利用電石渣等多種廢渣生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)硅酸鹽水泥熟料的實踐探討

楊芳

摘要：我國經(jīng)濟快速發(fā)展，推動建筑行業(yè)需求更多生產(chǎn)材料，但是作為資源匱乏大國，如果一味采用引進或開采儲藏不多原材料，對于未來經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展極為不利。而把電石渣等工業(yè)生產(chǎn)廢渣用于硅酸鹽水泥生產(chǎn)，已經(jīng)從理論研究走向?qū)嵺`應(yīng)用，并得到行業(yè)較高認可。本文以此為切入點，針對廢渣二次利用展開研究，旨在推動我國資源高效利用，降低環(huán)境污染與資源浪費。

關(guān)鍵詞：廢渣;二次利用;水泥熟料

前言：

作為工業(yè)生產(chǎn)重要原料的乙炔，利用電石采用濕法生產(chǎn)工藝相對成熟，但是也會生產(chǎn)較大比重以電石渣為主的工業(yè)廢液。如果使用物理方法處理，會造成較大資源浪費，而用作化工或建筑原料，則可以有效提升資源利用效率，提升企業(yè)盈利能力。但是我國在電石渣二次利用起步較晚，部分企業(yè)并不能高效利用，需要對針對電石渣以水泥生產(chǎn)為方向，進行系統(tǒng)化剖析，用于指導(dǎo)企業(yè)健康生產(chǎn)。

1生料制備工藝

混凝土生料原材料由高鎂石灰石，以及以電石渣為主的各類廢，鋁礦、鐵礦等廢渣與粉煤灰等。將高鎂石灰石、電石渣等廢渣于卸車坑將生料卸下，再根據(jù)不同廢渣類型，利用皮帶機或布料機科學(xué)組合運輸方法，將其分類堆放至生產(chǎn)場所內(nèi)[1]。體積較大高鎂石灰石與鋁礦廢渣需要通過破碎機進行破碎處理，再由皮帶機與布料機聯(lián)合運輸，進行分類堆放。而普通規(guī)模高鎂石灰石、鐵礦廢渣等則經(jīng)過取料機提取，由皮帶運輸至配料站，使用計量秤嚴格以化驗室科學(xué)設(shè)定配比，科學(xué)下料，在利用皮帶機送進生料磨進行研磨。利用烘干破碎設(shè)備對濕電石渣烘干并粉碎后，利用臥式選粉設(shè)備將細粉與粗粉分選，送入對應(yīng)粉庫中存儲。粗粉由分庫嚴格以化驗室預(yù)先設(shè)定配比，借助計量秤取合適計量后，送入生料磨，做下一步處理。而細粉則與粉煤灰由分庫嚴格以化驗室預(yù)先設(shè)定配比，借助計量秤取合適計量后，通過生料磨，送入斜槽，經(jīng)過混料機充分混合后，由提升機將其傳送至生料均化庫中。可以將較少濕電石渣，由科學(xué)計算后，在生料磨階段，將其放置在皮帶上。通過篦冷機向生料磨輸送余風，借助旋風筒粉塵去除，清理掉飛砂，由接力風機送入生料磨中，再借助系統(tǒng)運行產(chǎn)生余風以及余熱對潮濕物料充分烘干。本文使用生料制備可以做到針對潮濕電石渣采用單獨烘干方法，緊接使用選粉機對細粉與粗粉分選，符合后續(xù)生產(chǎn)流程的細粉則送進細粉庫，并于生料磨的末尾位置加入作業(yè)流程中，而不符合生產(chǎn)流程粗粉則送進粗粉庫，再由生料磨優(yōu)化處理[2]。降低生料磨對電石渣選型所需成本時間，并采用一次性投入生產(chǎn)方式，有效降低生料制備產(chǎn)生能源與資源損耗問題。

2配料方案

以生料制備作業(yè)工藝，將配料劃分為八組，每組在細化領(lǐng)域都有所關(guān)聯(lián)。鈣質(zhì)料包含電石渣細粉、粗粉，高鎂石灰石以及濕電石渣;而硅質(zhì)料則含鐵礦廢渣與河道淤沙;鐵質(zhì)料則是鋁礦廢渣與鐵礦廢渣;鋁質(zhì)料為有粉煤灰與鋁礦廢渣。

以實驗室設(shè)定熟料率計算數(shù)值：KH（石灰飽和系數(shù)），，，而八組物料則需各自通過計量設(shè)備科學(xué)計量后，一次性將配料準備齊全，并將物料以各自處理工序，或輸送或粉磨，最后都集中于向入混料機內(nèi)部輸送材料的斜槽位置，經(jīng)過充分混合后，借助提升機送進生料庫中。

配料在調(diào)整中要嚴格遵守以下原則：嚴格從四類鈣質(zhì)料任選三類，預(yù)留一類用作后續(xù)微調(diào);嚴格從兩類鐵質(zhì)料以及兩類鋁質(zhì)料分別選擇一類中物料，剩余一類用作后續(xù)微調(diào)[3]。在使用范圍提升時，需要將含量高物料進行調(diào)節(jié)。對于配料質(zhì)量控制，重點關(guān)注生料氧化鈣以及三氧化二鐵含量，要求可以滿足《水泥企業(yè)質(zhì)量管理規(guī)程》相關(guān)條款要求。為保障配比科學(xué)合理，需要借助熒光分析設(shè)備，根據(jù)生料曲線，采用每三十分鐘分析生料，進而提供精準數(shù)據(jù)負責調(diào)整配比。

