硅酸鹽水泥的原料及其準(zhǔn)備一

1、綜述：生產(chǎn)硅酸鹽水泥熟料的原料主要是：石灰質(zhì)原料：主要提供CaQ粘土質(zhì)原料：主要提供SiO2、AI2Q、以及少量FeQ；校正原料：補(bǔ)充某些不足的成分，分硅質(zhì)校正原料、鋁質(zhì)校正原料、鐵質(zhì)校正原料三種。實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，根據(jù)具體生產(chǎn)情況有時(shí)還需加入一些輔助材料，如礦化劑、助熔劑、品種、助磨劑等。水泥磨中還要加入緩凝劑，混合材料等。料耗：生產(chǎn)1t熟料所消耗的生料量。一般為1.6t/t左右，其中石灰質(zhì)原料約占80批右，粘土質(zhì)原料約占10%15%表1生產(chǎn)硅酸鹽水泥的原燃材料一覽表類別名稱備注主要原料石灰石原料粘土質(zhì)原料石灰石、白堊、貝殼、泥灰?guī)r、電石渣、糖濾泥等粘土、黃土、頁(yè)巖、千枚巖、河泥、粉煤灰等生產(chǎn)

2、水泥熟料用校正原料鐵質(zhì)校正原料硅質(zhì)校正原料硫鐵礦渣（鐵粉）、鐵礦石、銅礦渣等河砂、砂巖、粉砂巖、硅藻土等生產(chǎn)水泥熟料用鋁質(zhì)校正原料爐渣、煤肝石、鋁研土等外加劑礦化劑螢石、螢石-石膏、硫鐵礦、金屬尾礦等生產(chǎn)水泥熟料用_品種熟料生產(chǎn)水泥熟料用一助磨劑亞硫酸鹽紙漿廢液、三乙醇膠r腳料、醋酸鈉等生料、水泥粉磨助磨劑料漿稀釋劑CL-C料漿稀釋劑、CLT料漿稀釋劑、紙漿黑掖等濕法生產(chǎn)時(shí)使用燃料固體燃料煙煤、無(wú)煙煤我國(guó)常用的是燃煤液體燃料重油緩凝材料右胃、硬石膏、磷石膏、，業(yè)副產(chǎn)石膏等制成水泥的組分一混合材料?；郀t礦渣、石灰石等制成水泥的組分1石灰質(zhì)原料1.1 定義：石灰質(zhì)原料：凡是以碳酸鈣為主要成分的原

3、料都屬于石灰質(zhì)原料。分天然的和人工的（即工業(yè)廢渣）兩類，水泥生產(chǎn)中常用的是含有CaCO勺天然礦石。1.2 種類及性質(zhì)常用的天然石灰質(zhì)原料有：石灰?guī)r、泥灰?guī)r、白堊、大理巖、海生殼類等。我國(guó)常用的是石灰?guī)r（俗稱石灰石），泥灰?guī)r，個(gè)別小廠用白堊或貝殼。可以部分替代石灰石的工業(yè)廢渣主要有：礦渣、鎂渣等。（一）石灰石：是由碳酸鈣組成的化學(xué)與生物化學(xué)沉積巖。主要礦物：為方解石（CaCO微粒組成，并常含有白云石（CaCO-MgCO、石英（結(jié)晶SiO2）、燧石（又稱玻璃質(zhì)石英、火石，主要成分為SiO2,屬結(jié)晶SiO2）粘土質(zhì)及鐵質(zhì)等雜質(zhì)。Cag量：純石灰石含CaO56%燒失量為44%隨雜質(zhì)含量增加Cag量減少

4、。含水量：一般不大于1.0%,具體值隨氣候而異。含粘土雜質(zhì)越多，水分越高。（二）泥灰?guī)r：是碳酸鈣和粘土物質(zhì)同時(shí)沉積所形成的均勻混合的沉積巖，屬石灰?guī)r向粘土過(guò)渡的中間類型巖石。是一種極好的水泥原料。分類：高鈣泥灰?guī)r：Ca845%低鈣泥灰?guī)r：CaO:45%有些地方產(chǎn)的泥灰?guī)r成分接近制造水泥的原料，可直接燒制水泥，稱天然水泥巖。主要礦物：方解石（三）白堊：是海生生物外殼與貝殼堆積而成的，富含生物遺骸，主要由隱品或無(wú)定形細(xì)粒疏松的碳酸鈣所組成的石灰?guī)r。主要成分：碳酸鈣，含量80%90%甚至高于90%性能：易于粉磨和煨燒，是立窯水泥廠的優(yōu)質(zhì)石灰質(zhì)原料。1.3 石灰質(zhì)原料的選擇1.3.1 石灰質(zhì)原料的質(zhì)量

