影響白色硅酸鹽水泥白度的因素分析

1、影響白色硅酸鹽水泥白度的因素分析1前言由氧化鐵含量少的硅酸鹽水泥熟料、適量石膏及符合GB/T2015-2005白色硅酸鹽水泥規(guī)定的混合材料，磨細制成水硬性膠凝材料稱為白色硅酸鹽水泥，簡稱白水泥;1.白水泥的典型特征是擁有較高的白度，色澤明亮，主要用于建筑內(nèi)外的裝飾，如地面、樓面、臺階，以及建筑立面的線條、裝飾圖案、雕塑等。在實際生產(chǎn)過程中，要實現(xiàn)國家標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的各項產(chǎn)品性能要求是不容易的，這些產(chǎn)品性能的影響因素是多方面的。因此，深入分析各類影響因素，改進相應(yīng)的生產(chǎn)工藝，對提高白水泥產(chǎn)品的綜合質(zhì)量具有十分重要的意義。2白色硅酸鹽水泥白度的影響因素2.1原料的影響普通硅酸鹽水泥呈灰或灰褐色，這是由

2、水泥熟料中的一系列過渡金屬的氧化物所引起的。按照對顏色的影響程度由大到小，這些過渡金屬依次是：鉻、錳、鐵、鈷、釩、鎳、鈦。這些元素在白水泥熟料中的含量要盡可能地少。從白水泥生產(chǎn)的實踐表明，白水泥熟料中，當(dāng)Fe203質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.45%0.70%時，熟料呈淡綠色；而當(dāng)Fe203質(zhì)量分?jǐn)?shù)降至0.35%0.40%時，即呈白色（略帶淡青色），所以對于白水泥而言，一般Fe203含量應(yīng)低于水泥質(zhì)量的0.5%2.在等量的情況下，氧化錳、氧化鉻對白水泥白度的影響更加顯著。世界各國對白水泥染色元素的氧化物的控制有一定的區(qū)別。國內(nèi)白水泥熟料中Fe20355%,w（Fe2O3）但是，這些過渡金屬對白水泥白度的影響規(guī)

3、律和機理是復(fù)雜的，并不是說，有這些金屬氧化物的熟料白度就一定低。產(chǎn)生這種變化的原因在于過渡金屬之間的相互作用，相互干擾；此外，過渡金屬在熟料的形成過程中，也有充當(dāng)?shù)V化劑的作用，從而改變了礦物的形成，改變了各礦物間的比例與結(jié)構(gòu)。2.2燃料熟料的形成需要在較高的溫度下煅燒而成，需要消耗大量的能量。由于白水泥生料配料的高飽和比、高硅率、高鋁率，典型三高;的特點，導(dǎo)致白水泥生料難燒，通常比普通硅酸鹽水泥煅燒溫度高100150。因而一方面，要求燃料熱值高（發(fā)熱量27200kJ/kg），燃燒速度快且能完全燃燒（揮發(fā)分25%32%），從而保證足夠的燒成溫度；另一方面，從提高白度的角度考慮，除了原材料中帶入的

4、Fe2O3之外，燃料中的Fe2O3也是熟料中Fe2O3的一個重要來源，因此要求燃料帶入的Fe2O3的總量盡可能的少。燃料的灰分含量及其中的Fe2O3都低，即灰分從上述兩個要求來考慮，白水泥生產(chǎn)最為合適的燃料應(yīng)該是沒有灰分的燃料，即油氣類資源，如重油和天然氣資源，石油焦，阿爾博安慶白水泥生產(chǎn)線采用的燃料即是石油焦5.2.3設(shè)計率值因為硅酸鹽水泥是由兩種以上的氧化物化合而成的，在水泥生產(chǎn)中用各氧化物之間的比例，即率值，作為生產(chǎn)控制的指標(biāo)，從而反應(yīng)出對熟料礦物組成和性能的影響。我國采用的是石灰飽和系數(shù)KH、硅率SM和鋁率IM.首先，石灰飽和系數(shù)反應(yīng)的是C3S、C2S二者之間的比例關(guān)系6.當(dāng)熟料的硅率

5、和鋁率相同時，提高了KH,相同于提高了C3S的相對含量。過渡金屬在C2S中染色能力要強于C3S7.所以，提高石灰飽和系數(shù)，熟料的白度和強度都能提高，這從國內(nèi)外的生產(chǎn)實踐來看也是符合的。但是，高飽和系數(shù)的配料難以燒透，這也會導(dǎo)致游離氧化鈣的量增加，使熟料質(zhì)量下降。正常生產(chǎn)中，將KH控制在0.900.95比較合適。白水泥的硅率也較高，硅率SM還表示熟料中硅酸鹽礦物與熔劑礦物的比例關(guān)系，相應(yīng)反應(yīng)了熟料的質(zhì)量和易燒性。白水泥熟料要控制Fe2O3的含量，希望Fe2O3越少越好，則反應(yīng)到鋁率則是鋁率越高越好。但是實際生產(chǎn)中，鋁率作為控制指標(biāo)的意義不大，只是用來確定配料方案。國內(nèi)外幾家白水泥生產(chǎn)設(shè)計率值如下