3熟料煅燒

因為電石渣化學(xué)成分主要是氫氧化鈣，即熟石灰，需要以400至800攝氏度高溫才能將其充分分解。針對這種情況，本文使用預(yù)熱器與分解爐，可以滿足同時電石渣烘干需求，實現(xiàn)生料預(yù)先加熱與初步分解應(yīng)用需求，也可以借助設(shè)備余熱，將濕電石渣水分去除利用[4]。生料都要通過庫底位置計量秤、空氣斜槽以及提升機，最后送進預(yù)熱器中，而生料則和熱氣體產(chǎn)生換熱動作，提高自身溫度，在送進分解爐，利用煤粉、生料等提供高溫氣體，使用預(yù)熱器的旋流與氣體噴騰，讓空氣與物料混合均勻，將煤粉充分燃燒的同時，將物料徹底分解。借助分解爐將作業(yè)廢氣排出，分離物料后送至窯中，廢氣則在另一環(huán)節(jié)完成生料換熱，再次將廢氣與物料分離，將其送作業(yè)系統(tǒng)中排出。而廢氣在結(jié)合篦冷機排出的尾氣，由旋風筒將經(jīng)過飛砂處理后廢氣分離，對烘干設(shè)備及時補充由燃爐產(chǎn)生熱氣，并將其作為對濕電石渣徹底烘干熱源。而經(jīng)過烘干釋放廢氣會帶有大量電石渣干粉，需要借助選粉機將粗粉篩選，送進粗粉倉中，而電細粉在要經(jīng)過旋風筒做好氣固分離環(huán)節(jié)，再將細粉送進細粉倉。剩余廢氣在通過高溫風機和除塵器，在徹底凈化后，將其通過排風機排放至大氣中。而煤磨烘干所需熱風則是來自篦冷機。

4中樞控制

因為生料制備會涉及到較多種類廢渣，會在運營中產(chǎn)生各類可能會對回轉(zhuǎn)窯造成穩(wěn)定性降低有毒有害物質(zhì)，尤其是電石渣存在氯離子等微量成分，因為其不均被良好穩(wěn)定性，會影響回轉(zhuǎn)窯運行效果，預(yù)熱器出現(xiàn)頻繁堵塞或窯尾垮落常態(tài)化等。針對這種情況，針對電石渣在生料比重不同，通過設(shè)置熟料生產(chǎn)控制指標，對運行工藝調(diào)整操作參數(shù)，從而對入窯所有生料所有有害成分含量科學(xué)控制，進而降低循環(huán)系統(tǒng)存留富集量[5]。以電石渣在生料占比70%，每小時投料量150噸條件，系統(tǒng)各個部分中樞控制參數(shù)分別為：窯主傳電流在500至600安，窯頭壓力控制在負60至正20帕，演示溫度控制在攝氏度內(nèi)，篦冷機控制余風溫度，入窯前保持86%至91%的分解率等。

針對配料不斷試驗，并對問題充分分析，做好總結(jié)后，可以實現(xiàn)廢渣充分利用，滿足對硅酸鹽水泥熟料生產(chǎn)生指標。熟料化學(xué)成分中，擁有65.59%氧化鈣、22.02二氧化硅、5.06%氧化氯以及其他成分;而KH、n、P分別為0.909、2.63、1.51;硅酸三鈣54.28%，硅酸二鈣22.51%，鐵鋁酸四鈣10.21%，鋁酸三鈣7.71%;在混凝土澆筑三天后，其抗壓強度達到32.9兆帕，而在澆筑二十八天后，達到60.1兆帕。

結(jié)論：

將以電石渣為代表的廢渣作為混凝土生產(chǎn)原料，不僅實現(xiàn)資源二次利用，也為工業(yè)生產(chǎn)廢棄物再次應(yīng)用拓展思路。同時，將原本需要廢棄或掩埋廢渣應(yīng)用，生產(chǎn)新型產(chǎn)品，可以讓企業(yè)提高經(jīng)濟效益，減少環(huán)境污染，對于我國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。其他行業(yè)也要積極學(xué)習(xí)廢渣利用理念，提升資源利用效率，推動我國實現(xiàn)綠色健康經(jīng)濟。

參考文獻：

[1]沈燕，陳璽，張偉，等.工業(yè)廢渣在硫鋁酸鹽水泥生產(chǎn)中的應(yīng)用現(xiàn)狀[J].材料導(dǎo)報，2018，32（S2）：498-500+506.

[2]王曉麗，李秋義，羅健林，等.利用工業(yè)廢渣低溫燒制高貝利特-硫鋁酸鹽水泥熟料的研究進展[J].混凝土，2020，370（08）：110-113+121.

[3]李宏安，申忠杰，尤文軍.電石渣制高抗硫酸鹽硅酸鹽水泥的實踐[J].中國水泥，2020（7）：3.

[4]尤邵尉，李榮軍，吳獻浪，等.新型干法電石渣制熟料生產(chǎn)線煙室改造[J].水泥，2020（3）：37-38.

[5]蘇敦磊，李克先，李秋義，等.多種工業(yè)固廢協(xié)同制備高貝利特硫鋁酸鹽水泥的探索性研究[J].新型建筑材料，2019，046（012）：9-13.