5、要求石灰質(zhì)原料使用最廣泛的是石灰石，其主要成分是CaCO純石灰石的CaCft高含量為56%其品位由CaO含量確定。有害成分為MgORO（NaQ&O）和游離SiO2。一般要求如下：表2石灰質(zhì)原料的質(zhì)量要求成分CaOMgOf-SiO2（燧石或石英）SOKO+NaO含量（）>48<3<4<1<0.61.3.2 石灰質(zhì)原料的選擇搭配使用；（2）限制Mg*量；（白云石是MgO勺主要來(lái)源，含有白云石的石灰石在新敲開(kāi)的斷面上可以看到粉粒狀的閃光）（3）限制燧石含量；（燧石含量高的石灰?guī)r，表面常有褐色的凸出或呈結(jié)核狀的夾雜物。）（4）新型干法水泥生產(chǎn)，還應(yīng)限制&Q

6、NaOSO、Cl-等微量組分。白云石、石灰石的判定方法：用10%fc酸滴在白云石上有少量的氣泡產(chǎn)生，滴在石灰石上則劇烈地產(chǎn)生氣泡。2粘土質(zhì)原料4.1 概念：粘土質(zhì)原料系指含水鋁硅酸鹽物原料的總稱主要化學(xué)成分是二氧化硅，其次是三氧化二鋁、三氧化鐵4.2 粘土質(zhì)原料的種類與特性水泥工業(yè)采用的天然粘土質(zhì)原料有粘土、黃土、頁(yè)巖、泥巖、粉砂巖及河泥等，使用最多的是粘土和黃土。近年來(lái)多用頁(yè)巖、粉砂巖等（一）、粘土粘土是多種微細(xì)的呈疏松或膠狀密實(shí)的含水鋁硅酸鹽礦物的混合體，它是由富含長(zhǎng)石等鋁硅酸鹽礦物的巖石經(jīng)漫長(zhǎng)地質(zhì)年代風(fēng)化而成。包括華北、西北地區(qū)的紅土，東北地區(qū)的黑土與棕壤，南方地區(qū)的紅壤與黃壤等。根據(jù)粘

7、土中主導(dǎo)礦物不同，將其分為高嶺石類、蒙脫石類、水云母類等。（二）、黃土黃土是沒(méi)有層理的粘土與微粒礦物的天然混合物。成因以風(fēng)積為主，也有成因于沖積、坡積、洪積和淤積的。顏色以黃褐色為主。（三）、頁(yè)巖頁(yè)巖是粘土經(jīng)長(zhǎng)期膠結(jié)而成的粘土巖。一般形成與海相或陸相沉積，或海相與陸相交互沉積?；瘜W(xué)成分類似于粘土，可作為粘土使用，但其硅率較低，通常配料時(shí)需摻加硅質(zhì)校正原料。頁(yè)巖顏色不定，一般灰黃、灰綠、黑色及紫色等，結(jié)構(gòu)致密堅(jiān)實(shí)，層理發(fā)育，通常呈頁(yè)狀或薄片狀。（四）、粉砂巖粉砂巖是由直徑為0.010.1mm的粉砂經(jīng)長(zhǎng)期膠結(jié)變硬后碎屑沉積巖。主要礦物是石英、長(zhǎng)石、粘土等，膠結(jié)物質(zhì)有粘土質(zhì)、硅質(zhì)、鐵質(zhì)及碳酸鹽質(zhì)。顏

8、色呈淡黃、淡紅、淡棕色、紫紅色等，質(zhì)地一般疏松，但也有較堅(jiān)硬的。粉頁(yè)巖的硅率較高，一般大于3.0,可作為硅鋁質(zhì)原料。（五）、河泥、湖泥類江、河、湖、泊由于流水速度分布不同，使挾帶的泥沙規(guī)律地分級(jí)沉降的產(chǎn)物。其成分決定于河岸崩塌物和流域內(nèi)地表流失土的成分。建造在靠江、湖的濕法水泥廠，可利用挖泥船在固定區(qū)域內(nèi)進(jìn)行采掘，做粘土質(zhì)原料使用。（六）、千枚巖由頁(yè)巖、粉砂巖或中酸性凝灰?guī)r經(jīng)低級(jí)區(qū)域變質(zhì)作用形成的變質(zhì)巖稱千枚巖。巖石中的細(xì)小片狀礦物定向排列，斷面上可見(jiàn)許多大致平行，極薄的片理，片理面呈絲絹光澤。巖石常呈淺紅、深紅、灰及黑等色。4.3 粘土質(zhì)原料的品質(zhì)要求及選擇（一）、品質(zhì)要求表3粘土質(zhì)原料的質(zhì)

