電石渣替代石灰石技術(shù)在五級(jí)預(yù)熱器窯外分解窯的應(yīng)用

劉新明

（新疆天山水泥股份有限公司塔什店分公司，新疆維吾爾自治區(qū) 巴音郭楞州 841300）

1 實(shí)施的背景

隨著各工業(yè)企業(yè)對(duì)資源的不斷開(kāi)采消耗，在當(dāng)下社會(huì)有限的礦產(chǎn)資源逐漸匱乏的時(shí)代，合理利用工業(yè)廢渣生產(chǎn)水泥是每個(gè)水泥生產(chǎn)企業(yè)的必經(jīng)之路[1]。塔什店分公司目前擁有一條Ф4.0×60m日產(chǎn)熟料2500噸的熟料生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線初設(shè)是以石灰石原料為主熟料生產(chǎn)線，因目前石灰石儲(chǔ)量不斷下降，水泥企業(yè)面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，為此我公司積極尋找可代替石灰石的原物料，經(jīng)多方努力尋找到工業(yè)廢渣電石渣，因電石渣為粉狀料水份大，難存儲(chǔ)、生產(chǎn)使用上料困難，且腐蝕性高，在石灰石為主原料水泥回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)線使用較少。電石渣基本使用在設(shè)計(jì)為純電石渣生產(chǎn)線，塔什店分公司本著充分利用工業(yè)廢渣，降低生產(chǎn)成本，達(dá)到資源綜合利用的目的，于2017年3月提出利用部分電石渣替代石灰石配料煅燒熟料，并制定生產(chǎn)方案，在公司內(nèi)部立項(xiàng)、實(shí)施。項(xiàng)目實(shí)施之初就如何搭配上料，公司從單一上料到搭配上料進(jìn)行多次小規(guī)模試驗(yàn)配料方案實(shí)施過(guò)程，確定配料方案后從2017年4月份開(kāi)窯時(shí)實(shí)施，因無(wú)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)可循，電石渣的摻加量在不斷波動(dòng)，公司對(duì)方案及時(shí)進(jìn)行改進(jìn)。在沒(méi)有電石渣專用配料秤的情況下，采用在破碎上料環(huán)節(jié)利用鏟車按照比例進(jìn)行預(yù)搭配后入庫(kù)配料的方式進(jìn)行生產(chǎn)。

由于未建設(shè)專用配料秤、輸送設(shè)備，在電石渣與石灰石的搭配方面雖說(shuō)使用鏟車搭配上料，嚴(yán)格控制搭配比例，但電石渣高水份、易吸附等問(wèn)題仍然給生產(chǎn)帶來(lái)不少困難，搭配上料、下料方面仍存在均勻性不好的問(wèn)題，致使原料成分波動(dòng)大，給輸送系統(tǒng)、配料、煅燒帶來(lái)一定困難。為后續(xù)長(zhǎng)期降低生產(chǎn)成本及企業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展考慮，經(jīng)過(guò)不斷摸索試驗(yàn)在堆料時(shí)就進(jìn)行搭配，上料時(shí)從端面取料入上料口，自制上料口下方加裝棒條閥控制下料均勻性，上料、下料不均勻性問(wèn)題在一定程度上有所緩解。為便于進(jìn)一步提高使用量，獲取更大的效益，需要增加一套專用輸送設(shè)備。

2 技術(shù)方案的選擇

為了降低生產(chǎn)成本，提高資源綜合利用率，利用工業(yè)廢渣代替石灰石煅燒熟料，對(duì)水泥行業(yè)是一個(gè)不小的挑戰(zhàn)，尤其是初設(shè)為石灰石的生產(chǎn)線，在不做大的改造前提下，利用工業(yè)廢渣煅燒熟料面臨的挑戰(zhàn)更大。電石渣多為粉狀、水份大、腐蝕性高，易吸附在使用設(shè)備中，降低水份首先需要相應(yīng)的烘干設(shè)備或密閉的晾曬場(chǎng)地，其次在使用中需要相對(duì)密閉的輸送設(shè)備，大面積使用更需要大的堆棚儲(chǔ)存或進(jìn)行晾曬，存儲(chǔ)在密閉堆棚避免電石渣粉塵造成二次環(huán)境污染，同時(shí)因其自然吸附性高，使用量過(guò)大易造成輥壓機(jī)一字紋間粘附，輥壓機(jī)做工效率降低，塔什店分公司通過(guò)反復(fù)論證，如何將電石渣與破碎過(guò)的石灰石搭配使用進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)。對(duì)以下幾種方案進(jìn)行試驗(yàn)：