6、表1所示89:2.4漂白方式冷卻制度對于白水泥白度影響較大，熟料冷卻是白水泥生產(chǎn)中最特別的一道工藝。高溫白水泥熟料不能像普通硅酸鹽熟料一樣，簡單采用篦冷機空氣冷卻，否則低價態(tài)的過渡金屬氧化物將被氧化為高價態(tài)，從而對白度造成比較大的不利。而采取特殊的工藝，不但不會使熟料的白度下降，更能夠被漂白;.按漂白介質(zhì)分，有水急冷漂白、中性介質(zhì)漂白、還原介質(zhì)漂白。采用水冷漂白，冷卻熟料中可以形成較多的白色鋁酸鹽結(jié)晶，使熟料對光的反射能力大大提高，礦物結(jié)晶細小，也增加了對光的反射能力，從而提高白度。中性介質(zhì)漂白主要采用的是氮氣，還原介質(zhì)采用的主要是焦?fàn)t煤氣、丙烷等，雖然還原性介質(zhì)漂白效果好，但是成本高，更重要

7、的是，它的控制工藝比較復(fù)雜。2.5生料粉磨與白水泥粉磨生料的粉磨與水泥的粉磨是水泥生產(chǎn)工藝中的兩磨一燒;中的兩磨;,白水泥的生產(chǎn)也是一致的，但由于白水泥產(chǎn)品高的要求，必須保證在這兩次粉磨過程中，盡可能地減少Fe2O3等染色元素的污染，使用磨耗比較小的研磨體。比如，采用石質(zhì)的襯板和研磨體。我國數(shù)家廠家采用小型的開路管磨，鑲花崗巖襯板，以海卵石作為研磨體。這是這種磨機的產(chǎn)量過低，研磨體的磨耗比較大。目前而言，國內(nèi)外主要采用的是高鉻鑄鐵材料，研磨體采用剛玉球或者硅石球。為適應(yīng)白水泥的生產(chǎn)，各國都相繼開發(fā)了新型高效的磨機，各種新型的立磨發(fā)展迅速，并在實際生產(chǎn)中取得了比較好的效果。2.6影響白水泥白度的

8、其它因素很多的白水泥廠的熟料多呈現(xiàn)綠色的傾向，這是因為熟料當(dāng)中Cr2O3的含量過多。Cr2O3的來源一部分來源于原料，還有一部分可能來源于含Cr的耐火磚。熟料在水泥窯的高溫條件下，少量的耐火磚損耗熔入了熟料當(dāng)中，而往往耐火磚當(dāng)中含有較豐富的Cr.為解決這一個問題，可以采用鎂基的耐火磚10.為了改善性能，提高產(chǎn)量，白色硅酸鹽水泥的制成，通常加入適量的混合材。選用白度遠高于白水泥熟料白度的混合材，一方面可以提高白水泥的白度，另一方面，由于混合材的生產(chǎn)成本遠遠比白水泥熟料的燒成成本要低得多，大量混合材的摻入，可以使白水泥的成本降低。白水泥的細度也對白度產(chǎn)生影響，在一定的細度范圍內(nèi)，白水泥白度隨著細度

9、的增加也相應(yīng)地提高，但這完全是由于水泥比表面積增大，增加了對光的反射能力，從而白度提高，是一種純粹的物理作用7.3結(jié)語據(jù)不完全統(tǒng)計我國現(xiàn)有白水泥廠80多家，白水泥生產(chǎn)線大約160多條，80%以上的是Φ2.5m及以下的回轉(zhuǎn)窯，年總生產(chǎn)能力約達到600多萬噸11.但是，國內(nèi)生產(chǎn)的白水泥品質(zhì)普遍較低，低品質(zhì)白水泥市場已出現(xiàn)嚴(yán)重過剩的局面，但高品質(zhì)白水泥卻盡產(chǎn)盡銷。白水泥的質(zhì)量和品質(zhì)差僅僅是一個方面，高能耗、高污染是最大問題。對低品質(zhì)、高能耗、高污染的白水泥生產(chǎn)線進行節(jié)能、增白技術(shù)改造，是企業(yè)生存和發(fā)展的必要手段。（1）由于白水泥生產(chǎn)對原、燃材料品質(zhì)要求較高，在資源日益緊張的大背景下，將會嚴(yán)重

10、制約白水泥企業(yè)發(fā)展。開發(fā)使用低品質(zhì)的原、燃料的白水泥生產(chǎn)工藝勢在必行。（2）國外的白水泥原料選擇上，都比較注意原料中MnO、Cr2O3、TiO2等其它染色元素的控制12.而我國白水泥的生產(chǎn)，還基本上還只是對Fe2O3含量進行控制。為了提高國內(nèi)白水泥產(chǎn)品的質(zhì)量，白水泥廠有必要將對原料中的MnO、Cr2O3、TiO2等進行測定，將熟料中的MnO、Cr2O3、TiO2等控制在較低的水平。（3）為了更好地對白水泥的產(chǎn)品進行質(zhì)量控制，應(yīng)該結(jié)合白水泥白度的偏色情況，進行生產(chǎn)工藝的調(diào)整，從而生產(chǎn)出顏色鮮艷的白水泥。參考文獻：1中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)Z.2GB-T2015-2005白色硅酸鹽水泥之白度測定J.3魏仁濤，賈學(xué)軍。提高白水泥白度的措施J.水泥技術(shù)，2000（2）：48-49.4崔秀琴，付克明。影響白色硅酸鹽水泥白度的因素J.湖南城市學(xué)院學(xué)報，2003,24（6）：100-1