為5.3±0.2，通過(guò)以上參數(shù)開(kāi)展試驗(yàn)研究。

2.1 石灰石優(yōu)選方案分析

相比于普通硅酸鹽水泥來(lái)說(shuō)，白色硅酸鹽水泥組分存在不同，水泥含鐵量比較低，熟料當(dāng)中的氧化鐵含量小于 30%。通過(guò)分析石灰石化學(xué)成分可知，此次試驗(yàn)主要應(yīng)用含鈣量高，鐵含量比較低的石灰石，該類原材料可以應(yīng)用到白水泥中。對(duì)于高鎂廢石來(lái)說(shuō)，由于高鎂夾層中氧化鎂含量超標(biāo)，大多數(shù)超過(guò)3.5%，因此無(wú)法作為水泥原料使用，以免影響水泥穩(wěn)定性。盡管高鎂廢石中氧化鎂含量比較高，但是氧化鈣含量也比較高，且氧化鐵含量低于 15%。因此能夠在白水泥生產(chǎn)中混合使用石灰石，有效達(dá)到固廢環(huán)境治理效果，再加上其具備良好的搭配優(yōu)化作用，因此能夠應(yīng)用到白水泥輸料生產(chǎn)研制中。

此次試驗(yàn)選材主要應(yīng)用優(yōu)選法，此種技術(shù)方法能夠有效控制不同因素，并使其保持在相同條件下，之后對(duì)各項(xiàng)不同變量進(jìn)行比較分析，以此獲取最佳因素。表 2為試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。在實(shí)驗(yàn)室高溫爐中投入混合樣品進(jìn)行處理，在高溫條件下煅燒半小時(shí)之后進(jìn)行水淬冷卻。烘干之后進(jìn)行研磨處理半小時(shí)。實(shí)施烘干處理處理，能夠確保熟料白度無(wú)限接近于最高白度。在工業(yè)生產(chǎn)期間由于存在技術(shù)工藝缺陷，生產(chǎn)環(huán)境和煤粉摻入量影響，導(dǎo)致熟料白度損失率大。之后檢測(cè)熟料物理性能，詳情結(jié)果如表2所示

表2 石灰石優(yōu)選生料配和熟料物理性質(zhì)

通過(guò)上述結(jié)果能夠看出，石灰石內(nèi)白度標(biāo)準(zhǔn)度不足，由于高鎂廢石特點(diǎn)為含鈣量高，鐵含量比較低，所以使用石灰石、高鎂廢石組合方式，可以使生料氧化鐵含量降至最低。

2.2 硅質(zhì)材料最佳優(yōu)選方案

矽砂、頁(yè)巖、葉臘石是白水泥中所包含的重要硅質(zhì)材料，按照最優(yōu)方案可知，石灰石樣品包含石灰石、高鎂廢石；優(yōu)選變量為硅質(zhì)材料，控制變量為鋁礬土，設(shè)計(jì)方案如表3所示。硅質(zhì)材料屬于優(yōu)選變量，表3為設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案。通過(guò)熟料煅燒實(shí)驗(yàn)可以檢測(cè)分析熟料物理性能，詳細(xì)檢測(cè)結(jié)果如表3所示。

表3 硅質(zhì)材料優(yōu)選生料配比和熟料物理性能

從上述檢測(cè)結(jié)果可以看出，樣品白度比較接近最高白度。在白水泥生產(chǎn)過(guò)程中使用葉臘石作為硅質(zhì)原料首選，通過(guò)添加葉臘石可以有效減少鋁制材料消耗。其次，矽砂當(dāng)中氧化鐵含量比較低，可以顯著提升白水泥熟料白度。然而由于矽砂當(dāng)中二氧化硅含量比較高，耐磨性能差，因此會(huì)影響工業(yè)生產(chǎn)窯內(nèi)煅燒工藝。所以在生產(chǎn)白水泥時(shí)，將矽砂作為配料，添加適量的礦化劑，并且使熟料煅燒溫度降至合理范圍內(nèi)，以此提升熟料生產(chǎn)品質(zhì)。

2.3 鋁質(zhì)材料最佳優(yōu)選方案

鋁礬土硫化物和氧化鐵含量比較低，因此可以作為白水泥生產(chǎn)原料。由于我國(guó)鋁礬土產(chǎn)地集中在貴州地區(qū)，從該地區(qū)采購(gòu)運(yùn)輸?shù)某杀颈容^高，因此此次試驗(yàn)采用工業(yè)廢鋁渣。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)對(duì)白水泥熟料白度，生產(chǎn)成本和原材料強(qiáng)度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，在實(shí)際生產(chǎn)期間需要使用含硅率高、飽和比高的配料方案。在選擇原材料時(shí)，使以高鎂廢石、石灰石組合方式實(shí)施，將葉臘石作為硅質(zhì)原料，以此促使鋁制材料消耗量降至最低。所以對(duì)于生產(chǎn)企業(yè)來(lái)說(shuō)，其應(yīng)當(dāng)按照成本要求選擇適宜的葉臘石作為硅質(zhì)材料。在生產(chǎn)白水泥時(shí)，將矽砂作為配料，添加適量的礦化劑，并且使熟料煅燒溫度降至合理范圍內(nèi)，以此提升熟料生產(chǎn)品質(zhì)；鋁渣和鋁礬土1：1搭配使用，此種組合方式能夠顯著提升應(yīng)用效果，使用鋁渣代替鋁礬土將會(huì)損失白度。