方案一：電石渣單一上料，因無(wú)設(shè)備小規(guī)模使用可行，滿足正常生產(chǎn)因無(wú)專門的設(shè)備，自行設(shè)計(jì)的上料口易造成上料堵料，下料不均勻等現(xiàn)象影響生產(chǎn)，同時(shí)存儲(chǔ)在庫(kù)內(nèi)有結(jié)壁現(xiàn)象，不利于大規(guī)模生產(chǎn)。

方案二：石灰石搭配電石渣上料，因石灰石粒度大小不一，電石渣易從板喂機(jī)載料板縫隙中漏出，同時(shí)會(huì)出現(xiàn)電石渣吸附在破碎機(jī)殼體錘盤等部位，破碎機(jī)易堵料，影響設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，為避免影響設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，需要人工不定時(shí)清理漏料及破碎機(jī)，員工勞動(dòng)強(qiáng)度增大，從長(zhǎng)期使用該方案可執(zhí)行性低。

方案三：電石渣與破碎過(guò)的石灰石搭配使用，因公司石灰石從破碎到使用，設(shè)計(jì)時(shí)未留外放口，無(wú)法外放，在用石灰石礦山均無(wú)破碎設(shè)備，如執(zhí)行該方案需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行改造，面對(duì)該問(wèn)題公司與物流部門積極在周邊地區(qū)尋找，有一家石灰石礦點(diǎn)石灰石粒度大小符合搭配要求，最終確定實(shí)施該方案，同時(shí)公司在石灰石輸送皮帶上方增加搭配上料口，便于碎石灰石與電石渣搭配。

從電石渣單一上料到單獨(dú)存儲(chǔ)，以及最終確定使用電石渣與破碎過(guò)的石灰石搭配使用方案，就可能或有可能發(fā)生的問(wèn)題全面進(jìn)行考慮，因公司石灰石從破碎到入庫(kù)、到使用，設(shè)計(jì)時(shí)均未留外放口，無(wú)法外放，石灰石礦山均無(wú)破碎設(shè)備，如執(zhí)行碎石灰石與電石渣搭配方案需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行改造，改造成本高同時(shí)還需要新增環(huán)保設(shè)備，與公司最初“降本增效”的初衷不一，隨機(jī)公司與物流部門積極在周邊地區(qū)尋找已破碎好，但相對(duì)成本低的石灰石礦山，有一家石灰石礦點(diǎn)石灰石粒度大小符合搭配要求，最終確定實(shí)施方案三，為保證項(xiàng)目順利實(shí)施，公司組織員工在石灰石輸送皮帶上方增加上料口，便于碎石灰石與電石渣搭配上料使用。方案確定后對(duì)搭配比例及成份變化造成的波動(dòng)，最終確定先期按8%-10%搭配比例進(jìn)行搭配，根據(jù)后續(xù)實(shí)際生產(chǎn)狀況在進(jìn)行調(diào)整，經(jīng)過(guò)2017年4月、6月兩個(gè)月運(yùn)行，電石渣配比在8%時(shí)生料成份穩(wěn)定，利于回轉(zhuǎn)窯煅燒。配料方案實(shí)施。

表1 電石渣與石灰石等原物料化學(xué)成分

配料方案實(shí)施過(guò)程：該配料方案從2017年4月份開(kāi)窯時(shí)實(shí)施，因無(wú)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)可循，電石渣的摻加量在不斷波動(dòng)，公司及時(shí)對(duì)方案進(jìn)行及時(shí)改進(jìn)。在沒(méi)有電石渣專用配料秤的情況下，采用在破碎上料環(huán)節(jié)利用鏟車按照比例進(jìn)行搭配破碎后入庫(kù)配料的方式進(jìn)行生產(chǎn)。

從2017年全年及2018年全年生產(chǎn)數(shù)據(jù)來(lái)看，電石渣綜合摻加量達(dá)到8%，在熟料三率值基本相同的情況下，2017年熟料強(qiáng)度較2016年提高1.5MPa左右，2018年熟料強(qiáng)度較2016年提高2.2MPa左右，具體見(jiàn)下表。