9、量要求品位nPMgO(%)RO(%)SO(%)塑性指數(shù)級(jí)品2.73.51.53.5<3.0<4.0<2.0>12二級(jí)品2.02.7或3.54.0不限<3.0<4.0<2.0>12(二)、選擇粘土質(zhì)原料時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題1、n、p值要適當(dāng)。2、盡量不含碎石、卵石，粗砂含量應(yīng)小于5%3、旋窯生產(chǎn)時(shí)對(duì)可塑性不做要求。3校正原料當(dāng)石灰質(zhì)原料和粘土質(zhì)原料配合所得生料成分不能符合配料方案要求時(shí)，必須根據(jù)所缺少的組分摻加相應(yīng)的原料，這種以補(bǔ)充某些成分不足為主的原料稱校正原料。鐵質(zhì)校正原料常用：低品位的鐵礦石，煉鐵廠尾礦及硫酸廠工業(yè)廢渣硫酸渣等。目前有用鉛礦渣或銅礦

10、渣的，既是校正原料，又兼做礦化劑。硅質(zhì)校正原料常用：硅藻土、硅藻石、含SiO2多的河砂、砂巖、粉砂巖等。其中砂巖，河砂中結(jié)晶SiO2多，難磨難燒，盡量不用，風(fēng)化砂巖易于粉磨，對(duì)煨燒影響小。鋁質(zhì)校正原料常用：爐渣、煤什石、鋁磯土等表4校正原料常用品種及質(zhì)量要求校正原料常用品種質(zhì)量要求鐵質(zhì)校正原料低品位的鐵礦石、煉鐵廠尾礦、硫酸J,業(yè)廢渣硫酸渣(俗稱鐵粉)鉛礦渣，銅礦渣(還兼作礦化劑)FeO40%硅質(zhì)礦化劑硅藻土、硅藻后、含SiO2多的河沙、砂巖、粉砂巖n>4.0;SiO2：70%90%RO<4.0%民質(zhì)校正原料爐渣、煤肝石、鋁磯土Al2O>30%4低品位原料和工業(yè)廢渣的利用低品

11、位原料：化學(xué)成分、雜質(zhì)含量、物理性能等不符合一般水泥生產(chǎn)要求的原料目前水泥原料結(jié)構(gòu)的一個(gè)新的技術(shù)方向：(1)石灰質(zhì)原料低品位化；SI、Al質(zhì)原料巖礦化；Fe質(zhì)原料廢渣化。使用低品位原料急工業(yè)廢渣時(shí)應(yīng)注意：(1)這些原料成分波動(dòng)大，使用前先要取樣分析，且取樣要有代表性；(2)使用時(shí)要適當(dāng)調(diào)整一些工藝。低品位石灰質(zhì)原料的利用低品位石灰質(zhì)原料：Caa48喔£含較多雜質(zhì)。其中白云石質(zhì)巖不適宜生產(chǎn)硅酸鹽水泥熟料，其余均可用。但要與優(yōu)質(zhì)石灰質(zhì)原料搭配使用。煤阡石、石煤的利用煤什石：煤礦生產(chǎn)時(shí)的廢渣，在采礦和選礦過(guò)程中分離出來(lái)。其主要成分是SiO2、AI2Q、以及少量FeO、CaO,并含41809

12、360kj/kg的熱值。石煤：多為古生代和晚古生代菌藻類低等植物所形成的低炭煤，其組成性質(zhì)及生成等與煤無(wú)本質(zhì)區(qū)別，但含碳量少，揮發(fā)分低，發(fā)熱量低，灰分含量高。煤什石、石煤在水泥工業(yè)中的應(yīng)用目前主要有三種途徑：(1)代粘土配料；(2)經(jīng)煨燒處理后做混合材；(3)作沸騰燃燒室燃料，具渣做水泥混合材。粉煤灰及爐渣的利用粉煤灰：火力發(fā)電廠煤粉燃燒后所得的粉狀灰燼。爐渣：煤在工業(yè)鍋爐燃燒后排出的灰渣。粉煤灰、爐渣的主要成分：以SiO2、Al2Q為主，但波動(dòng)較大，一般Al2O偏高。利用：(1)部分或全部替代粘土參與配料；作為鋁質(zhì)校正原料使用；作水泥混合材料。作原料使用時(shí)應(yīng)注意：1、加強(qiáng)均化；2、精確計(jì)量；

13、3、注意可燃物對(duì)煨燒的影響；4、因其可塑性差，立窯生產(chǎn)時(shí)要搞好成球。玄武巖資源的開(kāi)發(fā)與利用玄武巖：是一種分布較廣的火成巖，其顏色由會(huì)到黑，風(fēng)化后的玄武巖表面呈紅褐色。成分：其化學(xué)成分類似于一般粘土，主要是SiO2、AlzO,但FeQ、RO偏高，即助熔氧化物含量較多。利用：可以替代粘土，做水泥的鋁硅酸鹽組分，以強(qiáng)化煨燒。使用注意事項(xiàng)：因其可塑性、易磨性差，使用時(shí)要強(qiáng)化粉磨。其他原料的應(yīng)用珍珠巖：是一種主要以玻璃態(tài)存在的火成非品類物質(zhì)，富含SiO2、也是一種天然玻璃?？捎米髡惩临|(zhì)原料配料。赤泥：是燒結(jié)法從研土中提取氧化鋁時(shí)所排放出的赤色廢渣，其化學(xué)成分與水泥熟料的化學(xué)成分相比較，AI2Q、FeQ含

14、量高，CaO含量低，含水量大，赤泥與石灰質(zhì)原料搭配配合便可配制出生料。通常用于濕法生產(chǎn)。電石渣：是化工廠乙烘發(fā)生車間消解石灰排出的含水約85%90的廢渣。其主要成分是Ca（OH）,可替代部分石灰質(zhì)原料。常用于濕法生產(chǎn)。碳酸法制糖廠的糖濾泥、氯堿法制堿廠的堿渣、造紙廠的白泥：其主要成分都是CaCO均可做石灰質(zhì)原料。前面為凈漿的制備500克水泥一定量的水?dāng)嚢璩蓸?biāo)準(zhǔn)稠度的漿體6.凝結(jié)時(shí)間的測(cè)定：1此時(shí)儀器滑動(dòng)桿下端應(yīng)把試桿改裝為試針，試針應(yīng)垂直，表面光滑，頂端應(yīng)為平面，如發(fā)現(xiàn)有彎曲或倒（圓）角時(shí)不能使用。2測(cè)定前的準(zhǔn)備工作：將試模放在玻璃板上，在玻璃板及模內(nèi)側(cè)稍稍涂上一層機(jī)油，調(diào)整凝結(jié)時(shí)間測(cè)定儀的試

15、針接觸玻璃板時(shí)指針應(yīng)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)尺最低刻度線，即70mm點(diǎn)。3試件的制備：以標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量按5.3條的操作方法制成標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿后立即一次裝入試模，振動(dòng)數(shù)次刮平，然后放入濕汽養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)。4初凝時(shí)間的測(cè)定：試件在濕汽養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)至加水后30分鐘時(shí)進(jìn)行第一次測(cè)定。測(cè)定時(shí)，從濕汽養(yǎng)護(hù)箱中取出試模放到試針下，降低試針與水泥凈漿表面接觸，擰緊螺絲12秒后突然放松，試針垂直自由沉入凈漿。觀察試針停止下沉或釋放試針30s時(shí)指針的讀數(shù)，記下每次測(cè)量時(shí)試針沈至距底板的距離（附件一）。臨近初凝時(shí)，每隔5分鐘測(cè)定一次，直至試針沈至距底板4±1mm時(shí)，為水泥達(dá)到初凝狀態(tài)；由水泥全部加入水中至初凝狀的時(shí)間為水泥的初凝時(shí)間，用“min”表示。5終凝時(shí)間的測(cè)定：為了準(zhǔn)確觀測(cè)試針沈入的狀況，在終凝針上安裝了一個(gè)環(huán)形附件（見(jiàn)圖1d）。在完成初凝時(shí)間測(cè)定后，立即將試模連同漿體平移的方式從玻璃板取下，翻轉(zhuǎn)180。，直徑大端向上，小端向下放在玻璃板上，再放入濕氣養(yǎng)護(hù)箱中繼績(jī)養(yǎng)護(hù)，臨近終凝時(shí)間每隔15分鐘測(cè)定一次，記下每次測(cè)量的結(jié)果，即環(huán)形有無(wú)在漿體表面留下痕跡（附件一）。當(dāng)試針沈入試體0.5mm時(shí)，即環(huán)形附件開(kāi)始不能在試體上留下痕跡時(shí)，為水泥達(dá)到