表2 電石渣使用前后數(shù)據(jù)對(duì)比表

3 實(shí)驗(yàn)效果

1）在石灰石生產(chǎn)線上嘗試使用電石渣代替部分石灰石進(jìn)行生料配料，增加“三廢”處理能力。

2）未進(jìn)行大的技改，順利實(shí)施了電石渣在石灰石生產(chǎn)線的使用。

3）電石渣搭配使用后熟料強(qiáng)度提高1.5MPa。

4）2017年生料成本下降20.31元/噸，噸熟料成本下降2.54元/噸。

5）2018年生料成本下降11.71元/噸，噸熟料成本下降1.46元/噸。

4 實(shí)際應(yīng)用效果及推廣情況

在有限的礦產(chǎn)資源逐漸匱乏的時(shí)代，合理利用工業(yè)廢渣生產(chǎn)水泥是每個(gè)水泥生產(chǎn)企業(yè)的必經(jīng)之路，我公司面對(duì)各方壓力，在降低生產(chǎn)成本方面積極尋找出路，電石渣使用以后公司在通過(guò)不斷調(diào)整電石渣配比，力爭(zhēng)利益最大化。

圖3 實(shí)際應(yīng)用案例實(shí)景圖

首先減少環(huán)境污染，達(dá)到了節(jié)能減排的目的。同時(shí)對(duì)產(chǎn)銷雙方形成一定的雙盈，塔什店分公司本著充分利用工業(yè)廢渣，降低生產(chǎn)成本，達(dá)到資源綜合利用的目的，使用電石渣替代石灰石生產(chǎn)生料以后，減少了工業(yè)廢渣的排放量，既改善社會(huì)大環(huán)境，也提高了資源綜合利用量，使有限的礦產(chǎn)資源得到更好地有效再利用，達(dá)到了初步目標(biāo)，同時(shí)起到了循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的目的。

電石渣綜合摻加量8%-10%，在熟料三率值基本相同的情況下，熟料強(qiáng)度較提高1.5-2.2MPa左右，生產(chǎn)水泥時(shí)可在一定程度上降低熟料摻加量。

使用電石渣作為代替石灰石生產(chǎn)熟料一種原材，既能在一定程度上降低企業(yè)生產(chǎn)成本，降低直材費(fèi)用，又能對(duì)保護(hù)環(huán)境起到一定的社會(huì)貢獻(xiàn)，同時(shí)形成雙贏局面，因生產(chǎn)必須產(chǎn)生電石渣而區(qū)域內(nèi)無(wú)法大量長(zhǎng)期消耗此類廢渣對(duì)生產(chǎn)企業(yè)面臨嚴(yán)重的環(huán)保壓力，解決此類問(wèn)題必須有一條合理的“產(chǎn)、消”鏈，面對(duì)現(xiàn)在低迷的市場(chǎng)狀態(tài)，“低成本、高效益”才是企業(yè)的發(fā)展道路，如果生產(chǎn)企業(yè)考慮使用其他凈化設(shè)備處理電石渣面臨長(zhǎng)期大量資金、人力投入，不利于企業(yè)長(zhǎng)期發(fā)展，反而給企業(yè)造成很大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，如果與水泥生產(chǎn)企業(yè)合作，在不做大的經(jīng)濟(jì)投入反之給企業(yè)帶來(lái)效益，是目前各企業(yè)生存之道。

電石渣在五級(jí)預(yù)熱器窯外分解窯大面積、高配比使用，對(duì)水泥生產(chǎn)企業(yè)最直觀的的效益就是降低整個(gè)生產(chǎn)線成本，同時(shí)尋找到了代替石灰石材料，降低減慢有限資源的消耗步伐，并且對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境起到了一定的保護(hù)作用。同類型生產(chǎn)線使用電石渣生產(chǎn)成本降低，提高三廢資源綜合利用率，并且在區(qū)域內(nèi)同類生產(chǎn)線中有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

5 社會(huì)效益

通過(guò)使用電石渣，減少環(huán)境污染，達(dá)到了節(jié)能減排的目的。在有限的礦產(chǎn)資源逐漸匱乏的時(shí)代，合理利用工業(yè)廢渣生產(chǎn)水泥是每個(gè)水泥生產(chǎn)企業(yè)的必經(jīng)之路，塔什店分公司本著充分利用工業(yè)廢渣，降低生產(chǎn)成本，達(dá)到資源綜合利用的目的，使用電石渣替代石灰石生產(chǎn)生料以后，減少了工業(yè)廢渣的排放量，既改善社會(huì)大環(huán)境，也提高了資源綜合利用量，使有限的礦產(chǎn)資源得到更好地有效再利用達(dá)到了循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的目的。